机械原理习题及答案 ()

第1章 平面机构的结构分析

1.1 解释下列概念

1.运动副；

2.机构自由度；

3.机构运动简图；

4.机构结构分析；

5.高副低代。

1.2 验算下列机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改办法。

题1.2图 题1.3图

1.3 绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度(其中构件9为机架)。

1.4 计算下列机构自由度，并说明注意事项。

1.5 计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别(图a 所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。

题1.4图

题1.5图

第2章 平面机构的运动分析

2.1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。

题2.1图

2.2 在图示机构中，已知各构件尺寸为l AB =180mm , l BC =280mm , l BD =450mm , l CD =250mm , l AE =120mm , φ=30o, 构件AB 上点E 的速度为 v E =150 mm /s ,试求该位置时C 、D 两点的速度及连杆2的角速度ω2 。

2.3 在图示的摆动导杆机构中，已知l AB =30mm , l AC =100mm , l BD =50mm , l DE =40mm ,φ1=45o,曲柄1以

等角速度ω1=10 rad/s 沿逆时针方向回转。求D 点和E 点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度（用相对运动图解法）。

题2.2图

题2.3图

2.4 在图示机构中，已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30o, 角速度ω1=10 rad/s ，角加速度α1=0，试求机构在该位置时构件5的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。

题2.4图

2.5 图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。

（1）在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。

（2）以给出的速度和加速度矢量为已知条件，用相对运动矢量法写出求构件上D 点的速度和加速度矢量方程。

（3）在给出的速度和加速度图中，给出构件2上D 点的速度矢量

2pd 和加速度矢量2''d p 。 题2.5图

2.6 在图示机构中，已知机构尺寸l AB =50mm, l BC =100mm, l CD =20mm , 原动件的位置φ1=30o, 角速度ω1=ω4=20 rad/s ，试用相对运动矢量方程图解法求图示位置时构件2的角速度ω2和角加速度α

2的大小和方向。 题2.6图

2.7 在图示机构构件1等速转动，已知机构尺寸l AB =100mm ,角速度为ω1= 20 rad/s ，原动件的位置φ1= 30o,分别用相对运动图解法和解析法求构件3上D 点的速度和加速度。

题2.7图题2.8图

2.8 在图示导杆机构中，已知原动件1的长度为l1 、位置角为φ 1 ，中心距为l4 ，试写出机构的矢量方程和在x、y轴上的投影方程(机构的矢量三角形及坐标系见图)。

2.9 在图示正弦机构中，已知原动件1的长度为l1=100mm、位置角为φ1= 45o、角速度ω1= 20 rad/s，试用解析法求出机构在该位置时构件3的速度和加速度。

2.10 在图示牛头刨床机构中，已知机构尺寸及原动件曲柄1的等角速度ω1，试求图示位置滑枕的速度v C 。

题2.9图题2.10图

2.11 在图示平锻机中的六杆机构中，已知各构件的尺寸为：l AB ＝120 mm ，l BC＝460 mm，l BD＝240 mm ，l DE ＝200 mm ，l EF ＝260 mm ,β＝30°，ω1 = l0 rad/s , x F＝500 mm ，y F ＝180mm 。欲求在一个

运动循环中滑块3的位移S C、速度v C和加速度a C 及构件4、5的角速度ω4、ω5和角加速度α4、α5, 试写出求解步骤并画出计算流程图。

题2.11图

第3章平面机构的动力分析

3.1图示楔形机构中，已知γ=β=60°，有效阻力F r=1000N，各接触面的摩擦系数f =0.15。试求所需的驱动力F d。

题3.1图题3.2图

3.2在图示机构中，已知F5 =1000N，l AB=100 mm，l BC =l CD =2l AB，l CE = l ED= l DF，试求各运动副反力和平衡力矩M b。

3.3在图示曲柄滑块机构中，已知各构件的尺寸、转动副轴颈半径r及当量摩擦系数f v，滑块与导路的摩擦系数f。而作用在滑块3上的驱动力为F d。试求在图示位置时，需要作用在曲柄上沿x—x方向的平衡力F b（不计重力和惯性力）。

题3.3图

3.4在图示机构中，已知：x=250mm，y=200mm，l AS2=128mm，F d为驱动力，F r为有效阻力，m1= m3=2.75kg，m2=

4.59kg，I s2=0.012kg·mm2，滑块3以等速v=5m/s向上移动，试确定作用在各构件上的惯性力。

题3.4图题3.5图

3.5在图示的悬臂起重机中，已知载荷G=5000N，h= 4 m，l=5 m，轴颈直径d=80 mm，径向轴颈和止推轴颈的摩擦系数均为f =0.1。设它们都是非跑合的，求使力臂转动的力矩M d。

3.6图示机构中，已知x=110mm，y=40mm，φ1=45°，l AB=30 mm，l BC=71 mm，l CD=35.5mm，l DE=28 mm，l ES2=35.5 mm；ω1=10 rad/s；m2=2 kg，I S2=0.008 kg·mm2。设构件5上作用的有效阻力F r=500 N，l EF=20 mm，

试求各运动副中的反力及需要加于构件1上的平衡力矩M b。