汽车机械基础习题集答案

参考答案

第2章 机械的结构分析

二、综合题 1．

n = 7 ，pl = 9 ，ph = 1

F?3n?2Pl?Ph?3?7?2?9?1?2

从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。 2． （a）D、E处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B处滚子的运动为局部自由度；构件F、G及其联接用的转动副会带来虚约束。 n = 8 ，pl = 11 ，ph = 1

F?3n?2Pl?Ph?3?8?2?11?1?1

3． （c）n = 6 ，pl = 7 ，ph = 3

F?3n?2Pl?Ph?3?6?2?7?3?1

（e）n = 7 ，pl = 10 ，ph = 0

F?3n?2Pl?Ph?3?7?2?10?0?1 4． （a）n = 3 ，pl = 4 ，ph = 1

F?3n?2Pl?Ph?3?3?2?4?1?0

因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。而要使机构具有确定的运动，必须使机构有1个自由度（与原动件个数相同）。其修改方案可以有多种，下面仅例举其中的两种方案。

n = 4 ，pl = 5 ，ph = 1

F?3n?2Pl?Ph?3?4?2?5?1?1

此时机构的自由度数等于原动件数，故机构具有确定的运动。

第3章 平面机构的运动分析

1、解：

2、解：

1）计算此机构所有瞬心的数目

K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=15；

2）如图所示，为了求传动比ω1/ω2，需找出瞬心 P16、P36、P12、P23，并按照三心定理找出P13； 3)根据P13的定义可推得传动比ω1/ω2计算公式如下：

?1P36PDK13???2PAK16P13

由于构件1、3在K点的速度方向相同，从而只?3和?1同向。 3、

由相对瞬心P13的定义可知：

?1PO1P13??L??3PO3P13??L

所以?3??1?PO1P13/P03P13 方向为逆时针转向，（如图所示）。 4、解：

5、解：（1）把B点分解为B2和B3两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下：

vB3?vB2?vB3B2

方向 ?AB ⊥AB向下 //BC 大小 ? ?1?lAB ? aB3Cntkr?aB?a?a?a3CB2B3B2B3B2

方向 B→C ⊥BC B→A ⊥BC向下 ∥BC 大小 ?32?lBC ? ?12?lAB 2?3?vB3B2 ?

（2）标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向如下：

6、解：

2 ε3 B(B1,B2,B3) ω3 3 A n’

1 V1 ???vB2?vB1?vB2B1

大小 ？ V1 ？ 方向 ┴AB 水平 //导路

?3=VB2 / LAB =pb2??v /LAB

ntkr aB2?aB?a?a?a?a2B2B1B2B1B2B1

??大小 ?3LAB ？ 0 0 ? 方向 ??AB ?AB //导路

?3=aB2 / LAB = n’b2’ ??a /LAB 7、解：根据速度多边形判断如下：

第一步：由pb方向得杆2角速度方向如图所示； 第二步：把矢量c3c2绕ω2方向旋转90度得ac2c3方向。

kt

2

8、解：

在a)图机构中存在哥氏加速度，但在导杆3的两个极限摆动位置时，以及滑块2相对于导杆3的两个极限滑动位置时，哥氏加速度为零。这是因为前者的瞬时牵连转速为零，而后者的瞬时相对平动为零，均导致哥氏加速度瞬时为零；相应的机构位置图略

在b)图机构中由于牵连运动为平动，故没有哥氏加速度存在。 9、解：

10、解：

vC2?vB?vC2B

方向 ⊥DC ⊥AB向右 ⊥BC 大小 ? ?1?lAB ?

vC4?vC2?vC4C2

方向 ⊥AC ⊥DC ∥AC 大小 ? ?2?lDC ? 标出顶点如图所示。

第4章 平面连杆机构

四、解：1)滑块的行程H、与之对应的曲柄两位置的夹角θ见下图；

2)曲柄AB为主动件时，机构的压力角а与传动角γ见下图，当AB杆垂直于C’C”时会出现最小传动角 γmin；

3)因为滑块处于极限位置时，曲柄两位置的夹角θ≠0，故存在急回特性。 4)当γ=0时才存在死点，只有当滑块为主动件时才会有γ=0，故当滑块为主动件时从动件AB处于AB’及AB”

两位置时为机构的死点位置。

θ

五、1)最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆的长度之和（杆长条件）；最短杆必定为机架或连架杆（最短杆条件）。

2)AB为主动件时，机构的压力角а与传动角γ见下图，当AB杆与CD杆在重叠共线时即AB杆在AB1 、AB1两位置时最小传动角γmin为γ1、γ2之中的一个；

3)因为滑块处于极限位置时，AB杆两位置的夹角θ≠0，故存在急回特性。 4)当γ=0时才存在死点，只有当CD杆为主动件时才会有γ=0，故当CD杆为主动件时从动件AB处于AB’及AB”

两位置时为机构的死点位置。

C1C'γ1CγC2γ2BB\θB1AB2D 六、解：根据题意作图

k-11.25-1

极位夹角θ=180° = 180°× =20°

k+11.25+1在ΔADC1 中,AC1 =

AD2 +DC2 -2AD·DCcosφ

B'

其中AD=100㎜ ,DC1 =75㎜ , φ=45° 故得AC1 =70.84㎜

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