河南科技大学机械原理作业答案
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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。）
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。
（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→A C→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
（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⊥BD B→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。
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（变速箱）+执行部分（车轮等），其主要功能为行走、运输，代替人作功。
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？
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。
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。
（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→A C→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。）
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，Hale Waihona Puke BaiduII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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。）
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。
（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→A C→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
（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⊥BD B→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。
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（变速箱）+执行部分（车轮等），其主要功能为行走、运输，代替人作功。
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？
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。
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。
（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→A C→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。）
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，Hale Waihona Puke BaiduII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)。
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。
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。
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。
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。
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。