西工大机械原理第八版答案

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1、免费版平面机构的结构分析1、如图a所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 固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头 4上下运动以达到冲压的目的。 试绘出其机构运动简图 （各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。解1 ）取比例尺 i绘制其机构运动简图（图 b）。2 ）分析其是否能实现设计意图。图a ）由图 b 可知，n 3,pi4,ph1,p 0,F 0故：F 3n（2plphp）F3 3 （2 4 1 0）0 0因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B、G D组成不能运动的刚性桁架），故需要增

2、加机构的自由度。图b ）3）提出修改方案（图 c）。为了使此机构能运动， 应增加机构的自由度 （其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低 副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c给出了其中两种方案）。图c1 ）图c2 ）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。图a）解：n 3, pi 4, ph 0, F 3n 2Pl ph 1?1,F 3n 2pi ph 1、侬啕示戈吧加自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。31解 ih 0, F 3n 2Pl ph 1, C E复合饺链。2解 32： n 8, pi 11 , Ph 1 , F3n

3、 2 pi ph 1 ,局部自由度-3解 33： n 9, pl 12 , ph 2 , F 3n 2PlPh 14、试计算图示精压机的自由度解：n 10, pl 15, ph 0解：n 11, pl17, ph 0p 2pl ph 3n 2 5 0 3 3 1F 0F 3n (2pl ph p) Fp 2pl p h 3n 2 10 3 6 2F 3n (2 pl ph p) F3 10 (2 15 0 1) 0 13 11 (2 17 0 2) 0 1（其中E、D及H均为复合校链）（其中C F、K均为复合校链）5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。又如在

4、该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。解1）计算此机构的自由度F 3n （2 pl ph p ） F 3 7 2 10 12）取构件AB为原动件时机构的基本杆组图为此机构为n 级机构3）取构件EG为原动件时此机构的基本杆组图为此机构为出 级机构平面机构的运动分析1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号Pj直接标注在图上）2、在图a所小的四杆机构中，1AB =60mm lCD =90mm l AD =l BC =120mm 2 =10rad/s，试用瞬心法求:1）当 二165时，点C的速度v52）当 =165时，构件3的BC线上速度最小的一点 E的位置

5、及其速度的大小；3）当vc=0时， 角之值（有两个解）。解1）以选定的比例尺作机构运动简图（图 b）。b）2）求Vc，定出瞬心R3的位置（图b）因P13为构件3的绝对速度瞬心，则有：W3 Vb. 1bp13 W2IAB Ui BP310 0.06/0.003 78 2.56（rad/s）Vc U|CPW3 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线上速度最小之点必与 R3点的距离最近，故从 Pi3引BC线的垂线交于点 E,由图可得:vE ul P-Ew3 0.003 46.5 2.56 0.357（m/s）4）定出Vc=0时机构的两个位

6、置（作于图C处），量出1 26.42 226.6c）3、在图示的机构中，设已知各构件的长度lAD = 85 mm lAB=25mm lCD =45mm l BC =70mm 原动件以等角速度1 =10rad/s转动，试用图解法求图示位置时点E的速度vE和加速度a E以及构件2的角速度2及角加速度a）i=mm解1）以 产mm乍机构运动简图（图 a）2）速度分析 根据速度矢量方程：vC vB vCB以v = （m/s）/mm作其速度多边形（图 b）。b）（继续完善速度多边形图，并求vE及2）。根据速度影像原理，作bce BCE ,且字母顺序一致得点e,由图得：a =(m/s 2)/mmVev pe

7、 0.005 62 0.31(m s)w2v bclBC 0.005 31.5/0.07 2.25(m s)（顺时针）v pc Ico 0.005 33/0.045 3.27(m s)（逆时针）3）加速度分析根据加速度矢量方程:ntntaC aC aC aB aCB aCB以a =（m/s 2）/mm作加速度多边形（图c)。（继续完善加速度多边形图，并求aE及2 ）。根据加速度影像原理，作bce BCE ,且字母顺序一致得点 e ,由图得:2、aEa pe 0.05 70 3.5(m/s )a2 aCB/lBC a n2C/lBC 0.05 27.5/0.07 19.6(rad/s2)(逆时针

8、)4、在图本的摇块机构中，已知 1AB =30mm 1AC =100mm lBD =50mm l DE =40mm曲柄以 1=10rad/s 等角速度回转，试用图解法求机构在1 = 45时，点D和点E的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。解1）以l=mm乍机构运动简图（图 a）。2)速度分析 v=(m/s)/mm选C点为重合点，有：VC2VbVC2BVC3VC 2C3方向 ？ABBC/BC大小 ？w1l AB?0?以v作速度多边形（图b）再根据速度影像原理，作 bd/bC2 BD./bC, bde BDE ,求得点 d 及 e,由图可得Vdvpd 0.005 45.5 0.23(m/s

9、)Vev pe 0.005 34.5 0.173(m/s)w2vbC1/lBC0.005 48.5/0.122 2(rad/s)(顺时针)3)加速度分析a =(m/s 2)/mm根据aC2aBn aC2B方问?BACB大小?W11AB2. w2lBC其中：n2aC2BW2l BC220.1220.49k aC2C32w2VC2C3220.00535 0.7t aC2BaC3kaC 2c 3rac2c3BCBC/ BC?02w3VC2c3?以a作加速度多边形（图 c）,由图可得:2、aDa p d 0.04 66 2.64(m/s )2、aEa pe 0.04 70 2.8(m/s )t _ _

10、 . 2、a2 aC2B/1cBan2C2/0.122 0.04 25.5/0.122 8.36(rad/s2)(顺时针)5、在图示的齿轮-连杆组合机构中，MM为固定齿条，齿轮 3的齿数为齿轮4的2倍，设已知原动件1以等角速 度1顺时针方向回转，试以图解法求机构在图示位置时，E点的速度Ve及齿轮3、4的速度影像。解1）以l作机构运动简图（图 a）2）速度分析（图b）此齿轮-连杆机构可看作为 ABCDM DCEFW个机构串连而成，则可写出VC VB vCBVe Vc Vec取v作其速度多边形于图 b处，由图得Vev pe （m/s）取齿轮3与齿轮4啮合点为K,根据速度影像原来，在速度图图b中，作

11、 dck DCK求出k点，然后分别以c、e为圆心，以ck、ek为半径作圆得圆g3及圆g4。pe求得vE 齿轮3的速度影像是g3齿轮4的速度影像是g46、在图本的机构中，已知原动件1以等速度 1 =10rad/s逆时针方向转动，1AB =100mm lBC =300mm e=30mm 当1=50、220时，试用矢量方程解析法求构件2的角位移2及角速度 2、角加速度 2和构件3的速度V3和加速度 3。 3解取坐标系xAy,并标出各杆矢量及方位角如图所示：1）位置分析机构矢量封闭方程分别用i和j点积上式两端，有11cos 1l1 sin 112 cos 2S3(b)12 sin 2e1112 S3