《机械原理》第八版课后习题答案

1、第2章机构的结构分析（P29）2-12:图a所示为一小型压力机。图上，齿轮1与偏心轮1为同一构件，绕固定轴心O连续转动。在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C轴上下摆动。同时，又通过偏心轮1、连杆2、滑杆3使C轴上下移动。最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。解:分析机构的组成:此机构由偏心轮1（与齿轮1固结）、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。偏心轮1与机架9、连杆2与滑杆3、滑杆3与摆杆4、摆杆4与滚子6、齿轮5与机架9、滑块7与冲头8均组成转动副，滑杆3与机架9、

2、摆杆4与滑块7、冲头8与机架9均组成移动副，齿轮1与齿轮5、凸轮（槽）5与滚子6组成高副。故解法一：n二7p二9p=2lhF=3n一2p一p=3x7一2x9一2=1lh解法二：n=8p=10p=2局部自由度lhF=1F=3n一(2p+p一p)F=3x8一2x10一2一1=1lh（P30）2-17:试计算如图所示各机构的自由度。图a、d为齿轮-连杆组合机构；图b为凸轮-连杆组合机构（图中在D处为铰接在一起的两个滑块）；图c为一精压机机构。并问在图d所示机构中，齿轮3与5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同？为什么？lhF=3n一2p-p=3x5一2x6一2=1lhF=3n一2p一p

3、=3x5一2x6一2=1lhc)n=5p=7p=0lh齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约束，故应为单侧接触）将提供1个约束。齿条7与齿轮5的啮合为高副(因中心距未被约束，故应为双侧接触)将提供2个约束。第3章平面机构的运动分析(P50)3-8：在图示的凸轮机构中，已知凸抡1以等角速度=10rads转动，凸轮为一偏心圆，其半径R=25mm,l=15mm,l=50mm,9=90，试用图解法求构件2的角速ABAD1度与角加速度a。22解：1)高副低代，以选定比例尺,绘制机构运动简图。(图3-8)2)速度分析：图3-6(b)乙4=Ni=3/的=10X0,015=0,15mjS取B4、B2

4、为重合点速度方程：vB2=VB4+VB2B4速度多边形如图3-8(b)v=rpb=0.005x23.5=0.1175肌B2V2.-Sv=卩bb=0.005x32=0.16B2B4V42msv3=B22l卩pbv2l0.11750.00125x4转向逆时针BDBDCa24B2A3113）加速度分析：图3-8（c）P图3-8an+at=a+aK+arB2B2B4B2B4B2B4an=an=321=102x0.015=1.5ms2B4B11AB-an=321=2.292x0.00125x41=0.269m,；s2B22BDak=23v=2x2.29x0.16=0.732m；s2B2B42B2B4at

5、卩bba=B2=-222l卩BDBDl0.04x120.00125x41转向顺时针。(P51)3-11：试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置,并给出连杆上E点的速度方向。(E点的速度方向:找到固连E点构件的绝对瞬心位置，连接该绝对瞬心和E点，过E点做垂线即是E点的速度方向)4B3C212a)COB24/I1234/3b)A2PBooPm臥3c)14c3P2d)(P51)3-15：在图所示的牛头刨床机构中，h=800mm,h,=360mm,h2=120mm,l=200mm,12AB1=960mm,1=160mm,设曲柄以等角速度_=5rad/s逆时针方向回转，试用图解法求机CDDE1构在产1

6、35。位置时，刨头上点C的速度v。1C、-1_0.12_门门门1加/、一一解：选定比例尺，卩1-才B-0,001/mm绘制机构运动简图。如图(a)解法一：速度分析：先确定构件3的绝对瞬心P36，利用瞬心多边形，如图(b)由构件3、5、6组成的三角形中，瞬心P36、P35、P56必在一条直线上，由构件3、4、6组成的三角形中，瞬心P36、P34、P46也必在一条直线上，二直线的交点即为绝对瞬心P36o速度方程Vb3二Vb2+VB3B2=20=0.05Ymmvv=315x0.2=1m.：s3方向垂直AB。B2B11ABVB3的方向垂直BG(BP36),VB3B2的方向平行BDo速度多边形如图3-9

