機械原理課后習(xí)題答案

《機械原理》課后習(xí)題答案

第2章（P27）

2-2計算下列機構(gòu)的自由度，如遇有復(fù)合較鏈、局部自由度、虛約

束等加以說明。

(a)77=3,PF3F=3*3-2*3=3

(b)n=3,「尸3,必=2F=3*3-2*3-2=1（B處有局部自

由度）

n=7,夕尸10F=3*7-2*10=1

77=4,「尸4,ptp2F=3*4-2*4-2=2（A處有復(fù)合較

鏈）

(e)77=3,夕尸4F=3*3-2*4=1（A或D處有

虛約束）

(f)77=3,「尸4F=3*3-2*4=1（構(gòu)件4和轉(zhuǎn)動

副E、F引入虛約束）

(g)"=3,pF5F=(3-1)*3-(2-1)*5=1（有公共約束）

(h)77=9,P尸12,ph=2F=3*9-2*12-2=1（M處有復(fù)合較

鏈，C處有局部自由度）

2-3計算下列機構(gòu)的自由度，拆桿組并確定機構(gòu)的級別。

(a)/7=5,ppiF=3*5-2*7=1

由于組成該機構(gòu)的基本桿組的最高級別為n級桿組，故此機構(gòu)

為n級機構(gòu)。

(c)n=5,PF7F=3*5-2*7=1

拆分時只須將主動件拆下，其它構(gòu)件組成一個III級桿組，故此

機構(gòu)為HI級機構(gòu)。

2-4驗算下列運動鏈的運動是否確定，并提出具有確定運動的修改

方案。

(a)n=3,2尸4,所1F=3*3-2*4-1=0該運動鏈不能運動o

修改方案如下圖所示:

(b)/7=4,「尸6F=3*4-2*6=0該運動鏈不能運動。

第3章(P42)

3-2下列機構(gòu)中，已知機構(gòu)尺寸，求在圖示位置時的所有瞬心。

(a)刈=UM3=3lP14Pl3〃/

3-6在圖示齒輪連桿機構(gòu)中，三個圓互作純滾，試?yán)孟鄬λ残?/p>

P13來討論輪1與輪3的傳動比/13O

；Vpl3=3[P]6Pl3〃產(chǎn)3136Pl3HI

.?.八3=3/33=加＞”/匹?(i3

第5章(P80)

5-2一較接四桿機構(gòu)(1)Va+d=3.5,b+c=4

a+d<b+c

又：最短桿為連架桿

此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，可以實現(xiàn)

連續(xù)轉(zhuǎn)動與往復(fù)擺動之間的運動變換。

(2)機構(gòu)的兩極限位置如下圖:(3)傳動角最大和最小

位置如下圖:

5-3題略

解：若使其成為曲柄搖桿機構(gòu),則最短桿必為連架桿，即a為最短

桿。所以此題有兩種情況，即：(1)機架d為最長桿，則應(yīng)滿足

a+dWc+b

d^c+b-a=2.5+3-1=4.5

dmax=4.5

(2)連桿b為最長桿，則應(yīng)滿足a+bWc+d

d^a+b-c=1+3-2.5=1.5

dmin=1.5

5-8題略

略

5-9設(shè)計一較接四桿機構(gòu)，要求主動的連架桿AoA逆鐘向轉(zhuǎn)120°,

另一連架桿BoB順鐘向轉(zhuǎn)90°,并要求在起始位置機構(gòu)有最好的

傳力性能。

第6章(Pioo)

6-4題略

解：H=r+b-n)=6mm

8o=BOC=arccos((r0-r)/b)=55.15°

8s=0

8o'=5o

z

8/=36O-8o-6o=249.7°

amax=arctan(BD/r0)=29.9°

D

B

8s'

O'

6。'

6-5題略解：(l)當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過6角，相當(dāng)于從動件轉(zhuǎn)過

-6角，即A-A，，則從動件的位移為：

S布-OA=B0z-00'cos6-0A

=8(1-cos6)

(2)h=16mm

(3)v=3*丁=83sin5co=8下

當(dāng)6二90°時，0max二64h

當(dāng)8=0°時，amax=512m2

(4)b=16mm

第7章(P132)

7-3rb=60mm,a尸20

第7章(P132)

7-2解：n=rb/cosai=63.85mmPi=rbtana

VaF20°二.查表得e1=0.014904=0.85°

若0k=15°,則查表得ak=47°28'37〃

rk=rb/cosak=88.77mmPk=rbtanak=65.43mm

7-3解：已知KK'=11.84mm,『63.86mm,K=12.60mm

0k=0k,即NA'OK'=NAOK〃

...NA'OK'-NAOK'=NAOK〃-NAOK'

