机械原理课后答案-高等教育出版社

机械原理作业第一章结构分析作业1.2 解：F = 3n－2P L－P H = 3×3－2×4－1= 0该机构不能运动，修改方案如下图：1.2 解：（a）F = 3n－2P L－P H = 3×4－2×5－1= 1 A点为复合铰链。

（b）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×6－2= 1B、E两点为局部自由度, F、C两点各有一处为虚约束。

（c）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×7－0= 1 FIJKLM为虚约束。

1.3 解：F = 3n－2P L－P H = 3×7－2×10－0= 11）以构件2为原动件，则结构由8－7、6－5、4－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图a)。

2）以构件4为原动件，则结构由8－7、6－5、2－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图b)。

3）以构件8为原动件，则结构由2－3－4－5一个Ⅲ级杆组和6－7一个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅲ级机构(图c)。

(a) (b) (c)第二章 运动分析作业2.1 解：机构的瞬心如图所示。

2.2 解：取mmmm l /5=μ作机构位置图如下图所示。

1.求D 点的速度V D13P D V V =而 25241314==P P AE V V E D ，所以 s mm V V E D /14425241502524=⨯==2. 求ω1s r a d l V AE E /25.11201501===ω3. 求ω2因 98382412141212==P P P P ωω ，所以s rad /46.0983825.1983812=⨯==ωω 4. 求C 点的速度V Csmm C P V l C /2.10154446.0242=⨯⨯=⨯⨯=μω2.3 解：取mmmm l /1=μ作机构位置图如下图a 所示。

1. 求B 2点的速度V B2V B2 =ω1×L AB =10×30= 300 mm/s 2.求B 3点的速度V B3V B3 ＝ V B2 ＋ V B3B2大小 ？ ω1×L AB ？ 方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC 取mm s mm v /10=μ作速度多边形如下图b 所示，由图量得：mmpb 223= ，所以smm pb V v B /270102733=⨯=⨯=μ由图a 量得：BC=123 mm , 则mmBC l l BC 1231123=⨯=⨯=μ3. 求D 点和E 点的速度V D 、V E利用速度影像在速度多边形，过p 点作⊥CE ，过b 3点作⊥BE ，得到e 点；过e 点作⊥pb 3，得到d 点 , 由图量得：mmpd 15=，mmpe 17=，所以smm pd V v D /1501015=⨯=⨯=μ ， smm pe V v E /1701017=⨯=⨯=μ；smm b b V v B B /17010173223=⨯=⨯=μ4. 求ω3s rad l V BC B /2.212327033===ω5. 求n B a 222212/30003010s mm l a ABn B =⨯=⨯=ω6. 求3B aa B3 ＝ a B3n ＋ a B3t ＝ a B2 ＋ a B3B2k ＋ a B3B2τ 大小 ω32L BC ？ ω12L AB 2ω3V B3B2 ？方向 B →C ⊥BC B →A ⊥BC ∥BC 22233/5951232.2smm l a BC n B =⨯=⨯=ω223323/11882702.222s mm V a B B k B B =⨯⨯=⨯=ω取mms mm a 2/50=μ作速度多边形如上图c 所示，由图量得：mmb 23'3=π ，mm b n 20'33=,所以233/11505023's mm b a a B =⨯=⨯=μπ2333/10005020smm a a t B =⨯=⨯=μ7. 求3α233/13.81231000s rad l a BC tB ===α8. 求D 点和E 点的加速度a D 、a E利用加速度影像在加速度多边形，作e b 3'π∆∽CBE ∆, 即 BE eb CE e CB b 33''==ππ，得到e 点；过e 点作⊥3'b π，得到d 点 , 由图量得：mme 16=π，mmd 13=π，所以2/6505013s mm d a a D =⨯=⨯=μπ ，2/8005016s mm e a a E =⨯=⨯=μπ 。

2.7 解：取mmmm l /2=μ作机构位置图如下图a 所示。

一、用相对运动图解法进行分析 1. 求B 2点的速度V B2V B2 =ω1×L AB =20×0.1 = 2 m/s 2.求B 3点的速度V B3V B3 ＝ V B2 ＋ V B3B2大小 ？ ω1×L AB ？方向 水平 ⊥AB ∥BD 取mms m v /05.0=μ作速度多边形如下图b 所示，由图量得：mmpb 203= ，所以 sm pb V v B /105.02033=⨯=⨯=μ而V D = V B3= 1 m/s3.求n B a 222212/401.020s m l a ABn B =⨯=⨯=ω4. 求3B aa B3 ＝ a B2n ＋ a B3B2τ大小 ？ ω12L AB ？方向 水平 B →A ∥BD 取mm s m a 2/1=μ作速度多边形如上图c 所示，由图量得：mmb 35'3=π ，所以233/35135's m b a a B =⨯=⨯=μπ。

