机械原理第二版课后答案朱理

1、PAGE PAGE 47机械原理作业第一章 结构分析作业1.2 解： F = 3n2PLPH = 33241= 0 该机构不能运动，修改方案如下图：1.2 解： （a）F = 3n2PLPH = 34251= 1 A点为复合铰链。（b）F = 3n2PLPH = 35262= 1 B、E两点为局部自由度, F、C两点各有一处为虚约束。（c）F = 3n2PLPH = 35270= 1 FIJKLM为虚约束。1.3 解： F = 3n2PLPH = 372100= 1 1）以构件2为原动件，则结构由87、65、43三个级杆组组成，故机构为级机构(图a)。2）以构件4为原动件，则结构由87、65、

2、23三个级杆组组成，故机构为级机构(图b)。3）以构件8为原动件，则结构由2345一个级杆组和67一个级杆组组成，故机构为级机构(图c)。 (a) (b) (c)第二章 运动分析作业2.1 解：机构的瞬心如图所示。 2.2 解：取作机构位置图如下图所示。1.求D点的速度VD而 ，所以 2. 求1 3. 求2 因 ，所以4. 求C点的速度VC2.3 解：取作机构位置图如下图a所示。1. 求B2点的速度VB2 VB2 =1LAB =1030= 300 mm/s2.求B3点的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？ 方向 BC AB BC取作速度多边形如下图b所示，由图量得：

3、，所以 由图a量得：BC=123 mm , 则 3. 求D点和E点的速度VD 、VE利用速度影像在速度多边形，过p点作CE，过b3点作BE，得到e点；过e点作pb3，得到d点 , 由图量得：，所以 ，； 4. 求35. 求 6. 求 aB3 aB3n aB3t aB2 aB3B2k aB3B2 大小 32LBC ？ 12LAB 23VB3B2 ？ 方向 BC BC BA BC BC 取作速度多边形如上图c所示，由图量得： ，,所以 7. 求 8. 求D点和E点的加速度aD 、aE利用加速度影像在加速度多边形，作, 即，得到e点；过e点作，得到d点 , 由图量得：，所以 ， 。2.7 解：取作机

4、构位置图如下图a所示。一、用相对运动图解法进行分析1. 求B2点的速度VB2 VB2 =1LAB =200.1 = 2 m/s2.求B3点的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？方向 水平 AB BD取作速度多边形如下图b所示，由图量得： ，所以 而VD= VB3= 1 m/s 3.求 4. 求 a B3 aB2n a B3B2 大小 ？ 12LAB ？ 方向 水平 BA BD取作速度多边形如上图c所示，由图量得： ，所以 。二、用解析法进行分析第三章 动力分析作业3.1 解： 根据相对运动方向分别画出滑块1、2所受全反力的方向如图a所示，图b中三角形、分别为滑块2、1

5、的力多边形，根据滑块2的力多边形得： ，由滑块1的力多边形得： ， 而 所以 3.2 解：取作机构运动简图，机构受力如图a)所示；取作机构力多边形，得： ，3.2 解：机构受力如图a)所示由图b)中力多边形可得： 所以 3.3 解：机构受力如图所示由图可得：对于构件3而言则：，故可求得 对于构件2而言则：对于构件1而言则：，故可求得 3.7 解： 1. 根据相对运动方向分别画出滑块1所受全反力的方向如图a所示，图b为滑块1的力多边形，正行程时Fd为驱动力，则根据滑块1的力多边形得： ，则夹紧力为：2. 反行程时取负值，为驱动力，而为阻力，故 ，而理想驱动力为：所以其反行程效率为：当要求其自锁时

6、则，故 ，所以自锁条件为：3.10 解：1.机组串联部分效率为： 2. 机组并联部分效率为： 3. 机组总效率为： 4. 电动机的功率 输出功率：电动机的功率：第四章 平面连杆机构作业4.1 解： 1. d为最大，则 故 d为中间，则 故 所以d的取值范围为：2. d为最大，则 故 d为中间，则 故 d为最小，则 故 d为三杆之和，则 所以d的取值范围为：和3. d为最小，则 故 4.3 解：机构运动简图如图所示，其为曲柄滑块机构。4.5 解： 1. 作机构运动简图如图所示；由图量得：， ，所以 ， 行程速比系数为：2. 因为 所以当取杆1为机架时，机构演化为双曲柄机构，C、D两个转动副是摆转

