机械原理课后答案第3章
机械原理 课后习题答案
⎛ ⎜ ⎝
m / s2 mm
⎞ ⎟ ⎠
作加速度图
C
2
3
D
B
p(d) 4
(c3)
b2 (b1) (b3)
题3-8 c) 解(续2)
[解]
（3）加速度分析 aB 2 (= aB1) → aB3 → aC 3
1) 求aB2
A 1 ω1
2) 求aB3
aB3
=
an B3D
+
at B3D
=
aB
2
+
ak B3B2
得d点
p(c3)
E
vD = μv pd = 0.005 × 44.6 = 0.223 (m / s)
作 de ⊥ bc2
并使
de = DE = lDE = 40 bd BD lBD 50
得e点
vE = μv pe = 0.005 × 32.0 = 0.16 (m / s)
3) 求ω2
ω2
=
vC 2B lBC
p' = 2p'l + p'h − 3n' = 2 × 3 + 0 − 3× 2 = 0
p' = 2p'l + p'h − 3n' = 2 ×10 + 0 − 3×6 = 2
F = 3n − (2pl + ph − p') − F' = 3 × 11 − (2 × 17 + 0 − 2) − 0 =1
P24
B P23
3
2A
P12
1
4
D
P14
vE
=
vB
P13 E P13B
机械原理第2、3、4、6章课后答案西北工业大学(第七版)
第二章 机构的结构分析题2-11 图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(图2-11a)2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。
尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。
故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-11d)。
11(c)题2-11(d)5364(a)5325215436426(b)321讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。
用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d ）所示。
题2-12 图a 所示为一小型压力机。
图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O 连续转动。
在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。
同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。
机械原理课后答案第三章作业
e L1 eiθ 1 + L2 eiθ 2 = s3 ei•0 + ei•2
(*)
按欧拉公式展开：100(cosθ1+isinθ1)+ 300 (cosθ2+isinθ2) = s3 + 30i
分离虚、实部：100 cos60 ° + 300cosθ2= s3 (1)
100 sin60 ° + 300sinθ2=30 (2)
= ω3 μL P13E = 2.56×3 ×46.5/1000 =0.357（m/s）
3）当VC =0时， ψ角之值（有两解）。
解：作出VC =0时机 构的两个位置，即 AB与BC共线的两 个位置，如图c。量 出：
ψ1=26.4 ° ψ2=226.6 °
3-14 在图示的机构中，已知原动件1以等速度ω1=10rad/s逆时针方 向转动，lAB=100mm，lBC=300mm，e=30mm。当θ1=60°时，试 用复数法求构件2的角位移θ2、角速度ω2及构件3的速度V3。
由（2）式解得：sinθ2= －0.1887
θ2=349.12 °
对（*）式求导： (
•
L1θ 1
)
i eiθ 1
+(
•
L2 θ 2
)
i
eiθ
2
=
•
s3 +0
欧拉公式展开：L1θ•1i (cosθ1+isinθ1)+
•
L2 θi(2cosθ2+isinθ2) =
•
s3
分离虚、实部： - 100sin60 °θ•1 - 300 sinθ2
3-1 试求图示各机构在图示位置时的全部瞬心（用符号Pij 直接标注在图上）。
机械原理课后习题答案(朱理)
机械原理作业(部分答案)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 222212/30003010smm l a AB n 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 22233/5951232.2s mm l a BC n B =⨯=⨯=ω223323/11882702.222s mm V a B B k B B =⨯⨯=⨯=ω取mm s 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 ，mmb n 20'33=,所以233/11505023's mm b a a B =⨯=⨯=μπ2333/10005020's mm b n a at 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 。