7、(c)解法二：确定构件3的绝对瞬心P36后，再确定有关瞬心P16、P12、P23、P13、P15，利用瞬心多边形，如图3-9(d)由构件1、2、3组成的三角形中，瞬心P12、P23、P13必在一条直线上，由构件1、3、6组成的三角形中，瞬心P36、P16、P13也必在一条直线上，二直线的交点即为瞬心P13。利用瞬心多边形，如图3-9(e)由构件1、3、5组成的三角形中，瞬心P15、P13、P35必在一条直线上，由构件1、5、6组成的三角形中，瞬心P56、P16、P15也必在一条直线上，二直线的交点即为瞬心P15o如图3-9(a)P15为构件1、5的瞬时等速重合点v=v=3AP|H=1.24m/

8、CP1515，-s第8章连杆机构及其设计(P160)8-7：8-6in图，己知a=240mm,b=600inm,c=400inmTdSOOinm,问：1)取杆4作机架时，是否有曲柄存在？2)能否选不同杆为机架得到双曲柄机构、双摇杆机构？3)若応叽三杆的长度不变，取杆4为机架.要获得曲柄揺杆机构，d的取值范围应为何值？2)I为机架，得到双曲柄机构3为机架，得到双摇杆机构3)若4为最短杆，则不可能成为曲柄摇杆机构，(1240故不可能短杆*即4245还须满足杆长条件=rf/T+Z-r=240-4-600-400=440若4为最长杆，则+rfrfb+c-fl=600+400240=760结论：440(

9、l760/fiJH第9章凸轮机构及其设计（P190）9-7：试标出题96a图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90后推杆的位移；并标出题96b图推杆从图示位置升高位移s时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。解如图（a）所示，用直线连接圆盘凸轮圆心A和滚子中心B,则直线AB与推杆导路之间所夹的锐角为图示位置时凸轮机构的压力角。以A为圆心，AB为半径作圆，得凸轮的理论廓线圆。连接A与凸轮的转动中心0并延长，交于凸轮的理论廓线于C点。以0为圆心.以0C为半径作圆得凸轮的基圆。以0为圆心,以0点到推杆导路的距离0D为半径作圆得推杆的偏距圆；。延长推杆导路线交基圆于G-点，以直线连接0G。过0

10、点作0G的垂线，交基圆于E点。过E点在偏距圆的下侧作切线.切点为H点.交理论廓线于F点，则线段EF的长即为凸轮从图示位置转过90后推杆的位移s。方法同前，在图（b）中分别作出凸轮的理论廓线、基圆、推杆的偏距圆。延长推杆导路线交基圆于G点，以直线连接0G。以0为圆心，以滚子中心升高s后滚子的转动中心K到0点的距离0K为半径作圆弧，交理论廓线于F点。过F点作偏距圆的切线，交基圆于E点，切点为H。则ZGOE为推杆从图示位置升高位移s时-凸轮的转角，ZAFH为此时凸轮机构的压力角。(a)(b)(P190)9-13：一摆动滚子推杆盘形凸轮机构(参看图923)，已知lOA=60mmr0=25mm，1AB=

11、5Omm,rr=8mm。凸轮顺时针方向等速转动，要求当凸轮转过180时，推杆以余弦加速度运动向上摆动25；转过一周中的其余角度时，推杆以正弦加速度运动摆回到原位置。试以作图法设计凸轮的工作廓线。解推杆在推程及回程段运动规律的位移方程为(1) 推程：s=O1-cos(n5/50)/20W6W180(2) 回程：s=O1-(6/6)十sin(2n6/6、)/(2n)o6180计算各分点的位移值如表：00总转角/j24025527028530031533034E位移/mm20.1116r5?12,5&43心892.210,72(L0根据表作图如图所示第11章齿轮系及其设计11-16如图所示为两个不同

12、结构的锥齿轮周转轮系，已知z1=20，z2=24，z2，=30z3=40,n1=200r/min,n3=-100r/min。求nH等于多少？(a).n-nzz24x40iH=H=1.6解：13n-nzz20x303H12iHn3-n1n二-43二1.6x(100)-200/(1.6-1)=-600r/minhiH-113(b)解：n-niH二H13n-n3Hzz24x40cc23zz20x3012Q1n二化二二-1.6x(-100)-200/(-1.6-1)=15.385r/minhiH-113如图斤飞所K为两个不同结枸的锥沓轮周转轮系，已知矶2ft.z-:=24,；=30,sj=40,nF二200i/min,=-E00r/min,求两轮系