河南科技大学机械原理作业标准答案1-8
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(矢量方程及必要的分析计算):
解：1．速度分析
方向⊥CD⊥AＢ⊥CB
大小?1lAB?
vＢ=1lAB=5×0.1５=0.75m／s
利用速度影像原理求得ｅ点
方向水平⊥FE
大小??
2．加速度分析
方向C→Ｄ⊥CD B→AC→B⊥BC
大小３2lＣD？12lAB22lSＣ?＋-
利用加速度影像原理求得e′点,
方向水平F→Ｅ⊥FE
第一章绪论
1—1试说明机器与机构的特征、区别和联系。
解：机器具有如下三个特征:
1、人造的实物组合体
2、各部分具有确定的相对运动
3、代替或减轻人类劳动,完成有用功或实现能量的转换
机构则具有机器的前两个特征。
机器与机构的区别：研究的重点不同:
机构：实现运动的转换和力的传递；
机器：完成能量的转换或作有益的机械功。
第二章 平面机构的结构分析
2—1试画出唧筒机构的运动简图，并计算其自由度。
2—2试画出缝纫机下针机构的运动简图，并计算其自由度。
2—3试画出图示机构的运动简图,并计算其自由度。
2—４试画出简易冲床的运动简图,并计算其自由度。
ﻩ
2—5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1输入，使轴A连续回转,而装在轴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，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
机构具有确定运动的条件是：Ｆ=原动件数，即取2个原动件。
2—9计算图示机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组,确定机构的级别。
机构由３个级杆组组成,为IＩ级机构。
2—1０计算图示机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组,确定机构的级别。如在该机构中改选EG为原动件,试问划分的基本杆组及机构的级别与前者有何不同？
（矢量方程及必要的分析计算)：
解:1.速度分析
方向?⊥ＡＢ⊥ＣＢ∥CB
大小?1ｌAB？0？
利用速度影像原理求得e点，
方向?B→AＣ→B⊥CＢ⊥CB∥CＢ
大小??0?
利用加速度影像原理求得e′点,
3—1０已知图示机构的位置及尺寸，1=常数，用相对运动图解法求构件3的角速度3和加角速度3。
(画出机构的速度、加速度多边形，并列出必要的矢量方程式及计算式。)
解：机构简图如下：
机构不能运动。
可修改为：
２—6计算图示自动送料剪床机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。
2—7计算图示机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
机构具有确定运动的条件是:F=原动件数,即取１个原动件。
2—8计算图示机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
３—２在图示的四杆机构中,已知ｌAB＝6０ｍm，lCＤ＝90mm,lAD＝lBC=１20mm，ω1=10rad/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２的BC线(或其延长线）上速度最小的点E的位置及速度的大小;
(3)当vC=0时,φ角之值（有两个解)，并做出相应的机构位置图。
机器与机构的联系:机器由机构组成，一部机器包含不同的机构;不同的机器可能包含相同的机构。
1—2试举出两个机器实例，并说明其组成、功能。
解:车床：由原动部分(电动机）+传动系统(齿轮箱)+执行部分（刀架、卡盘等),其主要功能为切削,代替人作功。
汽车：由原动部分(发动机)+传动系统（ห้องสมุดไป่ตู้速箱）＋执行部分(车轮等),其主要功能为行走、运输,代替人作功。
(矢量方程及必要的分析计算):
解：
方向⊥ＢD⊥AB∥BC
大小?1lAB?
利用速度影像原理求得c3点，
方向B→D⊥BＤＢ→A⊥ＢC∥BＣ
大小??