机械原理第二章第三章课后答案
第2章2-1 何谓构件何谓运动副及运动副元素运动副是如何进行分类的答：参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处它能表示出原机构哪些方面的特征答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。
2-3 机构具有确定运动的条件是什么当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况答：参考教材12~13页。
2-4 何谓最小阻力定律试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。
2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项答：参考教材15~17页。
2-6 在图2-20所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗为什么答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理何谓基本杆组它具有什么特性如何确定基本杆组的级别及机构的级别答：参考教材18~19页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"“高副低代”应满足的条件是什么答：参考教材20~21页。
2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置)，试画出其机构运动简图，并计算其自由度。
1)折叠桌或折叠椅；2)酒瓶软木塞开盖器；3)衣柜上的弹簧合页；4)可调臂台灯机构；5)剥线钳；6)磁带式录放音机功能键操纵机构；7)洗衣机定时器机构；8)轿车挡风玻璃雨刷机构；9)公共汽车自动开闭门机构；10)挖掘机机械臂机构；…。
2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计算其自由度。
2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮j输入，使轴A连续回转；而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取)，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
《机械原理》(于靖军版)第3章习题答案
3-2 计算题图3-1所示各机构（或运动链）的自由度。
并判断其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束？如有，请指出。
(b)(d)(g)题图3-1答：（a ）064===H L p ,p ,n ，0624323=⨯-⨯=-=L p n F 。
因为 0=F ，所以不能成为机构。
（b ）143===H L p ,p ,n ，01423323=-⨯-⨯=--=H L p p n F 。
因为0=F ，所以不能成为机构。
（c ）032===H L p ,p ,n ，0322323=⨯-⨯=-=L p n F 。
因为0=F ，所以不能成为机构。
（d ）01410===H L p ,p ,n ，214210323=⨯-⨯=-=L p n F 。
因为 2F ==原动件数，所以能成为机构。
（e ）075===H L p ,p ,n ，123=--=H L p p n F 。
D 处有一个复合铰链。
（f ）186===H L p ,p ,n ， 32362811L H F n p p =--=⨯-⨯-=，I 处有一个局部自由度；B 或C 处的移动副为虚约束；I 处的两个高副之一为虚约束。
（g ） 滚子B 和M 为局部自由度，没有复合铰链和虚约束，因此9=n ，12=L P ，2=H P ，于是该运动链的自由度为：121229323=-⨯-⨯=--=H L P P n F 。
由于该运动链的自由度等于原动件数目，因此具有确定的运动。
3-3 题图3-2所示为一回转式三缸内燃发动机的机构简图。
其中A 、B 、C 处三个活塞，它们依次点火推动从动件绕O 2转动。
（1） 计算机构的自由度。
并指出存在的复合铰链、局部自由度或冗余约束。
（2） 说明该发动机是由哪种四杆机构组成的。
题图3-2解：机构的自由度为1。
O 1处有复合铰链。
曲柄滑块机构。
无局部自由度和冗余约束。
注：O 1O 2有一个杆。
3-6 试计算题图3-4所示两种8杆机构的自由度，并进行ADAMS 模型运动仿真。
机械原理作业参考答案-第3章-孙桓-第8版A-ok[新版].ppt
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2rad / s,方向为顺时针方向。
3 2 2rad / s,方向为顺时针方向。
0.0
5
l 0.001m/mm
3
C(C2 , C3)
v 0.005m/s/mm
D
2
B p(a, c3)
c2
1
A
1
4
p'(a', c3')
d
e
E c2 '
k'
b
e' d'
3)运用速度影像原理，可求的D点和Eb的' 速度n2 '
，作出速度多边形。
vC2 vB vC2B vC3 vC2C3
大小 ?
√
?
0
?
方向 ?