o

即?AO4=NK'OK〃

AA'/廿K'K，z/ri=12.60/63.86=0.1973mm

z,

rb=AA/0.1973=KK/0.1973=60mm

aj=arccos(rb/n)=20°

7-5解：（1）略

(2)a=n+r2=250mm

由acosa=a7cosa'得a'=arccos(250cos20

/255)=22.8920°

NiN2=a'sina'=99.2mm

BIB2=rb2(tanaa2-tana')+rbi(tanaa1-tana')=33.7mm

其中，aa2=arccos(rb2/ra2)=28.24aai=arccos(rbi/

rai)=31.32°

Zmha*m

sina

7-7解：（1）Pmin=NG=sina-

2

而Zsina-2ha*

rbZsinQcosa

(2)tanaG==

Zmha*m

2sina

⑶當(dāng)Pmin=0,即sina-=0

2h,2

sir?。

得Z=sin22r=17

7-8解:先計算門、「2、bi、rb2>rai>ra2

(1)P1臉N1B1砧(1N2-BIN2=(n+r2)sina-rb2tanaa2=7.253mm

2sina

(2)Pmin=sina-=4.964mm

P1min>Pmin能正確嚙合傳動

(3)若ra2=410+0.1/77=411mm貝Uaa2=23.86°

Pimin=(100+400)sin20°-375.88tan23.86°=4.76mm

P1min<Pmin不能正確嚙合傳動

7-10參見教材第121頁[例7-3]o

第8章(P147)

8-2解：這是zfz謖由輪電z，4。

.Z]Z2'Z3Z4'15XZ/XI

/15-=---------:-............=—

j,=乙區(qū)2畛64

5-ZJZ615X1

//

;ni=ni/,ns=05'.*./15=/i5

Z432

云25

得Z3^17（為保證不根切的最小齒數(shù)）

8-4解：根據(jù)同心條件得

Z3=ZI+2Z2=102,Z6=Z4+2Z5=102

1,2,3,Hi-―彳丁星輪系

/1H1=1-/13=1+Z3/Zl=4.4

4,5,6,H2--行星輪系

4H2-1-4e=1+Z&/Z4=4.4

73Hl=34**?/1H2=/1H1?4H2=4.4X4.4=19.36

8-5解：房若Z2Z325X60

isxio=-5①

當(dāng)轉(zhuǎn)向郎目照，將ni=200i7minm=50i7min,代入①式,

50—n

"=-5解得FIH=75r/min,系桿H的轉(zhuǎn)向與ni

轉(zhuǎn)向相同。

當(dāng)轉(zhuǎn)向機底附，將ni=200r/min,02=-50i7min,代入①式,

-50-nn

=-5解得DH=-8.33r/min,系桿H的轉(zhuǎn)向與ni

Z2Z4

轉(zhuǎn)向相反。

Z1Z3

8-10解：(a)/仙蟲-/彳4f

⑼加=1"4登，

=

(C)/141-Z4/Zl

(d)/iH=1-/i4=1+Z4/Zi

(e)/g當(dāng)-/|3言言

H

(f)/ih=1-/i3=1+Z3/Z1AH=1-A6=1+Z6/Z4

rih=ri4/IH=/ih,4H=(1+Z3/Zi)(1+Ze/Z4)

8-11解：1,2,2',3,H--差動輪系;3',6',6,5,4-一定軸輪系。

.nrnHZ2Z3

3一①

n3-nH

,nz

3z2n4Za

,%6命考T7T6=="

W44

r)3=na'n6=n6^6_nH=n4

Z3Iz4

并將其代入①式，得

ri3="n6,nH=n6

n「告叫Z2Z3

Z1億2

n6-n6—

F/—；

n6

解得/16~==13.3

=60/16②

.n3th,Z」ZL

Kz^T,=-3/4

將ri3=-3/4r)4,DH=r>4代入②式，得

n-n

24一60/16

-3/4n4-n4

解得方4=-5.56

8-12解：Z3=Zi+gZ2=80

ZlH=1-/彳3芻+=5

加=1-石4籟1=1/50

Zi6=?=/IH/^H=250

n6

ne=ni/250=6r/min其轉(zhuǎn)向與m轉(zhuǎn)向相同。

第11章（Pl9。）

11"傾斜剪刃的剪切機如圖，如果剪刃與被切工件間摩擦系數(shù)

*0.12,試求剪刃的最大傾斜角度6應(yīng)為多少?

解：取②③的接觸面為基準(zhǔn)，視R12為驅(qū)

動力，其作用線與基準(zhǔn)面法線的夾角B

為：0=8-4)

自鎖條件為：BW6

.??8-eW6

即6<26=2arctgf=13.7

11-2軋鋼機軋輯直徑為1120mm，當(dāng)短距為1200mm,軋輻與鋼坯

間摩擦系數(shù)K0.15時-，可軋鋼坯的最大厚度H是多少？

解：視R23為驅(qū)動力，其作用線與下接觸面法

線的夾角B為：B=2a-e

自鎖條件為：BW巾

即2a-巾W?

aW6

amax=arctgf=8.53°

Hmax=1200-1120cosamax=92.39mm

第12章(P210)

12-1解：①機械系統(tǒng)的總動能為：

E=1/2[J,3a+人322+W/g(32r)2]

等效構(gòu)件所具有的動能為：Ee=1/2Je322

根據(jù)等效原則，即E=Ee

222

得Je=JI(G)1/G)2)+Jn+w/gr=J,(Z2/Zi)2+JII+W/gr

②Ner=W32rATer=Ner/?2=Wr

③Wd=Wr即Nd=Nr

T——W32r

...Td=Wr(w2/Wl)=Wr(Zi/Z2)

12-2解：*.*Ner=QVi??Ter=Ner/w1=QVilw1

用瞬心法求心需先找Pl3

,/UP13=V&=W1APl3心/3產(chǎn)APl3

因此，Ter=QAP13

12-5由某原動機驅(qū)動的工作機構(gòu)，對主