本文格式為Word版，下載可任意編輯——機械原理習題集答案（精校版）班級姓名學號機械原理

平面機構的結構分析

1、什么是零件？什么是構件？它們有何聯系？2、什么是運動鏈？什么是機構？它們有何異同點？

3、機構具有確定運動的條件是什么？假使不滿足該條件可能會出現哪些狀況？4、為何說高副低代具有瞬時性？高副低代的目的和意義何在？

5、如圖a所示為一簡易沖床的初擬設計方案，設計者的思路是：動力由齒輪1輸入，使軸A連續回轉；而固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機構將使沖頭4上下運動以達到沖壓的目的。試繪出其機構運動簡圖（各尺寸由圖上量取），分析其是否能實現設計意圖？并提出修改方案

圖a）解1）取比例尺?l繪制其機構運動簡圖（圖b）。

2）分析其是否能實現設計意圖。

由圖b可知，n?3，pl?4，ph?1，p??0，F??0故：F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?3?(2?4?1?0)?0?0

因此，此簡單沖床根本不能運動（即由構件3、4與機架5和運動副B、C、D組成不能運動的剛性桁架），故需要增加機構的自由度。

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圖b）

3）提出修改方案（圖c）。

為了使此機構能運動，應增加機構的自由度（其方法是：可以在機構的適當位置增加一個活動構件和一個低副，或者用一個高副去代替一個低副，其修改方案好多，圖c給出了其中兩種方案）。

圖c1）圖c2）

6、試畫出圖示平面機構的運動簡圖，并計算其自由度。

圖a）

解：n?3，pl?4，ph?0，F?3n?2pl?ph?1

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圖b）

解：n?4，pl?5，ph?1，F?3n?2pl?ph?1

7、計算圖示平面機構的自由度。將其中的高副化為低副。機構中的原動件用圓弧箭頭表示。

7－1

解7－1：n?7，pl?10，ph?0，F?3n?2pl?ph?1，C、E復合鉸鏈。7－2

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解7－2：n?8，pl?11，ph?1，F?3n?2pl?ph?1，局部自由度

7－3解7－3：n?9，pl?12，ph?2，F?3n?2pl?ph?1

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8、試計算圖示精壓機的自由度

解：n?10，pl?15，ph?0解：n?11，pl?17，ph?0

p??2pl??p?h?3n??2?5?0?3?3?1p??2pl??p?h?3n??2?10?3?6?2

F??0F??0

F?3n?(2pl?ph?p?)?F?F?3n?(2pl?ph?p?)?F?

?3?10?(2?15?0?1)?0?1?3?11?(2?17?0?2)?0?1

（其中E、D及H均為復合鉸鏈）（其中C、F、K均為復合鉸鏈）

9、圖示為一內燃機的機構簡圖，試計算其自由度，并分析組成此機構的基本桿組。又如在該機構中改選EG為原動件，試問組成此機構的基本桿組是否與前者有所不同。

解1）計算此機構的自由度

F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?7?2?10?1

2）取構件AB為原動件時機構的基本桿組圖為

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此機構為Ⅱ級機構

3）取構件EG為原動件時此機構的基本桿組圖為

此機構為Ⅲ級機構

平面機構的運動分析

1、試求圖示各機構在圖示位置時全部瞬心的位置（用符號Pij直接標注在圖上）。

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2、在圖a所示的四桿機構中，lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，

?2=10rad/s，試用瞬心法求：

??1）當?=165時，點C的速度vC；

?2）當?=165時，構件3的BC線上速度最小的一點E的位置及其速度的大??；

?3）當vC=0時，?角之值（有兩個解）。

解1）以選定的比例尺?l作機構運動簡圖（圖b）。

b)

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2）求vC，定出瞬心P13的位置（圖b）因p13為構件3的絕對速度瞬心，則有：

?w3?vBlBP13?w2lABul?BP13?10?0.06/0.003?78?2.56(rad/s)

vC?ulCP13w3?0.003?52?2.56?0.4(m/s)

3）定出構件3的BC線上速度最小的點E的位置

因BC線上速度最小之點必與P13點的距離最近，故從P13引BC線的垂線交于點E，由圖可得：

vE?ul?P13Ew3?0.003?46.5?2.56?0.357(m/s)

4）定出vC=0時機構的兩個位置（作于圖C處），量出?1?26.4?

?.6?c)?2?226

3、在圖示的機構中，設已知各構件的長度lAD＝85mm，lAB=25mm，lCD=45mm，

lBC=70mm，原動件以等角速度?1=10rad/s轉動，試用圖解法求圖示位置時點E的速度??vE和加速度aE以及構件2的角速度?2及角加速度?2。

a)μl=0.002m/mm

解1）以?l=0.002m/mm作機構運動簡圖（圖a）2）速度分析根據速度矢量方程：vC?vB?vCB

???以?v＝0.005(m/s)/mm作其速度多邊形（圖b）。b)?a=0.005(m/s2)/mm

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（繼續完善速度多邊形圖，并求vE及?2）。根據速度影像原理，作?bce~?BCE，且字母順序一致得點e，由圖得：

?vE??v?pe?0.005?62?0.31(ms)

w2??v?bclBC?0.005?31.5/0.07?2.25(ms)

（順時針）

w3??v?pclCO?0.005?33/0.045?3.27(ms)

（逆時針）

3）加速度分析根據加速度矢量方程：以?a=0.005(m/s2)/mm作加速度多邊形（圖c）。（繼續完善加速度多邊形圖，并求aE及?2）。

??n?t??n?taC?aC?aC?aB?aCB?aCB

?

根據加速度影像原理，作?b?c?e?~?BCE，且字母順序一致得點e?，由圖得：

aE??a?p?e??0.05?70?3.5(m/s2)

t?C?/lBC?0.05?27.5/0.07?19.6(rad/s2)（逆時針）a2?aCBlBC??a?n2

4、在圖示的搖塊機構中，已知lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50mm，lDE=40mm，曲柄以?1=10rad/s等角速度回轉，試用圖解法求機構在?1＝45時，點D和點E的速度和加速度，以及構件2的角速度和角加速度。

解1）以?l=0.002m/mm作機構運動簡圖（圖a）。

2）速度分析?v=0.005(m/s)/mm選C點為重合點，有：

?

評語任課教師日期9

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????vC2?vB?vC2B?vC3方向？?AB?BC大小？w1lAB？0??vC2C3//BC?以?v作速度多邊形（圖b）再根據速度影像原理，作bdbC2?BDBC，?bde~?BDE，求得點d及e，由圖可得

vD??vpd?0.005?45.5?0.23(m/s)vE??vpe?0.005?34.5?0.173(m/s)

w2??vbc1lBC?0.005?48.5/0.122?2(rad/s)（順時針）

3）加速度分析?a=0.04(m/s2)/mm根據

?aC2方向大小

??aBB?Aw12lAB??naC2BC?B2w2lBC??taC2B?BC???aC30??kaC2C3?BC2w3vC2C3?r?aC2C3//BC???n22其中：aC2B?w2lBC?2?0.122?0.49

??kaC2C3?2w2vC2