2022年机械原理课后答案第章2.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 第 8 章作业8-l 铰链四杆机构中, 转动副成为周转副的条件是什么 .在以下图所示四杆机构 ABCD 中哪些运动副为周转副 .当其杆 AB 与 AD 重合时, 该机构在运动上有何特点 .并用作图法求出杆3 上 E 点的连杆曲线；答：转动副成为周转副的条件是：1最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和；2机构中最短杆上的两个转动副均为周转副；图示ABCD 四杆机构中C、D 为周转副；当其杆 AB 与 AD 重合时,杆BE 与 CD 也重合因此机构处于死点位置；8-2 曲柄摇杆机构中,当以曲柄为原动件时,机构是否肯定存在急回运动,且肯定无死点 为什么 . .答：机构不肯定存在急回运动,但肯定无死点,由于：1当极位夹角等于零时,就不存在急回运动如下图,2原动件能做连续回转运动,所以肯定无死点；8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同 . 8-4 图 a 为偏心轮式容积泵；图 b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵；试绘出两种泵的机构运动简图,并说明它们为何种四杆机构,为什么 . 解 机构运动简图如右图所示,ABCD 是双曲柄机构；由于主动圆盘 AB 绕固定轴 A 作整周转动, 而各翼板 CD 绕固定轴 D 转动, 所以 A 、D为周转副,杆 AB 、CD 都是曲柄；8-5 试画出图示两种机构的机构运动简图,并说明它们各为何种机构；图 a 曲柄摇杆机构图 b 为导杆机构；8-6 如下图, 设己知四杆机构各构件的长度为a240 mm,b600mm ,c400mm d500mm ；试问: 名师归纳总结 1当取杆 4 为机架时,是否有曲柄存在. .如何获第 1 页,共 15 页2假设各杆长度不变,能否以选不同杆为机架的方法获得双曲柄机构和双摇杆机构- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 得. 3假设 a、bc 三杆的长度不变,取杆4 为机架,要获得曲柄摇杆机构,d 的取值范畴为何值. : 解1因 a+b=240+600=840900=400+500=c+d 且最短杆1 为连架轩故当取杆 4 为机架时,有曲柄存在；2、能；要使此此机构成为双曲柄机构,就应取 机构,就应取杆 3 为机架；1 杆为机架；两使此机构成为双摇杆3要获得曲柄摇杆机构 , d 的取值范畴应为 440760mm；8-7 图示为一偏置曲柄滑块机构,试求杆 AB 为曲柄的条件；假设偏距 e=0,就杆 AB 为曲柄的条件是什么 . 解 1假如杆 AB 能通过其垂直于滑块导路的两位置时,就转动副 A 为周转副,故杆 AB为曲柄的条件是 AB+e BC；2假设偏距 e=0, 就杆 AB 为曲柄的条件是 AB BC8-8 在图所示的铰链四杆机构中,各杆的长度为 1l 28mm,2l 52mm,3l 50mm ,4l 72mm,试求 : 1当取杆 4 为机架时,该机构的极位夹角、杆 3 的最大摆角、最小传动角 min 和行程速比系数 K; 2当取杆 1 为机架时,将演化成何种类型的机构 .为什么 .并说明这时 C、D 两个转动副是周转副仍是摆转副 ; 3当取杆 3 为机架时,又将演化成何种机构 .这时 A、B 两个转动副是否仍为周转副 . 解 1怍出机构的两个极位,如图 , 并由图中量得： =18.6o, =70.6o, min=22.7 o180 180 18.6k 12.3180 180 18.62 由 l1+l4 l2+l3可知图示铰链四杆机构各杆长度符合杆长条件；小最短杆 l 为机架时, 该机构将演化成双曲柄机构；最短杆 1 参加构成的转动副 A 、B 都是周转副而 C、D 为摆转副；3当取杆 3 为机架时,最短杆变为连杆,又将演化成双摇杆机构,此时 A 、B 仍为周转副；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - l8-9 在图示的连杆机构中,已知各构件的尺寸为lAB160mm ,lBC260mm ,: CD200 mm,lAD80mm 构件 AB 为原动件,沿顺时针方向匀速回转,试确定1四杆机构 ABCD 的类型 ; 解2该四杆机构的最小传动角min ；ABCD 为双曲柄机构；3滑块 F 的行程速比系数K；1由 lAD +lBC<l AB+l CD 且最短杆 AD 为机架可知,图中四杆名师归纳总结 2作出四杆机构ABCD 传动角最小时的位置；见图并量得min=12o=47o；第 3 页,共 15 页3作出滑块F 的上、下两个极位及原动件AB 与之对应的两个极位,并量得求出滑块 F 的行程速比系数为k180180471.7118018047- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 8-10 试说明对心曲柄滑块机构当以曲柄为主动件时,其传动角在何处最大.