利用加速度影像原理求得c3′点，
3—9在图示曲柄摇块机构中，已知lＡB＝３0mｍ,ｌAC=10０mm，lDＥ＝4０mm,lBD＝50mm,φ１=４5°,等角速度ω1=10rad/s，求点Ｅ的速度ｖE和加速度ａE以及构件3的角速度3和角加速度3。
分解为:
机构由3个级杆组组成,为II级机构。
分解为:
机构由1个级杆组、1个级杆组组成,为ＩＩI级机构。
2—11计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组，确定机构的级别。
低代前：低代后：
构件２、3、4、6为IＩI级杆组,机构为IIＩ级机构。
2—１2计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
大小?42lEF？
3—6已知铰链四杆机构的位置及尺寸如图（a)所示，现已作出其速度多边形图(b）和加速度多边形(ｃ）。试在图中求出：
(１)构件１、2、３上速度为ｖx的点X1、X２、X３的位置;
(２)构件2上速度为零的点M２的位置,并在加速度多边形图(ｃ)上找出点m′2;
(3)构件2上加速度为零的点Q2的位置，并在速度多边形图(b）上找出点q2。
３—3在图示的齿轮—连杆组合机构中,试用速度瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比。
３—4下列图示机构中，已知 ，试用相对运动图解法求Ｃ点的速度ｖC(在 的基础上作速度多边形并列出有关速度矢量方程）。
用速度影像原理求得c点，
３—５在图示干草压缩机中，已知ω１=5ｒａd/s,lAB=１50mm,ｌＢＣ=60０ｍm,lCE=300mm，lCD=460ｍm,lEF=60０mm，ｘＤ=６00mm，yD=500mｍ，yＦ＝600mm,φ1=30°,求活塞5的速度ｖ5和加速度a５。
低代前:低代后：
构件2、3、４、6为IＩI级杆组,机构为III级机构。
２—13计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
低代前：低代后：
划分杆组如下：机构由4个级杆组组成，为ＩI级机构。
第三章平面机构的运动分析
3—1试求下列各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号Pij直接标注在图上） 。
3—7在下列图示的各机构中，是否存在哥氏加速度?在有哥氏加速度的机构图上标出
的方向,并写出其大小的表达式。
存在
存在
不存在不存在
3—8在图示的机构中，已知各杆的尺寸，1=常数。试用图解法求机构在图示位置构件３上C点的速度 和加速度 。
(画出机构的速度、加速度多边形，标出全部影像点,并列出必要的矢量方程式及计算式。）
解：1．速度分析
方向⊥CD⊥AＢ⊥CB
大小?1lAB?
vＢ=1lAB=5×0.1５=0.75m／s
利用速度影像原理求得ｅ点
方向水平⊥FE
大小??
2．加速度分析
方向C→Ｄ⊥CD B→AC→B⊥BC
大小３2lＣD？12lAB22lSＣ?＋-
利用加速度影像原理求得e′点,
方向水平F→Ｅ⊥FE
第一章绪论
1—1试说明机器与机构的特征、区别和联系。
解：机器具有如下三个特征:
1、人造的实物组合体
2、各部分具有确定的相对运动
3、代替或减轻人类劳动,完成有用功或实现能量的转换
机构则具有机器的前两个特征。
机器与机构的区别：研究的重点不同:
机构：实现运动的转换和力的传递；
机器：完成能量的转换或作有益的机械功。
第二章 平面机构的结构分析
2—1试画出唧筒机构的运动简图，并计算其自由度。
2—2试画出缝纫机下针机构的运动简图，并计算其自由度。
2—3试画出图示机构的运动简图,并计算其自由度。
2—４试画出简易冲床的运动简图,并计算其自由度。
ﻩ
2—5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1输入，使轴A连续回转,而装在轴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，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
机构具有确定运动的条件是：Ｆ=原动件数，即取2个原动件。
2—9计算图示机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组,确定机构的级别。
机构由３个级杆组组成,为IＩ级机构。
2—1０计算图示机构的自由度,并分析组成此机构的基本杆组,确定机构的级别。如在该机构中改选EG为原动件,试问划分的基本杆组及机构的级别与前者有何不同？
（矢量方程及必要的分析计算)：
解:1.速度分析
方向?⊥ＡＢ⊥ＣＢ∥CB
大小?1ｌAB？0？
利用速度影像原理求得e点，
方向?B→AＣ→B⊥CＢ⊥CB∥CＢ
大小??0?