⊥AB
⊥BC 0.0
∥BC
4
l 0.001m/mm
3
C(C2 , C3)
v 0.005m/s/mm
D
2
B p(a, c3)
c2
1
A
1
4
p'(a', c3')
d
e
E c2 '
k'
b
e'
d'
a 0.05m/s 2/mm
D
2
B p(a, c3)
c2
1
A
1
4
p'(a', c3')
d
e
E c2 '
k'
b
e'
d'
a 0.05m/s 2/mm
3)运用加速度影像原理，可求的D点和bE' 的加n速2 '度
西北工业大学机械原理课后答案第3章
O OO OP 2P 3F 23(P 24Pl 3(P 34)(a)(b)Pl 3Pl 6A 1题3-6在图a 所示的四杆机构中,第三章平面机构的运动分析题3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号P j 直接标注在图上）解：题3-4在图示在齿轮-连杆机构中，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比w1/w3.C 2P 12P 23St -解：1）计算此机构所有瞬心的数目K N （N1）2152） 为求传动比 < 3需求出如下三个瞬心 R 6、P 36、P 13如图3-2所示。
; 1 巳6只33） 传动比 仁3计算公式为： —3P 16P 13I AB =60mm , l cD =90mm , l AD =|Bc =120mm , w 2=10rad/s ，试用瞬心P134 C 4L CP 12AM B3P iP 34CBMF 24F 34P ?4(d)Pl 4法求:V B3I AB2IAB lBPI32.56rad sV ClCR 3 3 0.4m s量得 1 26.42 226.6P 3434B P 233 22A ,D- i Pl4P 12 1(a)P 131） 当0 =165。
时，点C 的速度Vc ;2） 当$ =165。
时，构件3的BC 线上速度最小的一点 E 的位置及速度的大小; 3） 当Vc=O 时，0角之值（有两个解）解：1）以选定比例尺，绘制机构运动简图。
（图3-3 ）2）求V c ，定出瞬心P 13的位置。
如图 3-3 （a ）3）定出构件3的BC 线上速度最小的点 E 的位置。
因为BC 线上速度最小的点必与 P 13点的距离最近，所以过 P 13点引BC 线延长线的垂线交于 E 点。
如图3-3 （a ）v E1ER 3 3 0.375ms4）当V C 0时，P 13与C 点重合，即AB 与BC 共线有两个位置。
作出 V C 0的两个位置。
题3-12在图示的各机构中，设已知各构件的尺寸、原动件 1以等角速度3 1顺时针方向转动。
机械原理第三章作业答案
P13
2（C）、既然机构中各构件与其速度图和加速度图之间均存在影像关系， 因此整个机构与其速度和加速度图之间也存在影像关系，对吗？
答：不对
速度、加速度影像原理只适用于同一构件上的点求速度 和加速度，不适用于整个机构。
3（C）、当用速度瞬心法和用速度影像法求同一构件（如图所示机构连杆3 上）上任意一点P的速度时它们的求解条件有何不同？各有何特点？
B
3（C）、图示机构中，已知 lAC lBC lCD lCE lDF lEF 20mm ，
滑块1及2分别以匀速且 v1 v2 0.002 m / s 做反向移动，试求机构在
位置时的速度大小之比 vF v1
解：对C点进行速度分析 建立方程为
。
1 v1 A
7
3 30°
C
D
6
F
4
① VC VA VCA VB VCB
B
2
v2
5
E
b
p
60
a°
d c
e
vF f v1
pf
3 pc
3
pa pa
3
pc 3 pa
pf 3pc 3 3 pa
3-9、试判断在图示的两机构所在位置中，B点是否都存在 哥氏加速度？。并思考下列问题：
1）、在什么条件下才存在哥氏加速度？
答：用速度瞬心法求构件（如3）上任意
P
点（如P）速度时需找出相关的瞬心；
而用速度影像法求点速度时，需先在
速度多边形中求出同一构件（如3）
上任意两点（如B、C两点）的速度。
瞬心法较简便，但有时瞬心不怎好求；影像法只对同一 构件上的点适用，不适用于整个机构。
机械原理第三章习题答案
第三章 平面机构的运动分析习题3-1图1.a 图1.b图1.c 图1.d习题3-2由于齿轮是纯滚动，因此1、2齿轮的瞬心为12P ，2、3的瞬心为23P ，根据三心定量，齿轮1、3的瞬心一定在直线2312P P 与直线3616P P 的交点上，即图示13P，在该点处的速度有 l l P P P P P v μωμω133631316113==故齿轮3的角速度为1336131613P P P ωω=。
传动比为1316133631P P P P =ωω。
习题3-3答：1)三个瞬心中，14P 、12P 为绝对瞬心，24P 为相对瞬心。
2)不利用其它的三个瞬心，因为它们全是相对瞬心。
3)构件2和4之间的转向关系可以根据瞬心24P 的瞬时绝对速度方向判断。
习题3-4 取比例尺为mmm l 003.0=μ，作图如下1) 由图上可知：l l P P P P P v μωμω241442412224==，根据量得的长度，得s rad P P P P /455.414.72/14.32102414241224=⨯==ωω 可计算出C 点的速度为：s m CD v l C /4.0003.030455.44=⨯⨯==μω2) 构件1、3的瞬心在点13P 处，且为绝对瞬心，因此构件3的角速度为 ()s rad C P v l c /53.2)67.52003.0/(4.0133=⨯==μω 显然构件3上速度最小点在E 点，则其速度为s m EP v l E /36.0003.04.4753.2133=⨯⨯==ω3) 要使0=C v ，需瞬心12P 、24P 重合(如图)，两位置分别为0126'=∠=DAB ϕ，02227''=∠=DAB ϕ。
机械原理 课件 第3章(运动分析)习题解
题3-14 解(续3)
C
2
2 D A 1
B
1 1
10 2 0.03 3 ( m / s 2 ) 方向:B→A
p(c3)
c2
E
4
2) 求aC2
n t k r aC 2 a B aC a a a a C 2B C3 C 2C 3 C 2C 3 2B
d e b
p'(c'3)
方向： B→A 大小： √
C→B ⊥CB √ ?
