机械原理（东南大学出版 - 王洪欣）课后习题答案

习 题 与 参 考 答 案

2－1 题2－1图所示为三种型式液压泵的结构简图，试绘制它们的机构简图。

(a) (b) (c)

参考答案图

B 1 A 4 2 B 3 C 1 A 4 C C 3 2 3 1 A 4 2 B (a) (b) (c)

题2－1图

2－2 题2－2图所示为高速机械压力机的机构简图，除去曲柄1、连杆2之外，机构尺寸关于y轴对称，试求它的自由度（参考答案：F2?2?3n?(2PL?PH)?3?9?(2?13?0)?1）。

y O1 E1 7 C B 1D1 6 8 5 10 F1 9 题2－2图

题2－3图

F2 x 6 1 2 A y 1 B 7 E y C E B 4 G 5 1 A 4 D 5 3 2 C G x 6 A C2 3 4 E2

D D2 2 3 题2－4图

2－3 题2－3图所示为连杆机械压力机的机构简图，试求它的自由度（参考答案：F2?3?3n?(2PL?PH)?3?5?(2?7?0)?1）。

1

2－4 题2－4图所示为齿轮连杆组合机构的机构简图，其中构件2、5组成齿轮齿条副，构件2、3组成移动副，试求它的自由度（参考答案：F2?4?3n?(2PL?PH)?3?6?(2?8?1)?1）。

2－5 题2－5图所示为齿轮连杆组合机构的机构简图，试求该机构的自由度（参考答案：

。 F2?5?3n?(2PL?PH)?3?6?(2?8?1)?1）

2－6 题2－6图所示为凸轮连杆压力机的机构简图，试求它的自由度，将该机构中的高副用低副代替，画出低代后的机构简图（参考答案：F2?6?3n?(2PL?PH)?3?4?(2?5?1)?1）。

y 5 1 O2 4 P 2 O1 O3 3 O7 题2－5图 题2－6图

B 7 6 x O5 O1 2 A 1 6 D 5 O3 C B 4 3

2－7 题2－7图所示为一种织机开口机构的机构简图，试求它的自由度（参考答案：

。 F2?7?3n?(2PL?PH)?3?9?(2?13?0)?1）

2－8 题2－8图所示为另一种织机开口机构的机构简图，试求它的自由度（参考答案： F2?8?3n?(2PL?PH)?3?6?(2?8?1)?1）。

C 7 A A0 1 8 3 5 B0 4 E' O 36 E 4 E\ 7 7' 1 φ 3 4 5 H 8' 2 B K 4 e 6 I B 2 C G D E x A 题2－7图 题2－8图

2－9 题2－9图所示为一种鸟的机构简图，试求它的自由度（参考答案：

2

。 F2?9?3n?(2PL?PH)?3?9?(2?13?0)?1）

B 1 F 5 4 E G D 3 6 A J 10 K 9 2 C 2 7 H I 8 L 题2－9图

2－10 题2－10图所示为一种人工膝关节机构的机构简图，试求它的自由度（参考答案：

。 F2?10?3n?(2PL?PH)?3?5?(2?7?0)?1）

2－11 题2－11图所示为一种织机机构的机构简图，试求它的自由度（参考答案：

。 F2?11?3n?(2PL?PH)?3?10?(2?14?1)?1）

A 4 6 B 3 3 5 2 1 Z1 Z2 O3 4 5 D' C 2 1 9 ω1 O1 O2 8' E' 7' 8 E 7 6 O4 D 题2－10图 题2－11图

3

习 题

3－1 题3－1图(a)所示为曲柄滑块机构，设曲柄1的杆长a＝0.045 m，连杆2的杆长b＝0.225 m，连杆上BD的杆长c＝0.180 m，BD的方位角δ＝30o，曲柄1的角速度ω1＝10 rad/s。试用图解法求φ＝25°时滑块3的速度V3与加速度a3，连杆2上D点的速度VD与加速度aD（参考答案：V3＝－0.225 m/s，a3＝－4.8 m/s2，VD＝0.121 m/s，aD＝5.392 m/s2）。

P24 α2 c ω1 B 1 25° μL=4 题3－1图

4 ω2 2 C 3 d D b A 1 φ ω1 B c D δ 2 b 4 S 题3－1图

θ C 3 30° A c p

μV=10 (mm/s)/mm (a) 速度图

pb＝VB/μV＝450/10＝45 mm

解：

μL=4，μV=(450mm/s)/(45mm)=10 (mm/s)/mm VB=aω1=0.045×10＝0.45 m/s＝450 mm/s VC=VB+ VCB

V3=pc×μV =22.5×10＝225 mm/s VD=pd×μV =12.1×10＝121 mm/s

VCB=ω2×b=cb×μV，ω2=cb×μV/b=40.85×10/225=1.816 rad/s aC=aB+ anCB+ atCB

aB=ω21a=102×45=4 500 mm/s anCB=ω22b=1.8162×225=742 mm/s

μa＝(4500 mm/s2)/(45 mm)=100 (mm/s2)/mm p'b'=aB/μa =4500/100=45 mm b'c\ anCB /μa=742/100＝7.42 mm a3=p'c'×μa =48×100＝4 800 mm/s aD=p'd'×μa =53.92×100＝5 392 mm/s2

2

c' p'

d'

c\b' μa＝100 (mm/s2)/mm

(b) 加速度图

4

3－2 题3－2图所示为油田抽油机机构，D1D2为中心在O3点、半径为c32的圆弧，5为钢丝绳与抽油活塞组合体，长度比例尺μL＝实际尺寸/图上尺寸＝50，ω1＝3.14 rad/s，试用图解法求活塞5在图示位置的速度V5（参考答案：V5＝0.983 m/s）。

VA＝aω1=7.26×50×3.14＝1140.4 mm/s VB＝VA＋VBA

b a

图上尺寸 a＝7.26 mm

S5 b＝26.47 mm c31＝18.58 mm d＝28.02 mm

p

c32＝18.58 mm

c32 D Q 5 活塞D1 y O3 3 c31 ψ d 4 B b 2 ω1 θ D2 A δ a 1 φ x O O1 题3－2图

d

μV=50 (mm/s)/mm

速度图

pa＝22.8 mm pb＝19.66 mm

VB＝19.66×50＝983 mm/s

ω3＝VB /c31＝983/(18.58×50)＝1.058 rad/s

V5＝ω3 c32＝1.058×18.58×50＝983 mm/s

3－3 题3－3(a)图所示为牛头刨床的工作机构，已知d＝0.420 m，a＝0.125 m，b＝0.820 m，c＝0.656 m，H0＝0.800 m，ω1＝0.2 rad/s。试用解析法求刨头5的位移S5、速度V5与加速度a5（参考曲线如图3－3(b)所示）。

4 c S5 α D 3 b B 2 a5 0 V5 S5 2π φ 5 E 6 H0 ωa 1 φ A S23 d C θ (a) (b)

题3－3图

5

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