机械原理作业册答案

第二章机构的结构分析-

一、填空与选择题

1、B、A

2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对运动

3、低副，高副，2，1

4、后者有作为机架的固定构件

5、自由度的数目等于原动件的数目；运动不确定或机构被破坏

6、√

7、

8、m-1

9、受力情况10、原动件、机架、若干个基本杆组

11、A、B 12、C 13、C

二、绘制机构简图

1、计算自由度n=7, P L=9，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-2=1

2、3、 4、

三、自由度计算

(a)E处为局部自由度；F处(或G处)为虚约束

计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(b)E处(或F处)为虚约束

计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(c) B处为局部自由度；F处为复合铰链；J处(或K处)为虚约束

计算自由度n=9，P L=12，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×9-2×12-2=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(d) B处为局部自由度；C处为复合铰链；G处(或I处)为虚约束

计算自由度n=7，P L=9，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2

自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。

(e) 构件CD(或EF)及其两端的转动副引入一个虚约束

计算自由度n=3，P L=4，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×3-2×4=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(f) C处为复合铰链；

计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(g) B处为局部自由度；F处为复合铰链；E处(或D处)为虚约束

计算自由度n=6，P L=8，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×6-2×8-1=1

(h)去掉杆8此处存在虚约束；B和C处为复合铰链

计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1

(i) C处为复合铰链

计算自由度n=5，P L =7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1

自由度的数目等于原动件的数目，所以该机构具有确定的运动。

四、试计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。

替代机构如下图所示：

(1)计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1

(2)计算自由度n=3，P L=3，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×3-2×3-2=1

五、计算下图所示机构的自由度，并通过结构分析确定当构件1、5分别为原动件时机构

的级别。

计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1

机构分析如下图所示。

可见，若以构件1为原动件，该机构为III 级杆组；若以构件5为原动件，该机构为II 级杆组。

笫三章平面机构的运动分析

一、选择与填空题

1、B

2、A

3、D

4、D

5、D

6、同一直线上；

7、N（N-1）/2

二、分析、计算题

1、試求下图所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。.

2、下图所示的凸轮机构，已知凸轮轮廓的曲率半径r=0.05m，L ao=0.025m，L ac=0.08m，凸轮以等角速度ω1=10rad/s逆时针转动。（用矢量方程图解法）

（1）试用瞬心法求从动摆杆2的角速度ω2。

（2）试用高副低代法和矢量方程图解法求从动摆杆2的角速度ω2、角加速度 2。

3、试判断在图示两机构中，（1）B点是否都存在科氏加速度？（2）找出科氏加速度为零的所有位置；（3）标出图a中的a k B2B3。

4、下图所示的正切机构中，如果L bd=0.1m，v3=1.36m/s，a3=31.2m/s2方向如图所示，试用矢量方程图解法求构件1的角速度和角加速度。（用矢量方程图解法）

5、已知机构各构件的长度l AC、l BC，原动件1以等角速度ω1逆时针转动，用矢量方程图解法求图示位置构件2、构件3的角速度ω2、ω3和角加速度α2、α3（列出相关的速度和加速度矢量方程式；作出速度图和加速度图）。

解：

大小？ω1l AB？

方向⊥BC ⊥AB //AB

v B3 = v B2 =

2

pb

v

μ

1

2

1

2B

B

B

B

v

v

v

ρ

ρ

ρ

+

=

ω 3 =

2

2v B BC l pb v l BC

μμ=， 逆时针 ω1=ω2=常数， α1=α2=0

大小 ω32 l BC ？ ω12 l AB 2ω1v B2B1 ？ 方向 B → C ⊥BC B →A ⊥AB // AB

BC

b b l a l a C B B μματ22333'

''== 逆时针

6、下图所示的摇杆机构中，如果L ab =0.03m ，L ac =0.1m ，L bd =0.05m ，L de =0.04m ，曲柄1以

等角速度ω1=10rad/s 回转，试用相对运动图解法求构件2上E 点的速度和加速度以及构件2的角速度和角加速度。

7、图示为一汽车雨刷器机构。其构件1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用来保证两者始终啮合），固连于轮3的雨刷3′作往复摆动。设机构的尺寸为l AB =18mm ,轮3的分度圆半径r 3=l CD =12mm ，原动件1以等角速度ω1=1rad/s 顺时针转动，试用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.选定长度比例尺μl =0.0015(m/mm )作机构运动简图（a ），确定雨刷的极限位置，得出导程角。两极限位置C 、C ′，其导程角为ϕ。

2.速度分析

210.18B AB v l mm ω==/s

322212121

n

k

r

B B B B B B B B B a a a a a a a τ

==+=++r

r

r r r

r r