机械原理习题全解

4
1
2
即表示如果按
3
此方案设计机 构，机构是不
能运动的。必
须修改，以达
到设计目的。
解：首先计算设计方案草图的自由度
F 3n 2PL PH 3 4 2 6 0
F 3n 2PL PH 3 4 2 6 0
4
1
2
3
改进措施： 1、增加一个低副和一个活动构件； 2、用一个高副代替低副。
改进方案
改进方案
作业: 习题集 3-1
P13在∞
P14在∞
P24
P23
P34
P12
P12 P23 P14 P34 P13在∞
P12 P14 P23 P34 P24
习题集 3-1
P34在∞ P24
P13
P12
P23
P12 P23 P14 P34
P14
P13
P12 P14 P23 P34 P24
_______
VE 3 PE P13 l 0.357 m / s
3）当Vc=0时，瞬心P13与C点将重合，即处于AB 与BC共线的两个极限位置（如图所示），
由图量得两极限位置所对应的Φ的值分别为：
Φ 1=26.4°；
Φ 2=226.6°
若lmin+lmax≤其余两杆长度之和
Y
N
以最短杆 以最短杆的邻边 以最短杆的对边
齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴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（各尺寸由图中量取），分析是否能实现设计意图，并提
出修改方案。
3
5
2 (1)
4
解：n 3, Pl 4, Ph 1
F 33 (2 4 1 0) 0 0
改进措施：
原方案不可行。
2构件上P23点的速度 VP23 2 P23P12 l
3构件上P23点___的____速度
3
2
P23 P12
_______
P23 P13
_______
VP23 3 P23P13 l
_______
VC 3 P34P13 l
3 2.56
rad / s
V3 0.4 m / s
2）3构件上点的线速度与该点距P13点的距离成正比， 故3构件上速度最小点必是距P13点距离最近的点，从 P13点引BC线的垂线交于点E，由图可得：
机构自由度数=机构原动件数 所以，机构具有确定的运动。
作业: 习题集 2-2
1
2
3
4
5
解：
n = 4，pl = 5，ph = 1，F’ = 0，p’ = 0 F= 3n- (2pl+ph-p’ ) -Biblioteka BaiduF’ = 1
机构自由度数=机构原动件数 所以，机构具有确定的运动。
2-3 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
ph = 2
2 F’ = 1
1
F= 3n- (2pl+ph) - F’ = 1
机构自由度数=机构原动件数
所以，机构具有确定的运动。
作业: 习题集 2-2
3 4
2 1
5 6
解：
n = 5，pl = 5，ph = 2，F’ = 1，p’ = 0 F= 3n- (2pl+ph-p’ ) - F’ = 2
作业: 习题集 3-1
P13在∞
P12 P23
作业: 习题集 3-1 P34在∞
P13
P12 P23 P14 P34 P13
P23 P24 P12
1
P14
P12 P14 P23 P34 P24
解：以选定的比例尺ul 作运动简图
ω2
1）由题意知P23是构件2和构件3上的等__速___重__ 合点
1、增加一个低副和一个活动构件；
2、用一个高副代替低副。
修
3
改 方5
2 (1)
案
4
3
2
5
(1)
4
习题2-4 图示牛头刨床设计方
案草图。 设计思路为：动力由
曲柄1输入，通过滑块2使 摆动导杆 3 作往复摆动， 并带动滑枕4作往复移动 ， 已达到刨削加工目的。 试问图示的构件组合是否 能达到此目的？ 如果不 能，该如何修改？
c 600,860 c 140,240
（2）c非最短杆， 240 c 600
c 240,340
也非最长杆 240 600 c 500
c 600
（ 且满3）足c安为装最条长件杆2，40 c 600 500
c 860 ,1340
c 综60合0 以2上40结 5果00，得：c 140 ,1340
所以： 以AB或O1O2为机架可得曲柄摇杆机构 以AO1为机架可得双曲柄机构 以BO2为机架可得双摇杆机构
6-2 如图所示，设已知四杆机构各构件的长度分别
为：a 240mm,b 600mm,c 400mm, d 500mm
试问要使此机构成为双摇杆机构，则应取哪个杆为 机架？且其长度的允许变动范围为多少？
作业: 习题集 2-1
1 23
1 2
3
作业: 习题集 2-1
1
1
2
2
3
43
4
作业: 习题集 2-2
3
4
5
2
1
解： n=4 pl = 5 ph = 0 F= 3n- (2pl+ph) = 2 机构自由度数=机构原动件数 所以，机构具有确定的运动。
作业: 习题集 2-2
解：
5
n=4
pl = 4
4
3
为机架
为机架
为机架
双曲柄 机构
曲柄摇杆 机构
双摇杆 机构
6-1 在图示的运动链中，各构件的尺寸如图（单 位mm）。试问，分别采用哪个构件为机架，可 获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？
解：由已知条件知该四杆机构满足杆长条件 lmin+lmax（25+60=85）≤其余两杆长度之和（40+50=90）
解：以题意知该四杆机构满足杆长条件 lmin+lmax（240+600=840）≤其余两杆长度之和（400+500=900） 所以，选最短杆的对边CD为机架可得双摇杆机构
假设c长度未定，以CD为机架， 且能使该机构为双摇杆机构， 则可以考虑如下两种情况 ：
1）满足杆长条件（ c不为最短杆也不为最长杆、 c为最长杆）； 2）不满足杆长条件（c为最短杆、c非最短杆也非最长杆、 c为最
思路2：
解：假设c长度未定，以CD为机架，且能使该机构为双 摇杆机构，则可以考虑如下两种情况 ：
长杆）
a 240mm,b 600mm,c ?mm, d 500mm
解：1）满足杆长条件
（1）c非最短杆 240 c 600 也非最长杆： 600 240 c 500
c 340,600
c 600
（2）c为最长杆： c
240
600
500
2）不满足杆长条件 c 240
（1）c为最短杆：c 600 240 500