7、副。3. 当取杆3为机架时，机构演化为双摇杆机构，A、B两个转动副是周转副。4.7 解：1. 取作机构运动简图如图所示；由图量得：，故行程速比系数为：由图量得：行程：2. 由图量得：，故3. 若当，则K= 1 ，无急回特性。4.11 解：1.取，设计四杆机构如图所示。2.由图中量得：， ，。4.16 解：1.取，设计四杆机构如图所示。2.由图中量得：， 。3.图中ABC为的位置，由图中量得，图中AB”C” 为的位置，由图中量得。4.滑块为原动件时机构的死点位置为AB1C1和AB2C2两个。4.18 解：1.计算极位夹角：2.取，设计四杆机构如图所示。3.该题有两组解，分别为AB1C1D和AB2

8、C2D由图中量得： ， ；， 。第五章 凸轮机构作业5.1 解：图中(c)图的作法是正确的，(a) 的作法其错误在于从动件在反转过程的位置应该与凸轮的转向相反,图中CB为正确位置；(b) 的作法其错误在于从动件在反转过程的位置应该与起始从动件的位置方位一致，图中CB为正确位置；(d) 的作法其错误在于从动件的位移不应该在凸轮的径向线上量取，图中CB为正确位置。 5.4 解：如图所示。5.5 解： 凸轮的理论轮廓曲线、偏距圆、基圆如图所示；最大行程h =bc=20mm、推程角、回程角； 凸轮机构不会发生运动失真，因为凸轮理论轮廓曲线为一圆。5.7 解：所设计的凸轮机构如图所示。5.13 解： 1

9、) 理论轮廓为一圆，其半径R=50mm； 2) 凸轮基圆半径； 3) 从动件升程h = 50mm； 4) 推程中最大压力角 5) 若把滚子半径改为15 mm，从动件的运动没有变化，因为从动件的运动规律与滚子半径无关。第六章 齿轮机构作业6.1 解： 1） 2），查表得 6.2 解：1. ， 2. 取则，6.4 解： 6.5 解： 1），； 2） 3） 4） 5) , 6.9 解：1. 2. 3. 4. 6.12 解：1. 齿轮1、2和齿轮3、4的传动中心距分别为： 根据其中心距，选齿轮3、4为标准齿轮传动，而齿轮1、2为正变位传动。实际中心距取为a50 mm，此方案为最佳。因为，齿轮3、4的中

10、心距较大，选其为标准传动，使该设计、加工简单，互换性好，同时也避免了齿轮1、2采用负变位传动不利的情况。齿轮l、2采用正传动，一方面可避免齿轮发生根切，如齿轮 z11517，故必须采用正变位；另一方面齿轮的弯曲强度及接触强度都有所提高。2. 齿轮1、2改为斜齿轮传动时，由题意要求：两轮齿数不变，模数不变，即，m nm2 mm ，其中心距为则 ， 3. 4. 对于斜齿轮来说不发生根切的最少齿数为： 而 所以该齿轮不会发生根切。6.14 解：1. , 2. , 6.15 解：各个蜗轮的转动方向如图所示。6.17 解： 1. , ,对于圆锥齿轮不发生根切的最少齿数为： ，当 则会发生根切，而 ，故会

11、发生根切。 2. 则 而 ，故不会发生根切。第七章 齿轮系作业7.2 解：齿条的移动方向如图所示，其轮系传动比为： 则齿轮5的转速为：又齿轮5分度圆直径为： 所以齿条的移动速度为： 7.3 解：1. 其轮系传动比为：则齿轮4的转速（即转筒5的转速）为：所以重物的移动速度为： 2. 电动机的转向如图所示。7.6 解：1. 该轮系为复合轮系，由齿轮1、2、2、3、H组成一个周转轮系，由齿轮1、2、2、4、H另组成一个周转轮系。2. 周转轮系1、2、2、3、H的传动比为： 则 故 所以与转向相同 3. 周转轮系1、2、2、4、H的传动比为： 则 ， 故所以与转向相同 7.8 解：1. 该轮系为复合轮

