机械原理第三章作业答案

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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）。

西北工业大学机械原理课后答案第3章-1

解:选定比例尺,绘制机构运动简图。(图(a))
解法一:
速度分析:先确定构件3得绝对瞬心P36,利用瞬心多边形,如图(b)
由构件3、5、6组成得三角形中,瞬心P36、P35、P56必在一条直线上,由构件3、4、6组成得三角形中,瞬心P36、P34、P46也必在一条直线上,二直线得交点即为绝对瞬心P36。
第三章平面机构得运动分析
题33试求图示各机构在图示位置时全部瞬心得位置(用符号Pij直接标注在图上)
解:
题34在图示在齿轮连杆机构中,试用瞬心法求齿轮1与齿轮3得传动比w1/w3、
解:1)计算此机构所有瞬心得数目
2)为求传动比需求出如下三个瞬心、、如图32所示。
3)传动比计算公式为:
题36在图a所示得四杆机构中,lAB=60mm,lCD=90mm,lAD=lBC=120mm,ω2=10rad/s,试用瞬心法求:
解:1)速度分析:
以F为重合点(F1、F5、、F4)有速度方程:
以比例尺速度多边形如图37 (b),由速度影像法求出VB、VD
2)加速度分析:以比例尺
有加速度方程:由加速度影像法求出aB、aD
题316在图示得凸轮机构中,已知凸抡1以等角速度转动,凸轮为一偏心圆,其半径,试用图解法求构件2得角速度与角加速度。
4)当时,P13与C点重合,即AB与BC共线有两个位置。作出得两个位置。
量得
题312在图示得各机构中,设已知各构件得尺寸、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点得速度及加速度。
解:a)速度方程:
加速度方程:
b)速度方程:
加速度方程:
c)速度方程:
加速度方程:
题314在图示得摇块机构中,已知lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50mm,lDE=40mm。曲柄以等角速度ω1=10rad/s回转,试用图解法求机构在φ1=45°位置时,点D与点E得速度与加速度,以及构件2得角速度与角加速度。

西北工业大学机械原理课后答案第3章

第3章课后习题参考答案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)答:3-4标出图示的齿轮一连杆纽合机构中所有瞬心，并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比U)l/U)3o答：1)瞬新的数目：K 二N (N-1 )/2=6 (6T )/2=152）为求3（/33需求3个瞬心％、P%、P 竹的位置由构件J 3在K 点的速度方向相同，可知4与3同向。

3-6 在图示的四杆机构中，L AB 二60mm, LcD=90mm, L AD =L BC = 120mm, u)2=10rad/s,试用瞬心法求：1) 当 0=165°2) 当 0=165°2)求vc 定出瞬心"2的位置(图b) 因M 为构件3的绝对瞬心，则有 U )3=VB /IB PI 3=W2I JB / U=10X X78=(rad/s) v c = u c pi3U)a=X52X = (m/s)（2分）时，点的速度vc;吋，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及速度的大小:3i/3s= PadPu/PidPi^DK/AK(图b)C线上速度灵小的点必与p13点的距离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慶多边形特性参见下图，各速度方向在图中用箭头标出。

3T2在图示的机构中，设已知构件的尺寸及原动件1的角速度（顺时针），试用图解法求机构在图示位置吋C点的速厦和加速度。

V C3=V B+V C3B=V C2+V C3C2（2 分）aC3=aB+a n C3B+a C38=aC2+a C3C2+a”C3C2Vc2=0 3C2=0 （2 分）Vc30=O U） 3=0 a k C3C2=0（1分）（1分）答:（3分）答:（2分）V C2=V B+V C28=V O3+V G2C3U)3=W 2=0（2分）（2分）（1分）& f t k ra^+a C2B+3 C2B~3C3+3 C2C3+3 C2C3（3分）(c)(bj s bi iV B3=V B2B3B2（2分）（1分） a 阴+a B3_aB2+a B3B2+a B3B2 3- 13试判斷在图示的两机构中.B 点足否都存在哥氏加速度又在何位置哥氏加速度为零忤出相应的机构位置图。