何处最小 . 解在曲柄与导轨共线的两位置之一传动角最大,max=90 o；在曲柄与机架共线的两位置之一传动角最小,min=arcosL AB /l BC；8-11 正弦机构 图 8 一 15b和导杆机构 图 822a中,当以曲柄为主动件时,最小传动角min 为多少 .传动角按什么规律变化. 解min=90o；传动角恒定不变；8-12 图示为偏置导杆机构,试作出其在图示位置时的传动角以及机构的最小传动角及其出 现的位置,并确定机构为回转导杆机构的条件；解 传动角以及机构最小传动角及其显现的位置如以下图所示；机构为回转导杆机构的条件: ABAC8-13 如图 857 所示,当按给定的行程速度变化系数K 设计曲柄摇杆机构时,试证明假设名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 将固定铰链A 的中心取在FG 弧段上将不满意运动连续性要求；答因这时机构的两极位DC 1, DC 2 将分别在两个不连通的可行域内；8-14 图示为一试验用小电炉的炉门装置,关闭时为位置 E1,开启时为位置 E2；试设计一个四杆机构来操作炉门的启闭 各有关尺寸见图 ；开启时, 炉门应向外开启, 炉门与炉体不得发生干预；而关闭时,炉门应有一个自动压向炉体的趋势 图中 S 为炉门质心位置 ；B、C为两活动铰链所在位置；解1作出 B2C2 的位置； 用作图法求出A 及 D 的位置, 并作出机构在E2 位置的运动简图,见以下图,并从图中量得lAB= l.AB=95 mm lAD= l.AD =335mm lCD= l.CD=290mm 2用怍图法在炉门上求得 B 及 C 点位置,并作出机构在位置的运动图 保留作图线 ；作图时将位置 E1 转至位置 E2,见图并量得lAB= l.AB=92.5 mm lBC= lBC=l 27.5 rnm lCD= l.CD=262.5 mn 8-15 图示为公共汽车车门启闭机构；已知车门上铰链 C 沿水平直线移动,铰链 B 绕固定铰链 A 转动,车门关闭位置与开启位置夹角为 a=115 o,AB 1/C 1C2,l BC=400 mm,1C1C2=550 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - mm , 试求构件 AB 的长度,验算最小传动角,并绘出在运动中车门所占据的空间作为公共汽车的车门,要求其在启闭中所占据的空间越小越好；8-16 图示为一已知的曲柄摇杆机构,现要求用一连杆将摇杆F 、CD 和 滑块 F 联接起来, 使摇杆的三个已知位置C D 、C D 、C D 和滑块的三个位置F 、F 相对应 图示尺寸系按比例绘出 ；试确定此连杆的长度及其与摇杆 CD 铰接点的位置；解 由题意知,此题实际是为按两连架汗 摇杆与滑块 的预定对应位置设计四扦机构的同题；详细作图过程如以下图所示；连杆的长度为 lEF= lE2F2= l 30 mm ；8-17 图示为某外表中采纳的摇杆滑块机构,假设已知滑块和摇杆的对应位置为 S1=36mm,S12=8mm,S23=9 mm ; 12=25 o,23=35 o,摇杆的第位置在铅垂方向上；滑块上铰链点曲柄取在 B 点,偏距 e=28 mm, 试确定曲柄和连杆长度；解此题属于按两连架轩预定的对应位置设计四杆机构问题；此问题可用反转法求解；名师归纳总结 长度,连杆长度52.2 mm见图中标注；第 6 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 8-18 试设计图示的六杆机构；该机构当原动件 时针转过 =45 o 恰与 x 轴重合；此时,滑块定铰链 B 及 C 的位置；l 自 y 轴顺时针转过 12=60 o时,构件 3 顺6 自 E1 点移动到 E2 点,位移 s12=20 mm ；试确解 由题意知,所要设计的六杆机构 ABCDEF 是由铰链四杆机构 ABCD 和摇杆滑块机构CDE 