侯玉英-机械原理习题集答案

1-2. 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

解：

1-3图示油泵机构中，1为曲柄，2为活塞杆，3为转块，4为泵体。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

解：

1-5计算图a与b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。

a）解：滚子D为局部自由度，E、F之一为虚约束。 F=3n–2PL–Ph=3×4–2×5–1=1

b）解：A处为复合铰链 F=3n–2PL–Ph=3×5–2×6–1=2

1-6计算图a与图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）

a）解：滚子C为局部自由度，E处为复合铰链。 F=3n–2PL–Ph=3×8–2×11–1=1。 b）解：齿轮I、J之一为虚约束，A处为复合铰链 F=3n–2PL–Ph=3×8–2×10–2=2。

1-7计算图a与图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。

a）解：A、B、C处为复合铰链 F=3n–2PL–Ph=3×7–2×8–3=2。

b）解：滚子E为局部自由度，滑块H、I之一为虚约束 F=3n–2PL–Ph=3×6–2×8–1=1，有确定运动。

1-9图示为一焊接用的楔形夹具，利用这个夹具把两块要焊接的工件1及1’预先夹妥,以便

焊接。图中2为夹具体，3为楔块，试确定此夹具的自锁条件（即当夹紧后，楔块3不会自动松脱出来的条件）。

解：此自锁条件可以根据得???0的条件来确定。 取楔块3为分离体，其反行程所受各总反力的方向如图所示。 根据其力平衡条件作力多边形，由此可得：

R23?P?cos?sin(??2?)

且(R23)0?P?sin?

则反行程的效率为???(R23)0R23?sin(??2?)sin?cos?

令???0，sin(??2?)?0，即当??2??0时，此夹具处于自锁状态。 故此楔形夹具的自锁条件为：??2??0

第二章 平面连杆机构及其设计

2-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号Pij直接标注在图上）。

2-4图示的四杆机构简图中，各杆长度为a=30mm，b=60mm，c=75mm，d=80mm，试求机构的最大传动角和最小传动角、最大压力角和最小压力角、行程速比系数。（分别用解析法和图解法求解）

按比例作题解图a，分别量取∠B2C2D=41.7o，∠B1C1D=108.6o，得最大传动角71.4o，最小传动角41.7o；最大压力角为90o–41.7o=48.3o，最小压力角为90o–71.4o=18.6o。

按比例作题解图b ，量取极位夹角：θ=∠C1AB2=17.6o

行程速比系数： K?180??17.6??1.217

180??17.6?2-9 设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆DC长度为150mm，摇杆的两极限位置的夹角为45o，行程速比系数K=1.5，机架长度取90mm。（用图解法求解，μ1=4mm/mm）

解答：

1）计算极位夹角：??180??K?11.5?1?180???36? K?11.5?12）定比例尺μ1=4mm/mm，按给定的摇杆长度150mm及摆角45o，画出摇杆的两极限位置DC1和DC2，见题解图。

3）过C1和C2点作与C1C2连线夹角为（90o–36o）=54o的直线，两线相交于O点。

4）以O点为圆心，OC2为半径作圆，此圆是相交另一个铰链中心所在的圆。

5）以D点圆心，机架长度为半径作圆交上圆地A1和A2两点。任取其中一点作为曲柄的转动中心（如取A1）。

6）量取A1C1和A1C2长度，计算曲柄和连杆长度a、b：

A1C2?A1C1??l?33.5mm2

A1C2?A1C1b???l?154mm2a?2-11设计一刨床的主传动机构（题图为其机构示意图）。已知：主动曲柄绕轴心A作等速回转，从动件滑枕作往复移动，刨头行程E1E2=300mm，行程速比系数K=2，其他如图所示。（要点：a.拟定该连杆机构的运动简图；b.确定该机构的几何尺寸。）解题要点分析：按所给条件进行分析，应为导杆机构。 解:1）计算极位夹角θ

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