12机械原理_课后习题答案第七版

《机械原理》作业题解第二章机构的结构分析F＝3n－2pl－ph＝3×－2×－341＝034(251)1lhF3n(2pp)=−+=×−×+=1-1'2345789F'p')p(2p3nFhl−−+−=138(21020)1=×−×+−−=46(2-3)133(240)1lhF3n(2pp)=−+=×−×+=F'p')p(2p3nFhl−−+−=120)28(273=−−+×−×=F'p')p(2p3nFhl−−+−=134(250)01=×−×+−−=023032=×−+×=−+=3n'p2pp''h'l102)017(2113=−−+×−×=F'p')p(2p3nFhl−−+−=2630102=×−+×=−+=3n'p2pp''h'l(1)未刹车时n=6，pl=8，ph=0，F=2(2)刹紧一边时n=5，pl=7，ph=0，F=1(3)刹紧两边时n=4，pl=6，ph=0，F=0《机械原理》作业题解第三章平面机构的运动分析题3-1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。a)ACB4132P12P23P34P24P14→∞P14→∞P13→∞题3-1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。b)ACB4132P12P34P24P14→∞P13P23→∞题3-1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。ACB4132MvMc)P12P23P24P34→∞P13P14解：1.绘机构运动简图2.求瞬心P133.求ω1/ω3题3-2在图示的齿轮-连杆组合机构中,试用瞬心法求齿轮1和3的传动比ω1/ω3。C2DBA13546P12P23P131361331613PPPPωω=P16P36题3-4•在图示的四杆机构中，lAB=60mm，lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω2=10rad/s，试用瞬心法求：•1）当φ=165时，点C的速度vC；•2）当φ=165时，构件３的BC线上（或其延长线上）速度最小的一点E的位置及其速度的大小；•3）当vC=０时，φ角之值（有两个解）。题3-4解取μι作机构运动简图；并求出各瞬心如图所示。2lmmmmμ=P24ACB4132DP14P12P34P231）当φ=165时，点C的速度vC=?242122441424122442142448.5104.47(/)108.5PllvPPPPPPradsPPωμωμωω=⋅=⋅==×=⇒44.470.090.40(/)CCDvlmsω=⋅=×=解法２：利用瞬心P24利用瞬心P13瞬心P13为构件3的绝对瞬心P1331313BCllvvPBPCωμμ==⋅⋅13132131378.2100.060.40(/)118.5CBABPCPCvvlmsPBPBω===××=题3-4解P24ACB4132DP14P12P34P232）当φ=165时，构件３的BC线上（或其延长线上）速度最小的一点E的位置及其速度的大小瞬心P13为构件3的绝对瞬心，构件3上各点在该位置的运动是绕P13的转动，则距P13越近的点，速度越小，过作BC线的垂线P13E⊥BC，垂足E点即为所求的点。E点距C点距离为P1331313BlElvPBPvEωμμ==⋅⋅13132131370.3100.060.36(/)118.5EBABPEPEvvlmsPBPBω===××=E234.368.6()lCEmmμ⋅=×=题3-4解P24ACB4132DP14P12P34P233）当vC=０时，φ角之值（有两个解）？P13E4CCDvlω=⋅当ω４=０时，vC=０，而1224421424PPPPωω=当P24与P24重合时12244000CPPvω=⇒=⇒=则必然是杆2和杆3共线的位置，有两共线位置：①重叠共线位置②拉直共线位置2122726ϕϕ==1ϕ2ϕ题3-5•在图示的各机构中，设已知各构件的尺寸及点B的速度，试作出其在图示位置时的速度多边形。ACBDEFvBvBACDFEGBb)a)题3-5解a)解:顺序ACBDEFvBBCDEvvvv→→、CBCBvvv=+(1)求vC和vD(2)求vEECECDEDvvvvv=+=+p(a,f)ecdbDBDBvvv=+题3-5解b)解:顺序BCEFvvvv→→→CBCBvvv=+(1)求vC(2)求vE:用速度影像法FEFEvvv=+vBACDFEGB(3)求vFp(a,d,g)(c)b(e)(f)题3-8b)解b)1ACDB在图示各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件以等角速度ω1顺时针方向转动；试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度及加速度。2341ω[解]（1）取μι作机构运动简图；（2）速度分析取B为重合点：B(B1,B2,B3)1)求vB2ABllmmmABμ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠2133()BBBCvvvv→=→211BBABvvlω==2)求vB33232BBBBvvv=+B(B1,B2,B3)方向：⊥BD⊥BA∥CD大小：?√?11/Bvvmsmmpbμ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠取作速度图p(d)b2(b1)(b3)(c3)3)求vC3:用速度影像法30Cv=330CCDvlω==同时可求得题3-8b)解(续)b)1ACDB2341ω[解]（1）取μι作机构运动简图；（2）速度分析（3）加速度分析1)求aB2方向:B→A22111nBBBAABaaalω===2)求aB3B(B1,B2,B3)方向：B→D⊥BDB→A0∥CD大小：√?√0?211/''Baamsmmpbμ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠取作加速度图p(d)b2(b1)(b3)(c3)3)求aC3:用加速度影像法23231''aBABCapcalμω===2133()BBBCaaaa→=→33323232ntkrBBDBDBBBBBaaaaaa=+=++其中k2B3B2B3B2a=2v=0ωp'(d')b'2(b'1)k'b'3c'3(n'3)题3-8c)解在图示各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件以等角速度ω1顺时针方向转动；试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度及加速度。