串联所组成,故此设计问题,可分解为两个四杆机构的设计问题；对于摇杆滑块机构 CDE 的设计,就是确定活动铰链 C 的位置,可用反转法设汁,详细作法如以下图所示；对于铰链四扦机构 ABCD 的设计就是确定活动铰链 B 的位置,也可用反转法设计,详细作法如以下图所示；8-19 现欲设计一四杆机构翻书器；如下图,当踩动脚踏板时,连杆上的肘点自 M ,移至 M ：就可翻过一页书； 现已知固定铰链 A、D 的位置, 连架杆 AB 的长度及三个位置以及描点 M的三个位置；试设计该四杆机构压重用以保证每次翻书时只翻过一页 解：作图,并量得：AB=36mm, AD=47mm, CD=5mm, 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - BC=10mm, BM=36mm, CM=44mm 8-20 现需设计一铰链四杆机构,用以启闭汽车前灯的遮避窗门；图示为该门 即连杆上的标线在运动过程中的五个位置,其参数如表 8 3 所示；试用解析法设计该四杆机构 其位置必需限定在图示长方形的有效空间内 ；8-21 图示为一用推拉缆操作的长杆夹持器,用一四杆机构 ABCD 来实现夹持动作；设已知两连架杆上标线的对应角度如下图,试确定该四杆机构各杆的长度；解：取 AD 为机架,并以适当比例尺作机架AD 及 AB 杆与 DE 杆的三对对应位置；此机构名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 设计简要步骤如图保留作图线,机构各杆长度为：8-22 图示为一汽车引擎油门掌握装置；此装置由四杆机构 ABCD 、平行四边形机构 DEFG及油门装置所组成,由绕 O 轴转动的油门踏板 OI 驱动可实现油门踏板与油门的和谐协作动作；当油门踏板的转角分别为0o、5o、15o及 20o时,杆 MAB 相对应的转角分别为0o、32o、52o及 63o逆时针方向 ,与之相应油门开启程度为 现设 lAD=120 mm ,试以作图法设计此四杆机构0o关闭 、14o、44o及 60o全开 四个状态；ABCD ,并确定杆AB 及 CD 的安装角度1及 2 的大小 当踏板转 20o时, AM 与 OA 重合, DE 与 AD 重合 ；解：1由平行四边形机构特点知杆 CD 的转角与油门开启角相同,故四杆机构 ABCD 两连架杆 AB 及 CD 的三对对应角 12=32 o, 12=14 o; 13=52 o, 13=44 o, 14=63 o, 14=60 o；且均为逆时针方向；2取相应比例尺作出机架 AD 如下图；取 BB 为归并点,按点归并法设计此四杆机构保留全部作图线,并量得：l AB= l.AB=92mm, l AD= l.AD=120mm, lBC= l.BC=180mm, l CD= l.CD=34mm; 1=92o, 2=102o8-23 如下图,现欲设计一铰链四杆机构,设已知摇杆 CD 的长 l CD 75 mm 行程速比系数,机名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 架 AD 的长度为lAD100 mm ,摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为45 ,试求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC有两组解 ；136180k11801.5解：先运算k11.51再以相应比例尺l.作图可得两个解：=35o,1 l AB=l. AC 2-AC 1/2 =49.5mm, l BC=l. AC 2+AC 12 l AB=l. AC 1-AC 2/2 =22mm, l BC=l. AC 2+AC 1/2=48mm 8-24 如下图,设已知破裂机的行程速度变化系数,颚板长度lCD=300 mm 颚板摆角曲柄长度 lAD =80 mm；求连杆的长度,并验算最小传动角min 是否在答应的范畴内；解：先运算180k11801.5136k11.51取相应比例尺l 作出摇杆 CD 的两极限位置C1D 及 C2D 和固定铰链A 所在圆 s1保留作图线 ；- 如下图,以 C2 为圆心、 2AB 为半径作圆,同时以F 为圆心 2FC2 为半径作圆,两圆交名师归纳总结 于点 E,作 C2E 的延长线与圆s1 的交点,即为铰链A 的位置；第 10 页,共 15 页由图知：l BC=l. AC 1+l AB =310mm min= =45o>40o- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 