機械原理課后習題答案1

1、機械原理課后習題答案第2章 （P27）2-2 計算下列機構的自由度，如遇有復合鉸鏈、局部自由度、虛約束等加以說明。（a）n=3，pl=3 F=3*3-2*3=3 （b）n=3，pl=3，ph=2 F=3*3-2*3-2=1 （B處有局部自由度）（c）n=7，pl=10 F=3*7-2*10=1 （d）n=4，pl=4，ph=2 F=3*4-2*4-2=2 （A處有復合鉸鏈）（e）n=3，pl=4 F=3*3-2*4=1 （A或D處有虛約束）（f）n=3，pl=4 F=3*3-2*4=1 （構件4和轉動副E、F引入虛約束）（g）n=3，pl=5 F=(3-1)*3-(2-1)*5=1 （有公共約

2、束）（h）n=9，pl=12，ph=2 F=3*9-2*12-2=1 （M處有復合鉸鏈，C處有局部自由度）2-3 計算下列機構的自由度，拆桿組并確定機構的級別。（a）n=5，pl=7 F=3*5-2*7=1 由于組成該機構的基本桿組的最高級別為級桿組，故此機構為級機構。（b）n=5，pl=7 F=3*5-2*7=1 此機構為級機構。（c）n=5，pl=7 F=3*5-2*7=1 拆分時只須將主動件拆下，其它構件組成一個級桿組，故此機構為級機構。2-4 驗算下列運動鏈的運動是否確定，并提出具有確定運動的修改方案。（a）n=3，pl=4，ph=1 F=3*3-2*4-1=0 該運動鏈不能運動。修改

3、方案如下圖所示：或 （b）n=4，pl=6 F=3*4-2*6=0 該運動鏈不能運動。修改方案如下圖所示： 或 第3章（P42）3-2 下列機構中，已知機構尺寸，求在圖示位置時的所有瞬心。 （a） （b） （c）(a) v3=vP13=1P14P13l3-6 在圖示齒輪連桿機構中，三個圓互作純滾，試利用相對瞬心P13來討論輪1與輪3的傳動比i13。vp13=1P16P13l=3P36P13li13=1/3=P36P13 / P16P13 第5章 （P80）(1) a+d=3.5 ， b+c=4a+dmin 能正確嚙合傳動 (3)若ra2=410+0.1m=411mm 則a2=23.861min

4、=(100+400) sin20= 4.76mm 1minmin 不能正確嚙合傳動 7-10參見教材第121頁例7-3。第8章（P147） 35Z440 15Z21 Z2 Z3 Z4 Z5Z1 Z2Z3 Z48-2解：這是一個定軸輪系 i15 = =2864151 Z7 Z5Z1Z6 i1 5 = = n1 =n1 , n5 =n5 i15= i1 5 32 25 Z4 Z2 得 = Z317（為保證不根切的最小齒數(shù)）8-4解：根據(jù)同心條件得 Z3= Z1+2Z2=102 ， Z6= Z4+2Z5=102 H1 1,2,3,H1-行星輪系 i1H1=1- i13 =1+ Z3/ Z1=4.44

5、,5,6,H2-行星輪系 H2 i4H2=1- i46 =1+ Z6/ Z4=4.425601520 Z2 Z3 Z1Z2 n1- nH n3-nH H1=4 i1H2= i1H1i4H2=4.44.4=19.368-5解： i13 = = - =- =-5 200- nH 50-nH 當轉向相同時，將n1 =200r/min ,n2 =50r/min,代入式， =-5 解得 nH =75r/min ，系桿H的轉向與n1轉向相同。 200- nH -50-nH 當轉向相反時，將n1 =200r/min ,n2 = -50r/min,代入式，Z2 Z4Z1Z3 =-5 解得 nH =-8.33r