[解]（1）取μι作机构运动简图；（2）速度分析取B为重合点：B(B1,B2,B3)1)求vB2ABllmmmABμ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠2133()BBBCvvvv→=→211BBABvvlω==2)求vB33232BBBBvvv=+方向：⊥BD⊥BA∥CB大小：?√?11/Bvvmsmmpbμ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠取作速度图p(d)b2(b1)(b3)(c3)3)求vC3:用速度影像法33Cvvpcμ=ABCD12341ω3333pcpbDCpcpbDCDBDB=⇒=∵31CDCDCBABBCBCllvvlllω∴==⋅题3-8c)解(续1)[解]（3）加速度分析1)求aB212211nBBBAABaaalω===2)求aB3ABCD12341ωp(d)b2(b1)(b3)(c3)方向:B→A方向：B→D⊥BDB→A0∥CD大小：√?√0?其中0)0(k2B3B2B3B23B2Bva=2v=ω=∵211/''Baamsmmpbμ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠取作加速度图2133()BBBCaaaa→=→33323232ntkrBBDBDBBBBBaaaaaa=+=++题3-8c)解(续2)[解]（3）加速度分析1)求aB22)求aB3ABCD12341ωp(d)b2(b1)(b3)(c3)方向：B→D⊥BDB→A0∥CD大小：√?√0?211/''Baamsmmpbμ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠取作加速度图p'(d')b'2(b'1)k'b'3c'33)求aC3:用加速度影像法33'''~bcdBCDΔΔ作33''aCapcμ=2133()BBBCaaaa→=→33323232ntkrBBDBDBBBBBaaaaaa=+=++题3-10解在图示的摇块机构中，已知lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50mm，lDE=40mm，ω1=10rad/s，试用图解法求机构在φ1=45°位置时，点D和E的速度和加速度；以及构件2的角速度和角加速度。BACD2341ω1E1ϕ[解]（1）取μι作机构运动简图；（2）速度分析取C为重合点：C(C2,C3)0.002lmmmμ=2222cos1353010030100cos135123()BCABACABABlllllmm=+−⋅⋅=+−××=2,BCDE2vvvvω→→→题3-10解(续)BACD2341ω1E1ϕ[解]（1）取μι作机构运动简图；（2）速度分析取C为重合点：C(C2,C3)1)求vB1100.030.3(/)BABvlmsω==×=2)求vC222323CBCBCCCvvvvv=+=+方向：⊥AB⊥BC0∥BC大小：√?0?/0.005vmsmmμ=取作速度图p(c3)bc22,BCDE2vvvvω→→→题3-10解(续2)BACD2341ω1E1ϕ[解]（2）速度分析1)求vB2)求vC23)求vD和求vE用速度影像法p(c3)bc2250123BDBCbdBDlbcBCl===作得d点d0.00544.60.223(/)Dvvpdmsμ==×=4050DEBDdeDElbdBDl===并使得e点2debc⊥作e0.00532.00.16(/)Evvpemsμ==×=3)求ω22220.00549.02.0(/)0.123CBvBCBCvbcradsllμω×====顺时针2ω2,BCDE2vvvvω→→→题3-10解(续3)BACD2341ω1E1ϕp(c3)bc2de2ω[解]（3）加速度分析1)求aB2)求aC222232323ntkrCBCBCBCCCCCaaaaaaa=++=++方向：B→AC→B⊥CB0⊥CB向下∥BC大小：√√?0√?2/0.05amsmmμ⎛⎞=⎜⎟⎝⎠取作加速度图其中:p'(c'3)k'n'2b'22,BCDEaaaaα→→→1222100.033(/)nBBAABaalmsω===×=方向:B→A222222.00.1230.492(/)nCBBCalmsω==×=23323232222()22.0(0.00539.0)0.78(/)kCCCCvavccmsωωμ=⋅=⋅=×××=c'2题3-10解(续4)BACD2341ω1E1ϕp(c3)bc2de2ω[解]（3）加速度分析1)求aB2)求aC23)求aD和求aE用加速度影像法k'p'(c'3)b'n'2c'22''50123''BDBCbdBDlbcBCl===作得d'点2''0.0552.52.63(/)Daapdmsμ==×=d'''4050''DEBDdeDElbdBDl===并使得e'点2''''debc⊥作e'2''0.0556.22.81(/)Eaapemsμ==×=4)求α222222''0.0518.07.32(/)0.123tCBaBCBCancradsllμα×====顺时针2α22,BCDEaaaaα→→→题3-11解在图示的机构中，已知lAE=70mm，lAB=40mm，lEF=60mm，lDE=35mm，lCD=75mm，lBC=50mm，原动件以等角速度ω1=10rad/s回转。试以图解法求在φ1=50°时点C的速度vC和加速度aC。[解]（1）取μι作机构运动简图；0.001lmmmμ=sin50sinEFAEllAFE=∠BACD2341ω1E1ϕF651170sinsin50sinsin5063.360AEEFlAFEl−−⎛⎞⎛⎞∠===⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠1805063.366.7AEF∠=−−=sin66.7sin66.76071.9()sin66.7sin50sin50sin50AFEFAFEFllllmm=⇒==×=题3-11解(续)[解]（1）取μι作机构运动简图；（2）速度分析BACD2341ω1E1ϕF6515,BFFDCvvvvv→→→1)求vB和vF11100.040.4(/)BABvlmsω==×=2)求vF5(=vF4)45151FFFFFvvvv==+方向：⊥FE⊥AF∥AF大小：?√?/0.04vmsmmμ=取作速度图11100.0720.72(/)F