2
0 ⊥CB向下 ∥BC 0 √ ?
n 2 2 2 其中: aC 2 B l BC 2.0 0.123 0.492 ( m / s )
a
k C 2C 3
C 2 p(d) 4 3 D B (c3)
aB3 a
方向： 大小：
n B3D
a
t B3D
aB 2 a
B→A
k B3B 2
a
r B3B 2
B→D
√ a B1 m / s 2 取 a 作加速度图 p ' b '1 mm
√
⊥BD ?
0 0
∥CD ? b2 (b1) (b3) b'3
bd BD l BD 50 作 bc2 BC l BC 123
C
2
3 2 D A 4 E 1
B
1 1
得d点
p(c3)
c2
v D v pd 0.005 44.6 0.223 ( m / s )
作 de bc2 并使
de DE l DE 40 得e点 bd BD l BD 50
机械原理谢进版第二版课后参考答案
第3章机构结构的分析与设计§3.1 本章例题例3-1 绘制图3-1所示液压泵机构的机构运动简图。
解：该机构由机架1、原动件2和从动件3、4组成，共4个构件，属于平面四杆机构。
机构中构件1、2，构件2、3，构件4、1之间的相对运动为转动，即两构件间形成转动副，转动副中心分别位于A、B、C点处；构件3、4之间的相对运动为移动，即两构件间形成移动副，移动副导路方向与构件3的中心线平行。
构件1的运动尺寸为A、C两点间距离，构件2的运动尺寸为A、B两点之间的距离，构件3从B点出发，沿移动副导路方向与构件4在C点形成移动副，构件4同时又在C点与构件1形成转动副。
选择与各构件运动平面平行的平面作为绘制机构运动简图的视图平面。
选择比例尺=0.001m/mm，分别量出各构件的运动尺寸，绘出机构运动简图，并标明l原动件及其转动方向，如图3-1所示。
例3-2 绘制图3-2所示偏心泵的机构运动简图，写出机构的关联矩阵和邻接矩阵。
解：图示机构中已标明原动件，构件6为机架，其余构件为从动件。
需要注意的是，在区分构件时应正确判断图中各构件都包括哪些部分，例如：构件3就包括两部分，如图所示。
该机构中构件1与机架以转动副连接，转动副中心位于固定轴的几何中心A点处；构件2除与构件1形成回转中心位于C点的转动副外，又与构件3形成移动副，移动副导路沿BC方向；构件3也绕固定轴上一点B转动，即构件3与机架形成的转动副位于B点，同时构件3与构件2形成移动副，又与构件4形成中心位于D点的转动副；构件4与构件5形成中心位于E 点的转动副；构件5与机架6形成沿垂直方向的移动副。
该机构属于平面机构，因此选择与各构件运动平面平行的平面作为绘制机构运动简图的视图平面。
选择比例尺l μ=0.001m/mm ，量出各构件的运动尺寸，绘出机构运动简图，并标明原动件及其转动方向，如图3-2所示。
例3-3 计算图3-3所示压榨机机构的自由度。
解：机构为平面机构。
机械原理课后答案第3章
第3章3—1 何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何异同点?答：参考教材30~31页。
3—2 何谓三心定理?何种情况下的瞬心需用三心定理来确定?答：参考教材31页。
3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P，，直接标注在图上) (a)(b)答：答：（10分）(d)（10分）3-4标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心，并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3。
答：1)瞬新的数目：K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=152)为求ω1/ω3需求3个瞬心P 16、P 36、P 13的位置3）ω1/ω3= P 36P 13/P 16P 13=DK/AK由构件1、3在K 点的速度方向相同，可知ω3与ω1同向。
3-6在图示的四杆机构中，L AB =60mm ，L CD =90mm,L AD =L BC =120mm, ω2=10rad/s,试用瞬心法求：1)当φ=165°时，点的速度vc ；2)当φ=165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及速度的大小；3)当V C =0时，φ角之值(有两个解)。