二、用解析法进行分析sm l V V AB B D /130sin 1.020sin sin 11123=︒⨯⨯=⨯⨯=⨯=φωφ2212123/6.3430cos 1.020cos cos 1s m l a a AB B D =︒⨯⨯=⨯⨯=⨯=φωφ第三章 动力分析作业3.1 解：根据相对运动方向分别画出滑块1、2所受全反力的方向如图a 所示，图b 中三角形①、②分别为滑块2、1的力多边形，根据滑块2的力多边形①得：ϕϕϕc o s )90sin()260sin(1212R R r F F F =+︒=-︒ ，)260sin(cos 12ϕϕ-︒=r R F F由滑块1的力多边形②得：ϕϕϕcos )90sin()260sin(2121R R dF F F =-︒=+︒ ，)260sin()260sin()260sin(cos )260sin(cos cos )260sin(21ϕϕϕϕϕϕϕϕ-︒+︒=-︒+︒=+︒=r r R d F F F F而 ︒===--53.8)15.0(11tg f tg ϕ 所以 N F F r d 7.1430)53.8260sin()53.8260sin(1000)260sin()260sin(=︒⨯-︒︒⨯+︒=-︒+︒=ϕϕ3.2 解：取mm mm l /5=μ作机构运动简图，机构受力如图a)所示；取mm N F /50=μ作机构力多边形，得：N F R 3000506065=⨯= ，N F R 3350506745=⨯=，NF F F F R R R R 335043345445====，NF R 1750503523=⨯=，N F R 2500505063=⨯=，N F F F F R R R R 175021123223====m N mm N l F M AB R b -=-=⨯==1751750001001750213.2 解：机构受力如图a)所示由图b)中力多边形可得：N tg F tg F R 10001000455465=⨯︒==ϕN F F F R R 2.141445sin 1000sin 454345=︒===ϕ ︒=︒=︒4.18sin 45sin 6.116sin 236343R R R F F FN F F R R 4.11182.14146.116sin 45sin 6.116sin 45sin 4363=⨯︒︒=︒︒=N F F R R 5002.14146.116sin 4.18sin 6.116sin 4.18sin 4323=⨯︒︒=︒︒=所以 N F F F R R R 500612321===m N mm N l F M AB R b -=-=⨯==5050000100500213.3 解：机构受力如图所示由图可得：对于构件3而言则：02343=++R R d F F F ，故可求得 23R F 对于构件2而言则：1232R R F F =对于构件1而言则：02141=++R R b F F F ，故可求得 b F3.7 解：1. 根据相对运动方向分别画出滑块1所受全反力的方向如图a 所示，图b 为滑块1的力多边形，正行程时F d 为驱动力，则根据滑块1的力多边形得：[])cos()(90sin )2sin(2121ϕαϕαϕα+=+-︒=+R R d F F F ，)2sin()cos(21ϕαϕα++=d R F F则夹紧力为：)2sin(cos )cos(cos 21ϕαϕϕαϕ++==d R F F Fr2. 反行程时ϕ取负值，21'R F 为驱动力，而d F '为阻力，故)2sin()cos(''21ϕαϕα--=dR F F ，而理想驱动力为：αααtg F F F ddR 'sin cos ''021== 所以其反行程效率为：)cos()2sin()2sin()cos('''''21210ϕααϕαϕααη--=--==tg F tg F F F ddR R当要求其自锁时则，0)cos()2sin('≤--=ϕααϕαηtg ，故 0)2sin(≤-ϕα ，所以自锁条件为：ϕα2≤3.10 解：1.机组串联部分效率为：821.095.098.09.0'21223=⨯⨯==ηηηη 2. 机组并联部分效率为：688.095.098.0327.038.02''32=⨯⨯+⨯+⨯=⨯++=ηηηηηB A B B AA P P P P3. 机组总效率为：%5.56565.0688.0821.0'''==⨯==ηηη 4. 电动机的功率输出功率：kw P P N B A r 532=+=+=电动机的功率：kw N N r d 85.8565.05===η第四章 平面连杆机构作业4.1 解：1. ① d 为最大，则 c b d a +≤+故 mma cb d 520120360280=-+=-+≤② d 为中间，则 d b c a +≤+故mmb c a d 200280360120=-+=-+≥所以d 的取值范围为：mmd mm 520200≤≤ 2. ① d 为最大，则 c b d a ++ 故mma cb d 520120360280=-+=-+② d 为中间，则 d b c a ++ 故mmb c a d 200280360120=-+=-+③ d 为最小，则 a b d c ++ 故mmc a bd 40360120280=-+=-+④ d 为三杆之和，则 mmc a bd 760360120280=++=++≤所以d 的取值范围为：mmd mm 20040 和mm d mm 760520≤3. ① d 为最小，则 a b d c +≤+ 故mmc a bd 40360120280=-+=-+≤4.3 解：机构运动简图如图所示，其为曲柄滑块机构。