机械原理第八版答案与解析.doc

1、班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日期 1 机械原理 第八版 西北工业大学 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 l 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， 3n ， 4lp ， 1hp ， 0p ， 0F 故： 00)0142(33)2(3 Fpppn

2、F hl 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、 C、 D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日期 2 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： 3n ， 4lp ， 0hp ， 123 hl ppnF 班级 姓名 学号 机械原理 评语

3、 任课教师 日期 3 图 b） 解： 4n ， 5lp ， 1hp ， 123 hl ppnF 3、计算图示平面机 构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。 3 1 解 3 1： 7n ， 10lp ， 0hp ， 123 hl ppnF ， C、 E 复合铰链。 3 2 解 3 2： 8n ， 11lp ， 1hp ， 123 hl ppnF ，局部自由度 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日期 4 3 3 解 3 3： 9n ， 12lp ， 2hp ， 123 hl ppnF 4、试计算图示精压机的自由度 c) 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师

4、 日期 5 解： 10n ， 15lp ， 0hp 解： 11n ， 17lp ， 0hp 13305232 nppp hl 26310232 nppp hl 0F 0F FpppnF hl )2(3 FpppnF hl )2(3 10)10152(103 10)20172(113 （其中 E、 D 及 H 均为复合铰链） （其中 C、 F、 K 均为复合铰链） 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 110273)2(3 FpppnF hl 2）取构

5、件 AB 为原动件时 机构的基本杆组图为 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日期 6 此机构为 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 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 ijP 直接标注在图上）。 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日期 7 2、在图 a 所示的四杆机构中， ABl =60mm， CDl =90mm， ADl = BCl =120mm，2 =10rad/s，试用瞬心法求： 1） 当 = 165 时，点 C 的速度 Cv ； 2） 当 = 165 时，构件 3 的 BC 线上速度最

6、小的一点 E 的位置及其速度的大小； 3）当 Cv =0 时， 角之值（有两个解）。 解 1）以选定的比例尺 l 作机构运动简图（图 b）。 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日期 8 b) 2）求 Cv ，定出瞬心 13P 的位置（图 b） 因 13p 为构件 3 的绝对速度瞬心，则有： )/(56.278003.0/06.0101323 13 sr a dBPulwlvw lABBPB )/(4.056.252003.0313 smwCPuv lC 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 13P 点的距离最近，故从 13P 引

7、BC 线的垂线交于点 E，由图可得： )/(3 5 7.056.25.460 0 3.0313 smwEPuv lE 4）定出 Cv =0 时机构的两个位置（作于 图 C 处），量出 4.261 6.2262 c) 3、在图示的机构中，设已知各构件的长度 ADl 85 mm， ABl =25mm， CDl =45mm，BCl =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Ev 和加速度 Ea 以及构件 2 的角速度 2 及角加速度 2 。 a) l=0.002m/mm 解 1）以 l =0.002m/mm 作机构运动简图（图 a） 2）速度分析

8、根据速度矢量方程： CBBC vvv 以 v 0.005(m/s)/mm 作其速度多边形（图 b）。 b) a =0.005(m/s2)/mm 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日期 9 （继续完善速度多边形图，并求 Ev 及 2 ）。 根据速度影像原理，作 BCEbce ，且字母 顺序一致得点 e，由图得： )(31.0620 0 5.0 smpev vE )(25.207.0/5.31005.02 smlbcw BCv （顺时针） )(27.3045.0/33005.03 smlpcw COv （逆时针） 3）加速度分析 根据加速度矢量方程： tCBnCBBtCnCC aaaaa

9、a 以 a =0.005(m/s2)/mm 作加速度多边形（图 c）。 （继续完善加速度多边形图，并求 Ea 及 2 ）。 根据加速度影像原理，作 BCEecb ，且字母顺序一致得点 e ，由图得： )/(5.37005.0 2smepa aE )/(6.1907.0/5.2705.0/ 222 sr a dlCnlaa BCaBCtCB （逆时针） 4、在图示的摇块机构中，已知 ABl =30mm， ACl =100mm， BDl =50mm， DEl =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

10、角速度和角加速度。 解 1）以 l =0.002m/mm 作机构运动简图（图 a）。 2）速度分析 v =0.005(m/s)/mm 选 C 点为重合点，有： 班级 姓名 学号 机械原理 评语 任课教师 日期 10 ?0/132322？大小？方向ABCCCBCBClwBCBCABvvvvv 以 v 作速度多边形（图 b）再根据速度影像原理， 作 BCBDbCbd 2 ， BDEbde ，求得点 d 及 e， 由图可得 )/(23.05.45005.0 smpdv vD )/(1 7 3.05.340 0 5.0 smpev vE )/(2122.0/5.48005.012 sr a dlbcw

11、 BCv （顺时针） 3）加速度分析 a =0.04(m/s2)/mm 根据 ?20?/?323222132323222CCBCABr CCk CCCt BCn BCBCvwlwlwBCBCBCBCABaaaaaaa大小方向 其中： 49.0122.02 2222 BCn BC lwa 7.035005.0222 32232 CCk CC vwa 以 a 作加速度多边形（图 c），由图 可得： )/(64.26604.0 2smdpa aD )/(8.27004.0 2smepa aE )/(36.8122.0/5.2504.0122.0/ 22222 sr a dCnlaa aCBt BC （顺时针）