解：1）以选定的比例尺μ机械运动简图（图b ）2）求vc 定出瞬心p12的位置（图b ） 因p 13为构件3的绝对瞬心，则有ω3=v B /lBp 13=ω2l AB /μl .Bp 13=10×0.06/0.003×78=2.56(rad/s)v c =μc p 13ω3=0.003×52×2.56=0.4(m/s)3)定出构件3的BC 线上速度最小的点E 的位置,因BC 线上速度最小的点必与p13点的距离最近，故丛p13引BC 线的垂线交于点E ，由图可得（2分）（3分）v E=μl.p13Eω3=0.003×46.5×2.56=0.357(m/s)4)定出vc=0时机构的两个位置（图c）量出φ1=26.4°φ2=226.6°3-8机构中，设已知构件的尺寸及点B的速度v B(即速度矢量pb)，试作出各机构在图示位置时的速度多边形。
西北工业大学机械原理课后答案第3章1
第三章 平面机构的运动分析题3-３ 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P ｉｊ直接标注在图上) 解:1P 13(P 34)13∞题3-4 在图示在齿轮-连杆机构中,试用瞬心法求齿轮1与齿轮3 的传动比w １／ｗ3、P 13P 23P 363D 652C 4B P 16A 1P 12解:1)计算此机构所有瞬心的数目152)1(=-=N N K2)为求传动比31ωω需求出如下三个瞬心16P 、36P 、13P 如图3-2所示。
3)传动比31ωω计算公式为:1316133631P P P P =ωω题3－６在图ａ所示的四杆机构中,ｌA Ｂ＝60m ｍ,ｌCD =90mm,l ＡＤ=l BC =12０mm,ω２＝10r ａd/s,试用瞬心法求:231） 当φ＝165°时,点C 的速度Vc;2） 当φ=165°时,构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及速度的大小; 3） 当Ｖc=0时,φ角之值(有两个解)解:１) 以选定比例尺,绘制机构运动简图。
(图３-３ ) 2)求V C ,定出瞬心Ｐ13的位置。
如图3-3(a)s rad BP ll v l AB AB B 56.21323===μωω s m CP v l C 4.0313==ωμ 3)定出构件3的BC 线上速度最小的点E 的位置。
因为ＢC 线上速度最小的点必与P 1３点的距离最近,所以过P 1３点引BC 线延长线的垂线交于E 点。
如图3-3(ａ)s m EP v l E 375.0313==ωμ4)当0=C v 时,P 13与Ｃ点重合,即AB 与BC 共线有两个位置。
作出0=C v 的两个位置。
量得 ︒=4.261φ ︒=6.2262φ题3-１2 在图示的各机构中,设已知各构件的尺寸、原动件1以等角速度ω1顺时针方向转动。
试用图解法求机构在图示位置时构件3上C 点的速度及加速度。
解:a)速度方程:32233C C C B C B C v v v v v +=+=加速度方程:r C C k C C C t B C n B C B t C nC a a a a a a a a 232323333++=++=+ｂ) 速度方程:2323B B B B v v v +=加速度方程:r B B K B B B t B nB a a a a a 2323233++=+c) 速度方程:2323B B B B v v v +=加速度方程:r B B K B B B t B nB a a a a a 2323233++=+题3-１4 在图示的摇块机构中,已知l ＡB ＝３0ｍｍ,l ＡＣ=10０mm,ｌBD =5０mm,ｌDE =４0mm 。
机械原理课后答案3章
3-2 在如图所示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω3。
顺时针）(v 1613361331361331613113P P P PP P P P P ===ωωωω3-3在如图3-32所示的四杆机构中，LAB=60mm ，LCD=90mm ，LAD=LBC=120mm ，ω2=rad/s ，试用瞬心法求：（1） 当φ=165°时，点C 的速度vc;（2） 当φ=165°时，构件3的BC 线上（或延长线上）速度最小的一点E 的位置及其速度的大小；（3） 当vC=0时，φ角之值（有两个解）。
sm EP P P v P P v s m v s rad P P P P P P P P E C C CD C P /36.0143.055.2v (rad/s 55.2158.0403.0/403.009.048.4(/48.438.21738.9710v 133133431334341424122424142441224224=⨯=======⨯=⨯==⨯====ωωωωωωωω顺时针）顺时针）3-4在如图3-33所示的凸轮机构中，已知r=50mm ，LOA=30mm ，LAC=90mm ，φ1=90°，凸轮1以角速度ω1=10rad/s 逆时针转动。