《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。

机械原理课后习题答案

《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，p l=3 F=3*3-2*3=3（b）n=3，p l=3，p h=2 F=3*3-2*3-2=1 （B处有局部自由度）（c）n=7，p l=10 F=3*7-2*10=1（d）n=4，p l=4，p h=2 F=3*4-2*4-2=2 （A处有复合铰链）（e）n=3，p l=4 F=3*3-2*4=1 （A或D处有虚约束）（f）n=3，p l=4 F=3*3-2*4=1 （构件4和转动副E、F引入虚约束）（g）n=3，p l=5 F=(3-1)*3-(2-1)*5=1 （有公共约束）（h）n=9，p l=12，p h=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，p l=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Ⅱ级杆组，故此机构为Ⅱ级机构。

（b）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1此机构为Ⅱ级机构。

（c）n=5，p l=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Ⅲ级杆组，故此机构为Ⅲ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，p l=4，p h=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：（b）n=4，p l=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=v P13=ω1P14P13μl3-6 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。

第5章（P80）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：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。

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。

高等教育：机械原理第三章作业答案

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
① VC VA VCA VB VCB
B
2
4
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：
2 Vr 0
1 2
ω1
b
（2）（a)图
Ⅰ B(B1, B2, B3)
Ⅱ B(B1, B2, B3)
Ⅲ ⅠV
B(B1, B2, B3)
B(B1, B2, B3)
VB3B2 = VB2B3=0
ω2 = ω 3=0 b
因ω2总为零，所以不仅机构在图示位置无
哥氏加速度,且机构在
任意位置处都无哥氏
加速度矢量之和（）。EP24ຫໍສະໝຸດ 简答题(5分）：P21
P14
1（B)、简要说明如图所示的机构，如何用瞬心法迅速地确定构件4 的转向及
构件3上任一点的速度大小和方向？（原动件为2，转速、转向已知）
答：求出2、4的瞬心P24，根据其在瞬心P21、P14连线上的位置可迅速求得4与2转向相同。求出3、1的瞬心P31 （绝对瞬心），由 P13
1）、在什么条件下才存在哥氏加速度？
2）、根据上一条，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)、在图a中，a
k B
2
B

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。

机械原理杨家军答案(第三章)

题3-12 试用解析法并编程求解滚子移动从动件盘形凸轮机构的理论轮廓曲线与实际轮廓曲线的坐标值，计算间隔取10O,并校核此凸轮机构的压力角。已知rb=45mm，rr=10mm，从动件偏在凸轮中心之右，偏距e=20mm，逆时针等到速转动，当凸轮转过=90o，从动件以正统加速运动规律上升h=20mm，凸轮再转过=90o，从动件以余弦加速度运动规律下降回原处，其余s=180o，从动件静止不动。
19.3749
14.0190 -8.2372 -2.2051 3.8940 9.8748
270°
280° 290° 300° 310°
0.0000
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
40.3113
36.2259 31.0398 24.9106 18.0245
20.0000
26.6961 32.5811 37.4762 41.2325
31.3532
28.1757 24.1421 19.3749 14.0190
15.5556
20.7637 25.3409 29.1481 32.0697
考查要点
• • • • • • • • • • • • • • • • • • 1.机械系统与机械组成的基本概念 2.平面机构具有确定运动的条件 3.平面四杆机构设计中的一些共性问题，平面连杆机构的设计 4.从动件常用运动规律的特点，盘形凸轮机构基本尺寸的确定、盘形凸轮轮廓曲线的设计方法 5. 渐开线的特点，渐开线直齿圆柱齿轮机构和斜齿圆柱齿轮机构的基本参数及尺寸计算，渐开线直齿圆柱齿轮机构的啮合传动、直齿锥齿轮机构的特点，变位齿轮传动 6.周转齿轮系及复合齿轮系传动比计算 7.间歇运动机构的基本概念，其他机构的特点与应用 8.机构平衡的基本方法与机构的动力学设计 9. 机构的创新设计原理与方法 10. 机械设计中的强度问题，载荷及应力的分类 11.齿轮传动的失效形式，直齿圆柱齿轮传动、斜齿圆柱齿轮传动、直齿锥齿轮传动的受力分析及计算载荷，齿轮传动的强度计算 12. 蜗杆传动的受力分析及强度计算 13. 挠性传动的特点及设计方法 14. 轴的结构设计及强度计算方法 15 非液体摩擦滑动轴承及液体摩擦滑动轴承设计中的一些基本方法和概念 16. 滚动轴承类型、选择、受力分析、寿命计算及支承部件的组合设计 17. 联轴器、离合器、键联接、弹簧的基本特点 18. 螺纹联接的类型及特点，螺纹联接的强度计算，螺栓组联接的受力分析

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。

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。

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