机械原理课后习题答案.doc
【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流机械原理课后习题答案.精品文档.机械原理课后习题答案第2章 （P27）2-2 计算下列机构的自由度，如遇有复合铰链、局部自由度、虚约束等加以说明。（a）n=3，pl=3 F=3*3-2*3=3 （b）n=3，pl=3，ph=2 F=3*3-2*3-2=1 （B处有局部自由度）（c）n=7，pl=10 F=3*7-2*10=1 （d）n=4，pl=4，ph=2 F=3*4-2*4-2=2 （A处有复合铰链）（e）n=3，pl=4 F=3*3-2*4=1 （A或D处有虚约束）（f）n=3，pl=4 F=3*3-2*4=1 （构件4和转动副E、F引入虚约束）（g）n=3，pl=5 F=(3-1)*3-(2-1)*5=1 （有公共约束）（h）n=9，pl=12，ph=2 F=3*9-2*12-2=1 （M处有复合铰链，C处有局部自由度）2-3 计算下列机构的自由度，拆杆组并确定机构的级别。（a）n=5，pl=7 F=3*5-2*7=1由于组成该机构的基本杆组的最高级别为级杆组，故此机构为级机构。（b）n=5，pl=7 F=3*5-2*7=1此机构为级机构。（c）n=5，pl=7 F=3*5-2*7=1 拆分时只须将主动件拆下，其它构件组成一个级杆组，故此机构为级机构。2-4 验算下列运动链的运动是否确定，并提出具有确定运动的修改方案。（a）n=3，pl=4，ph=1 F=3*3-2*4-1=0 该运动链不能运动。修改方案如下图所示：或 （b）n=4，pl=6 F=3*4-2*6=0 该运动链不能运动。修改方案如下图所示： 或 第3章（P42）3-2 下列机构中，已知机构尺寸，求在图示位置时的所有瞬心。 （a） （b） （c）(a) v3=vP13=1P14P13l3-6 在图示齿轮连杆机构中，三个圆互作纯滚，试利用相对瞬心P13来讨论轮1与轮3的传动比i13。vp13=1P16P13l=3P36P13li13=1/3=P36P13 / P16P13 第5章 （P80）(1) a+d=3.5 ， b+c=4a+d<b+c又最短杆为连架杆此机构为曲柄摇杆机构，可以实现连续转动与往复摆动之间的运动变换。5-2 一铰接四杆机构（2）机构的两极限位置如下图： （3）传动角最大和最小位置如下图： maxminADB1B2C1C2 5-3题略解：若使其成为曲柄摇杆机构，则最短杆必为连架杆，即a为最短杆。所以此题有两种情况，即： （1）机架d为最长杆，则应满足 a+dc+b dc+b-a=2.5+3-1=4.5 dmax=4.5（2） 连杆b为最长杆，则应满足 a+bc+dda+b-c=1+3-2.5=1.5 dmin=1.5m12P12A0B0P1P2M1M2N1n12A1B1N25-8题略2030A0C2R12R13B空档15205-12题略5-9设计一铰接四杆机构，要求主动的连架杆A0A逆钟向转120°，另一连架杆B0B顺钟向转90°，并要求在起始位置机构有最好的传力性能。R12A0A1B160°45°B0第6章（P100）O0D´B´DCBA6-4题略解：H=r+b-r0=6mm 0=BOC=arccos(r0-r)/b)=55.15° s=0 0´=0 s´=360-0-0´=249.7° max =arctan(BD/ r0)=29.9°maxS´O´0´解：（1）当凸轮转过角，相当于从动件转过-角，即AA,则从动件的位移为： S=OA- OA = BO-OO´cos-OA =8(1-cos)（2）h=16mm（3）v=*s´=8sin =8 当=90°时，v max =64 当=0°时，a max =5122（4）b=16mm6-5题略ABA´OO´M第7章（P132）7-3 rb=60mm, i=20°INirirbAi第7章（P132）7-2解：ri= rb/cosi=63.85mm i= rbtani=21.84mmi=20° 查表得 i=0.014904=0.85 Page: 4°若k=15 Page: 4°， 则查表得 k=47 Page: 4°2837 rk= rb/cosk=88.77mm k= rbtank=65.43mmAKAKNOKri7-3解：已知 KK=11.84mm, ri=63.86mm, KK=12.60mmk=k 即 AOK=AOK AOK-AOK=AOK-AOK即 AOA=KOK AA/ rb= KK/ ri =12.60/63.86=0.1973mm rb= AA/0.1973= KK/0.1973=60mm i=arccos(rb/ ri )=20°7-5解：（1）略（2）a= r1+ r2=250mm由acos= acos 得 =arccos(250cos20°/255)=22.8920° N1N2= asin=99.2mm B1B2= rb2(tana2 -tan)+rb1(tana1-tan)=33.7mm其中，a2=arccos(rb2/ ra2 )=28.24° a1=arccos(rb1/ ra1 )=31.32°Zm2ha*msin7-7 解：（1）min=NG= sin- Zsin2-2 ha*Zsincos rbNG(2)tanG= = Zm2ha*msin(3)当min=0， 即 sin- =0 22ha*sin2 sin220° 得 Z= = =177-8解：先计算r1、r2、rb1、rb2、ra1、ra2ha*msinZm2(1) 1min=N1B1= N1N2- B1N2=( r1+ r2) sin- rb2tana2 =7.253mm(2) min= sin- = 4.964mm 1min>min 能正确啮合传动 (3)若ra2=410+0.1m=411mm 则a2=23.86°1min=(100+400) sin20°- 375.88tan23.86°= 4.76mm 1min<min 不能正确啮合传动 7-10参见教材第121页例7-3。