试用瞬心法求从动件的角速度ω2。
顺时针）(/79.286.12486.3410v 2312131212231221312112s rad P P P P P P P P P =⨯====ωωωω 3-5在如图3-34所示的各机构中，已知各构件的尺寸及B 点的速度vB ，试作出其如图3-34所示位置时的速度多边形。
3-6在如图3-35所示的各机构中，已知各构件的尺寸，原动件1以等角速度ω1顺时针方向转动，试以图解法求机构在如图3-35所示位置时构件3上C 点的速度及角速度。
3-8A BCDEbk ec3。
机械原理第三版部分答案魏兵、喻全余
60
50
B C y
BC
18 32
y
50
第5章 平面连杆机构及其设计
B
C A y
BC
18 32
D y
60
95.74
第5章 平面连杆机构及其设计
5-13 设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程s=60mm，偏距 e=20mm，行程速比系数K=1.25，试求：(1)曲柄AB的长度lAB 和连杆BC的长度lBC。(2)若滑块由左向右为工作行程，要使 机构具有急回运动特性，原动曲柄应沿哪个方向转动？(3)以 曲柄为原动件时，在图中标出γmin。(4)以滑块为原动件时， 机构有无死点位置？若有，在图中标出。
VED 0.5827m/s
pБайду номын сангаас
4
VED d
0.5827 0.54
1.0791s-1
pe 22.52mm
e
VE 0.2252m/s
第5章 平面连杆机构及其设计
5-11 如图所示为用 铰链四杆机构控 制的加热炉门启 闭机构，加热时 炉门能关闭紧密， 炉门开启后能处 于水平位置。炉 门上两铰链的中 心距为50mm，与 固定件连接的铰 链点A和D装在yy 轴线上，其相互 位置的尺寸如图 所示，试设计此
7-18 有一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮啮合，已知z1=19， z2=42，m=5mm，试求：
(1)两轮的几何尺寸和标准中心距a以及重合度εα； (2)按比例作图，画出理论啮合线N1N2，在其上标出实际啮合线
B1B2，并标出单齿啮合区和双齿啮合区以及节点的位置。
第7章 齿轮机构及其设计
解：(1)两轮的几何尺寸和标准中心距a计算见下表。
B
pb 100mm
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第3章3—1 何谓速度瞬心相对瞬心与绝对瞬心有何异同点答：参考教材30~31页。
3—2 何谓三心定理何种情况下的瞬心需用三心定理来确定答：参考教材31页。
3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P，，直接标注在图上) (a)(b)答：答：（10分）(d)（10分）3-4标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心，并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3。
答：1)瞬新的数目：K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=152)为求ω1/ω3需求3个瞬心P 16、P 36、P 13的位置3）ω1/ω3= P 36P 13/P 16P 13=DK/AK由构件1、3在K 点的速度方向相同，可知ω3与ω1同向。
3-6在图示的四杆机构中，L AB =60mm ，L CD =90mm,L AD =L BC =120mm, ω2=10rad/s,试用瞬心法求：1)当φ=165°时，点的速度vc ；2)当φ=165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及速度的大小；3)当V C =0时，φ角之值(有两个解)。