6、/min ，系桿H的轉向與n1轉向相反。Z2Z3Z4Z1Z2 Z3 H 8-10解：(a) i1H=1- i14 =1- H (b) i1H=1- i14 =1+ H (c) i1H=1- i14 =1- Z4/ Z1Z2 Z3Z1Z2 H (d) i1H=1- i14 =1+ Z4/ Z1 H (e) i1H=1- i13 =1- H h (f) i1h=1- i13 =1+ Z3/ Z1 i4H=1- i46 =1+ Z6/ Z4 nh = n4 i1H= i1hi4H=(1+ Z3/ Z1)(1+ Z6/ Z4)8-11解：1,2,2,3,H-差動輪系； 3,6,6,5,4-定軸輪系。

7、H Z6Z4 Z6Z3 n4 n6 n3 n6 Z2 Z3Z1Z2 n1- nH n3-nH i13 = =- i3 6 = =- i46 = =- Z6Z4 Z6Z3 n3 =n3 n6=n6 nH =n4 n3 = - n6 , nH = n6 并將其代入式，得Z2 Z3Z1Z2 Z6 Z4 n1- n6 n6- n6 Z6 Z4 Z6Z3 n1 n6 Z3Z2 解得 i16 = =13.3 Z6 Z4Z3 Z6 n3 n4 n3 n4 H n2- nH n3-nH i23 = = =60/16 i34 = = =- =-3/4將n3 =-3/4 n4 , nH =n4代入式，得60/16

8、 n2- n4-3/4n4-n4 解得 i24 =-5.56Z3Z1 8-12解： Z3= Z1+2Z2=80Z5 Z4Z6Z5 H i1H=1- i13 =1+ =5 H i6H=1- i64 =1- =1/50 n1 n6 i16 = = i1H/i6H =250 n6 = n1/250=6 r/min 其轉向與n1轉向相同。第11章(P190)11-1 傾斜剪刃的剪切機如圖，如果剪刃與被切工件間摩擦系數(shù)f=0.12，試求剪刃的最大傾斜角度應為多少？R1221解：取的接觸面為基準，視R12為驅動力，其作用線與基準面法線的夾角為： = - 自鎖條件為： -即 2=2arctgf=13.7 1

9、1-2軋鋼機軋輥直徑為1120mm,當輥距為1200mm, 軋輥與鋼坯間摩擦系數(shù)f=0.15時，可軋鋼坯的最大厚度H是多少？解：視R23為驅動力，其作用線與下接觸面法線的夾角為： = 2- 自鎖條件為：即 2- max=arctgf=8.53Hmax=1200-1120cosmax =92.39mmO2O1R23第12章（P210）12-1解：機械系統(tǒng)的總動能為：E=1/2 J12+J22+ W/g(2r)2等效構件所具有的動能為： Ee=1/2 Je22根據(jù)等效原則，即 E= Ee得 Je = J(1/2)2+J+ W/g r2= J(Z2/Z1)2+J+ W/g r2 Ner=W2 r T

10、er= Ner/2 =Wr Wd=Wr 即 Nd=NrTd1=W2 r Td=W r(2 /1)=W r(Z1/Z2)12-2解： Ner=Q v3 Ter= Ner/1 = Q v3/1用瞬心法求v3/1，需先找P13 vp13= v3=1 AP13 v3/1= AP13因此， Ter= Q AP13 12-5由某原動機驅動的工作機構，對主軸轉角的等效阻力矩Tr，如圖所示。設以主軸轉角度量的周期為360，主軸平均轉速為620r/min, 驅動力矩Td為常數(shù)。(1) 設等效轉動慣量為常數(shù)，試畫出穩(wěn)定運轉的一周期內角速度變化示意圖；(2) 不計原機構各構件的質量，計算飛輪的轉動慣量Jf，許用運轉不均勻系數(shù)=0.01；(3) 求加上飛輪之后的主軸最高轉速nmax和最低轉速nmin。解：(1) 在穩(wěn)定運轉階段有 Wd=Wr0360Td d=0360Tr d 即 Td360=1/2200(30+180) Td=58.33 Nm穩(wěn)定運轉的一周期內角速度變化曲線圖如下：020501802003