第8章（P147） 35×Z4×40 15×Z2×1 Z2 Z3 Z4 Z5Z1 Z2Z3 Z48-2解：这是一个定轴轮系 i15 = =28×6415×1 Z7 Z5Z1Z6 i1 5 = = n1 =n1 , n5 =n5 i15= i1 5 32 25 Z4 Z2 得 = Z317（为保证不根切的最小齿数）8-4解：根据同心条件得 Z3= Z1+2Z2=102 ， Z6= Z4+2Z5=102 H1 1,2,3,H1-行星轮系 i1H1=1- i13 =1+ Z3/ Z1=4.44,5,6,H2-行星轮系 H2 i4H2=1- i46 =1+ Z6/ Z4=4.425×6015×20 Z2 Z3 Z1Z2 n1- nH n3-nH H1=4 i1H2= i1H1·i4H2=4.4×4.4=19.368-5解： i13 = = - =- =-5 200- nH 50-nH 当转向相同时，将n1 =200r/min ,n2 =50r/min,代入式， =-5 解得 nH =75r/min ，系杆H的转向与n1转向相同。 200- nH -50-nH 当转向相反时，将n1 =200r/min ,n2 = -50r/min,代入式，Z2 Z4Z1Z3 =-5 解得 nH =-8.33r/min ，系杆H的转向与n1转向相反。Z2Z3Z4Z1Z2 Z3 H 8-10解：(a) i1H=1- i14 =1- H (b) i1H=1- i14 =1+ H (c) i1H=1- i14 =1- Z4/ Z1Z2 Z3Z1Z2 H (d) i1H=1- i14 =1+ Z4/ Z1 H (e) i1H=1- i13 =1- H h (f) i1h=1- i13 =1+ Z3/ Z1 i4H=1- i46 =1+ Z6/ Z4 nh = n4 i1H= i1h·i4H=(1+ Z3/ Z1)(1+ Z6/ Z4)8-11解：1,2,2,3,H-差动轮系； 3,6,6,5,4-定轴轮系。 H Z6Z4 Z6Z3 n4 n6 n3 n6 Z2 Z3Z1Z2 n1- nH n3-nH i13 = =- i3 6 = =- i46 = =- Z6Z4 Z6Z3 n3 =n3 n6=n6 nH =n4 n3 = - n6 , nH = n6 并将其代入式，得Z2 Z3Z1Z2 Z6 Z4 n1- n6 n6- n6 Z6 Z4 Z6Z3 n1 n6 Z3Z2 解得 i16 = =13.3 Z6 Z4Z3 Z6 n3 n4 n3 n4 H n2- nH n3-nH i23 = = =60/16 i34 = = =- =-3/4将n3 =-3/4 n4 , nH =n4代入式，得60/16 n2- n4-3/4n4-n4 解得 i24 =-5.56Z3Z1 8-12解： Z3= Z1+2Z2=80Z5 Z4Z6Z5 H i1H=1- i13 =1+ =5 H i6H=1- i64 =1- =1/50 n1 n6 i16 = = i1H/i6H =250 n6 = n1/250=6 r/min 其转向与n1转向相同。第11章(P190)11-1 倾斜剪刃的剪切机如图，如果剪刃与被切工件间摩擦系数f=0.12，试求剪刃的最大倾斜角度应为多少？R1221解：取的接触面为基准，视R12为驱动力，其作用线与基准面法线的夹角为： = - 自锁条件为： -即 2=2arctgf=13.7º 11-2轧钢机轧辊直径为1120mm,当辊距为1200mm, 轧辊与钢坯间摩擦系数f=0.15时，可轧钢坯的最大厚度H是多少？解：视R23为驱动力，其作用线与下接触面法线的夹角为： = 2- 自锁条件为：即 2- max=arctgf=8.53°Hmax=1200-1120cosmax =92.39mmO2O1R23第12章（P210）12-1解：机械系统的总动能为：E=1/2 J12+J22+ W/g(2r)2等效构件所具有的动能为： Ee=1/2 Je22根据等效原则，即 E= Ee得 Je = J(1/2)2+J+ W/g r2= J(Z2/Z1)2+J+ W/g r2 Ner=W2 r Ter= Ner/2 =Wr Wd=Wr 即 Nd=NrTd1=W2 r Td=W r(2 /1)=W r(Z1/Z2)12-2解： Ner=Q v3 Ter= Ner/1 = Q v3/1用瞬心法求v3/1，需先找P13 vp13= v3=1 AP13 v3/1= AP13因此， Ter= Q AP13 12-5由某原动机驱动的工作机构，对主轴转角的等效阻力矩Tr，如图所示。设以主轴转角度量的周期为360º，主轴平均转速为620r/min, 驱动力矩Td为常数。(1) 设等效转动惯量为常数，试画出稳定运转的一周期内角速度变化示意图；(2) 不计原机构各构件的质量，计算飞轮的转动惯量Jf，许用运转不均匀系数=0.01；(3) 求加上飞轮之后的主轴最高转速nmax和最低转速nmin。解：(1) 在稳定运转阶段有 Wd=Wr0360Td d=0360Tr d 即 Td×360=1/2×200×(30+180) Td=58.33 Nm稳定运转的一周期内角速度变化曲线图如下：0º20º50º180º200360ºT(Nm)58.3TdTr00ab0142.08°º5.83°º(2)根据等效力矩线图，画出其盈亏功变化图(W)max=f1+f3 =1/2×(30+142.08-5.83)×/180×(200-58.33) =205.53Jf(W)max /(m2)=4.88kgm2(3) nmax=623.1r/min nmin=616.9r/min