解：1）以选定的比例尺μ机械运动简图（图b ）2）求vc 定出瞬心p12的位置（图b ）因p 13为构件3的绝对瞬心，则有ω3=v B /lBp 13=ω2l AB /μ=10××78=(rad/s)v c =μc p 13ω3=×52×=(m/s) 3)定出构件3的BC 线上速度最小的点E 的位置,因BC 线上速度最小的点必与p13点的距离最近，故丛p13引BC 线的垂线交于点E ，由图可得v E =μω3=××=(m/s)（2分）（3分）4)定出vc=0时机构的两个位置（图c）量出φ1=°φ2=°3-8机构中，设已知构件的尺寸及点B的速度v B(即速度矢量pb)，试作出各机构在图示位置时的速度多边形。
答：（10分）（b）答：答：3—11 速度多边形和加速度多边彤有哪些特性试标出图中的方向。
答速度多边形和加速度多边形特性参见下图，各速度方向在图中用箭头标出。
3-12在图示的机构中，设已知构件的尺寸及原动件1的角速度ω1(顺时针)，试用图解法求机构在图示位置时C点的速度和加速度。
(a)答：（1分）（1分）V c3=V B+V C3B=V C2+V C3C2 （2分）a C3=a B+a n C3B+a t C3B=a C2+a k C3C2+a r C3C2 （3分）V C2=0 a C2=0 （2分）V C3B=0 ω3=0 a k C3C2=0 （3分）(b)答：（2分）（2分）V C2=V B+V C2B=V C3+V c2C3 （2分）ω3=ω2=0 （1分）a B+a n C2B+a t C2B=a C3+a k C2C3+a r C2C3 （3分）(c)答：（2分）V B3=V B2+V B3B2（2分）V C=V B3+V CB3 （2分）（1分）a n B3+a t B3=a B2+a k B3B2+a r B3B2 （3分）3- 13 试判断在图示的两机构中．B点足否都存在哥氏加速度又在何位置哥氏加速度为零怍出相应的机构位置图。
并思考下列问题。
(1)什么条件下存在氏加速度(2)根椐上一条．请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否已全部找出。
(3)图(a)中，a k B2B3==2ω2v B2B3对吗为什么。
解1)图(a)存在哥氏加速度，图(b)不存在。
(2)由于a k B2B3==2ω2v B2B3故ω3，v B2B3中只要有一项为零，则哥氏加速度为零。
图(a)中B点到达最高和最低点时构件1，3．4重合，此时v B2B3=0，当构件1与构件3相互垂直．即_f=；点到达最左及最右位置时ω2=ω3=0．故在此四个位置无哥氏加速度。
图(b)中无论在什么位置都有ω2=ω3=0，故该机构在任何位置哥矢加速度都为零。
(3)对。
因为ω3≡ω2。
3-14 在图示的摇块机构中，已知l AB=30mm，l AC=100mm，l BD=50 mm,l DE=40 mm，曲柄以等角速度ωl=40rad／S回转，试用图解法求机构在φ1=45o位置时，点D及E的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。
解(1)以μl作机构运动简图(a)所示。
(2)速度分析：以C为重合点，有v C2 = v B + v C2B = v C3 + v C2C3大小ω1l AB0 ’方向┴AB ┴BC //BC以μl作速度多边形图(b)，再根据速度影像原理，作△bde∽／△BDE求得d及e，由图可得v D=μv pd=0．23 m／sv E=μv pe=sω2=μv bc2/l BC=2 rad/s(顺时针)(3)加速度分析：以C为重合点，有a C2 == a B + a n C2B + a t C2B == a C3 + a k C2C3 + a r C2C3大小ω12l ABω22l BC0 2ω3v C2C3方向B—A C—B ┴BC ┴BC //BC其中a n C2B=ω22l BC= m／s2，a k C2C3=2ω3v C2C3=／s2，以μa作加速度多边形如图(c)所示，由图可得a D=μa p`d`= 4m/S2a E=μa p`e`=s2α2=a t C2B/l BC=μa n`2C`2/lBC=s2(顺时针) i3- l5 在图（a）示的机构中，已知l AE=70 mm,；l AB=40mm，l EF=60mm, l DE==35 mm,l CD=75mm,l BC=50mm．原动件以等角速度ω1=10rad/s回转．试以图解法求机构在φ1=50。
位置时．点C的速度V c和加速度a c解：1）速度分析：以F为重合点．有v F4=v F5=v F1+v F5F1以μl作速度多边形图如图(b)得，f4(f5)点，再利用速度影像求得b及d点根据v C=v B+v CB=v D+v CD继续作速度图，矢量pc就代表了v C2）加速度分析：根据 a F4= a n F4+ a t F4= a F1+ a k F5F1+ a r F5F1以μa作加速度多边形图(c)，得f`4(f`5)点，再利用加速度影像求得b`及d’点。