8-25 图示为一牛头刨床的主传动机构,已知lAB =75 mm,l DE=100 mm,行程速度变化系数K=2 ,刨头 5 的行程 H=300 mm ；要求在整个行程中,推动刨头 5 有较小的压力角,试设计此机构；解先算导杆的摆角180k11802160k121取相应比例尺l 作图,由图可得导杆机构导杆和机架的长度为：h 成为L CD=l.CD=300mm, l AC=l.AC=150mm; 导杆端点 D 的行程D 1D2=E1E2=H/l为了使推动刨头5 在整行程中有较小压力角,刨头导路的位置H=l CD1+cos点津此题属于按行程速比系数K 设计四杆机构问题,需要留意的是：导杆CD 的最大名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摆角与机构极位夹角相等：因H=300mm ,且要求在整个行中刨头运动压力角较小；所以取 CD1=CD 2=300mm, 就 D1D 2=H=300mm ；8-26 某装配线需设计一输送工件的四杆机构,要求将工件从传递带 C1 经图示中间位置输送到传送带 C2 上；给定工件的三个方位为：M 1204,-30, 21=0o；M 2144,80, 22=22 o；M 334,100, 23=68 o；初步预选两个固定铰链的位置为 A0, 0、 D34,一 83；试用解析法设计此四杆机构；解 由题可知 , 此题属于按预定的连杆位置用解析法设汁四杆机构问题,N=3,并已预选xA, yA 和 x D, yD 坐标值,详细运算过程略；135 ,150 ,280 ,8-27 如下图,设要求四杆机构两连架杆的三组对应位置分别为:275 ,3125 ,3105 ；试以解析法设计此四杆机构；解：1将 , 的三组对应值带入式8-17初选0= 0=0Cos +0=p 0cos + 0+p 1cos + 0- +0+p 221.5831cos35p 0cos50p 1cos50 35 p 2cos80p 0cos75p 1cos7580 p 2得cos125p 0cos105p 1cos105125 p 2解之得运算到小数点后四位p0=1.5815, p 1=-1.2637, p 22如下图,求各杆的相对长度,得n=c/a=p 0ml2n212 lp3求各杆的长度：得名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 8-28 试用解析法设计一曲柄滑块机构,设已知滑块的行程速度变化系数K=1 5,滑块的冲程 H=50 mm ,偏距 e=20 mm；并求其最大压力角max；解：运算180k11801.5136并取相应比例尺l 依据滑块的行程H 作出极位k11.51及作 圆,作偏距线,两者的交点即铰链所在的位置,由图可得：l AB = l. AC 2-AC 1/2 =17mm, l BC= l. AC 2+AC 1/2=36mm 8-29 试用解析法设计一四杆机构,使其两连架杆的转角关系能实现期望函数 y= ,lz10；8-30 如下图,已知四杆机构；ABCD 的尺寸比例及其连杆上种情形设计一具有双停留运动的多杆机构：1从动件摇杆输出角为 45o：2从动件滑块输出行程为 5 倍曲柄长度；E 点的轨迹曲线,试按以下两8-31 请结合以下实际设计问题,挑选自己感爱好的题目,并通过需求背景调查进一步明确 设计目标和技术要求,应用本章或后几章所学学问完成相应设计并编写设计报告；1结合自己身边学习和生活的需要,设计一折叠式床头小桌或晾衣架,或一保藏式床头书架或脸盆架或电脑架等；2设计一能帮忙截瘫病人单独从轮椅转入床上或四肢瘫痪已失去活动才能的病人能自 理用餐或自动翻书进行阅读的机械；3设计适合老、中、青不同年龄段使用并针对不同职业活动性质 少的特点 的健身机械；如坐办公室人员运动4设计帮忙运发动网球或乒乓球训练的标准发球机或步卒步行耐力训练,或空军飞行名师归纳总结 员体验混战演习训练即给可能的飞行员各方位加一个重力,或宇航员失重训练即能运载一第 13 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 人并供应一个重力加速度 的模拟训练机械；5设计放置在超市外投币式的具有安全、好玩或难以想像的运动的小孩“ 坐椅” 或能 使两位、四位游客产生毛骨悚然的颤抖感觉的轻巧“ 急动” 坐车；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 15 页