利用加速度影像原理求得e′点,
3—1０已知图示机构的位置及尺寸，1=常数，用相对运动图解法求构件3的角速度3和加角速度3。
(画出机构的速度、加速度多边形，并列出必要的矢量方程式及计算式。)
解：机构简图如下：
机构不能运动。
可修改为：
２—6计算图示自动送料剪床机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。
2—7计算图示机构的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
机构具有确定运动的条件是:F=原动件数,即取１个原动件。
2—8计算图示机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
３—２在图示的四杆机构中,已知ｌAB＝6０ｍm，lCＤ＝90mm,lAD＝lBC=１20mm，ω1=10rad/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２的BC线(或其延长线）上速度最小的点E的位置及速度的大小;
(3)当vC=0时,φ角之值（有两个解)，并做出相应的机构位置图。
机器与机构的联系:机器由机构组成，一部机器包含不同的机构;不同的机器可能包含相同的机构。
1—2试举出两个机器实例，并说明其组成、功能。
解:车床：由原动部分(电动机）+传动系统(齿轮箱)+执行部分（刀架、卡盘等),其主要功能为切削,代替人作功。
汽车：由原动部分(发动机)+传动系统（ห้องสมุดไป่ตู้速箱）＋执行部分(车轮等),其主要功能为行走、运输,代替人作功。
(矢量方程及必要的分析计算):
解：
方向⊥ＢD⊥AB∥BC
大小?1lAB?
利用速度影像原理求得c3点，
方向B→D⊥BＤＢ→A⊥ＢC∥BＣ
大小??
利用加速度影像原理求得c3′点，
3—9在图示曲柄摇块机构中，已知lＡB＝３0mｍ,ｌAC=10０mm，lDＥ＝4０mm,lBD＝50mm,φ１=４5°,等角速度ω1=10rad/s，求点Ｅ的速度ｖE和加速度ａE以及构件3的角速度3和角加速度3。
分解为:
机构由3个级杆组组成,为II级机构。
分解为:
机构由1个级杆组、1个级杆组组成,为ＩＩI级机构。
2—11计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组，确定机构的级别。
低代前：低代后：
构件２、3、4、6为IＩI级杆组,机构为IIＩ级机构。
2—１2计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
大小?42lEF？
3—6已知铰链四杆机构的位置及尺寸如图（a)所示，现已作出其速度多边形图(b）和加速度多边形(ｃ）。试在图中求出：
(１)构件１、2、３上速度为ｖx的点X1、X２、X３的位置;
(２)构件2上速度为零的点M２的位置,并在加速度多边形图(ｃ)上找出点m′2;
(3)构件2上加速度为零的点Q2的位置，并在速度多边形图(b）上找出点q2。
３—3在图示的齿轮—连杆组合机构中,试用速度瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比。
３—4下列图示机构中，已知 ，试用相对运动图解法求Ｃ点的速度ｖC(在 的基础上作速度多边形并列出有关速度矢量方程）。
用速度影像原理求得c点，
３—５在图示干草压缩机中，已知ω１=5ｒａd/s,lAB=１50mm,ｌＢＣ=60０ｍm,lCE=300mm，lCD=460ｍm,lEF=60０mm，ｘＤ=６00mm，yD=500mｍ，yＦ＝600mm,φ1=30°,求活塞5的速度ｖ5和加速度a５。
低代前:低代后：
构件2、3、４、6为IＩI级杆组,机构为III级机构。
２—13计算图示机构的自由度,将其中的高副用低副代替,并分析机构所含的基本杆组,确定机构的级别。
低代前：低代后：
划分杆组如下：机构由4个级杆组组成，为ＩI级机构。
第三章平面机构的运动分析
3—1试求下列各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号Pij直接标注在图上） 。
3—7在下列图示的各机构中，是否存在哥氏加速度?在有哥氏加速度的机构图上标出
的方向,并写出其大小的表达式。
存在
存在
不存在不存在
3—8在图示的机构中，已知各杆的尺寸，1=常数。试用图解法求机构在图示位置构件３上C点的速度 和加速度 。
(画出机构的速度、加速度多边形，标出全部影像点,并列出必要的矢量方程式及计算式。）