根据a C=a B+a n CB+a t CB=a D+a n CD+a t CD继续作图，则矢量p` c`就代表了a C．则求得v C=μv pc= m／sa C=μa pc=3m／s23-16 在图示凸轮机构中，已知凸轮1以等角速度ω1=10 rad／s转动，凸轮为一偏心圆，其半径R=25 mm，l AB=15mm．l AD=50 mm，φ1=90o，试用图解法求构件2的角速度ω2与角加速度α2。
提示：可先将机构进行高副低代，然后对其替代机构进行运动分析。
解(1)以μl作机构运动简图如图(a)所示。
(2)速度分析：先将机构进行高副低代，其替代机构如图(a)所示，并以B为重合点。
有V B2 = v B4 + v B2B4大小ω1 l AB方向┴ BD ┴ AB //|CD以μv= rn／s2作速度多边形图如图(b)，由图可得ω2=vB2／lBD=μvpb2(μlBD)= rad／s(逆时针)(3)加速度分析：a B2 = a n B2 + a t B2 = a B4 + a k B2B4 + a r B2B4大小ω22l BD ω12l AB 2ω4v B2B4方向B-D ┴ BD B-A ┴ CD //CD其中a n B2=ω22l BD = m/s2，a k B2B4 = m／s2．作图(c)得α= a t B2 /l BD=μa n`2b`2/l BD= rad／s2：(顺时针)3-18 在图（a)所示的牛头刨机构中．l AB=200 mnl，l CD=960 mm，l DE=160 mm, 设曲柄以等角速度ω1=5 rad／s．逆时针方向回转．试以图解法求机构在φ1=135o位置时．刨头点的速度v C。
解1）以μl作机构运动简图．如图(a)。
2）利用瞬心多边形图(b)依次定出瞬心P36,v C=v P15=ω1AP15μl= m/S3 -19 图示齿轮一连杆组合机构中，MM为固定齿条，齿轮3的直径为齿轮4的2倍．设已知原动件1以等角速度ω1顺时针方向回转，试以图解法求机构在图示位置时E点的速度v E以及齿轮3，4的速度影像。
解：(1)以μl作机构运动简图如(a)所示。
(2)速度分斫：此齿轮连杆机构可看作，ABCD受DCEF两个机构串联而成，则可写出：v C=v B+v CBv E=v C+v EC以μv作速度多边形如图(b)所示．由图得v E=μv pe m/S取齿轮3与齿轮4的啮合点为k，根据速度影像原理，作△dck∽△DCK求得k点。
然后分别以c，e为圆心，以ck．ek为半径作圆得圆g3和圆g4。
圆g3代表齿轮3的速度影像，圆g4代表齿轮4的速度影像。
3-21 图示为一汽车雨刷机构。
其构件l绕固定轴心A转动，齿条2与构件1在B点处铰接，并与绕固定轴心D转动的齿轮3啮合(滚子5用来保征两者始终啮合)，固连于轮3上的雨刷3’作往复摆动。
设机构的尺寸为l AB=18 mm, 轮3的分度圆半径r3=12 mm，原动件1以等角速度ω=l rad/s顺时针回转，试以图解法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的角速度和角加速度。
解：(1)以μl作机构运动简图(a)。
在图作出齿条2与齿轮3啮合摆动时占据的两个极限位置C’，C”可知摆程角φ如图所示：(2)速度分析：将构件6扩大到B点，以B为重合点，有v B6 = v B2 + v B6B2大小ω1l AB方向┴BD ┴AB ∥BCv B2=ωl l AB= 8 m／s以μv作速度多边形图(b)，有ω2=ω6=v B6/l BD=μv pb6/μl BD=s(逆时针)v B2B6=μv b2b6= 45 rn／s(3)加速度分析：a B5 = a n B6+ a t B6 = a n B2 + a k B6B2 + a r B6B2大小ω26l BDω12l AB2ω2v B6B2方向B-D ┴BD B-A ┴BC ∥BC其中，a n B2=ω12l AB=s2，a n B6=ω62l BD= 1 8m／s2，a k B2B6=2ω6v B2B6=／s2．以μa作速度多边形图(c)。
有α6=a t B6/l BD=μa b6``r`/l BD=1,71 rad／s2(顺时针)3-22图示为一缝纫机针头及其挑线器机构，设已知机构的尺寸l AB=32mm，l BC=100 mm，，l BE=28mm，l FG=90mm，原动件1以等角速度ω1=5 rad/ s逆时针方向回转．试用图解法求机构在图示位置时缝纫机针头和挑线器摆杆FG上点G的速度及加速度。