12、系，由齿轮1、2、3、H组成周转轮系，由齿轮3、4、5组成定轴轮系。 2. 周转轮系的传动比为： 故 定轴轮系的传动比为：故 3. 因此 所以 7.13 解：1. 该轮系为复合轮系，由齿轮3、4、5、H组成周转轮系，由齿轮1、2、2、3组成一个定轴轮系，由齿轮5、6组成另一个定轴轮系。 2. 周转轮系的传动比为： 故 ，则定轴轮系1、2、2、3的传动比为：故 定轴轮系5、6的传动比为：故 3. 而 ，所以 因此与转向相反。第八章 其他常用机构作业8.5 解： 第九章 机械的平衡作业9.3 解：盘形转子的平衡方程为： 则 取 ，画向量多边形， 由向量多边形量得ae=55 mm , ， 所以 则

13、解析法计算：9.4 解：1. 将质量、向平面和平面进行分解：2.在平面内有、，故其平衡方程为： 则 取 ，画向量多边形图a)，由向量多边形a)量得ad=40 mm , ， 所以 则 3.在平面内有、，故其平衡方程为： 则 取 ，画向量多边形图b)，由向量多边形量b)得ad=39 mm , ， 所以 则 解析法计算：1. 在平面内 则 2. 在平面内则 附录资料：不需要的可以自行删除 流体机械原理课后解答p41习题一：一、为了满足一个规划中的企业用电高峰的需要，拟在有利地形处建一座具有一台泵及一台水轮机的抽水蓄能电站，该企业每天对电能的需要为：14h为P1=8MW；10h为P2=40MW。假定该

14、企业可以从电网中获得的电功率Pv是常数，已知：水轮机的总效率，泵的总效率，压力管道的损失，电站的静水头。为简单计，假定和为常数，其它损失忽略不计。假定该装置中水的总量为常数（上游无来水，下游不放水，并忽略蒸发泄漏），试求：必需的值。泵与水轮机的工作参数，。上游及下游水池的最小容积V。解：从电网中获得的电能不足时，用水轮机发电补充；从电网中获得的电能有多余时，用于泵去抽水蓄能。MWm3/s， m3/s对水轮机：m3/s；， MW，MW，对于泵：m3/s；，MW，MWVm3二、水轮机效率实验时在某一导叶开度下测得下列数据：蜗壳进口处压力表读数Pa，压力表中心高程m，压力表所在钢管直径m，电站下游水

15、位m，流量m/s，发电机功率kW，发电机效率，试求水轮机效率及机组效率。解：，；而，=0，=0m水轮机的效率机组效率三、某泵装置中，进口管直径mm，其上真空表读数Pa（500mmHg），出口管路直径mm，其上压力表读数MPa，压力表位置比真空表高1m，输送介质为矿物油，其密度kg/m3，泵的流量为m3/s，试求泵的扬程。解：泵的扬程某泵装置中，进出口管直径相同cm，进口真空表读数mmHg，出口管路上压力表读数kgf/cm2，压力表位置比真空表高1m，输送介质为矿物油，其密度kg/m3，泵的流量为 L/s，试求泵的扬程。答案：四、一台送风机的全压为1.96kPa，风量为40m3/min，效率为5

16、0，试求其轴功率。Wp103习题二四、轴流转浆式水轮机某一圆柱流面=2m，n=150r/min，在某一流量下=4m/s。试求：a)当叶片转到使=10时，作出口速度三角形。此时转轮出口水流的动能是多少？其中相对于的部分又是多少？b)为了获得法向出口，应转动叶片使为多少？此时出口动能又为多少？c)设尾水管回能系数=0.85，且假定尾水管只能回收相应于的动能，则上面两种情况下出口动能损失各为多少？a)m/sm/sm/smmb)mc)回收的能量：损失的能量： 或五、在进行一台离心泵的能量平衡实验时，测得下列数据：轴功率P=15kW；流量=0.013m3/s；扬程H=80m；转速n=2900r/min；

17、叶轮密封环泄漏量=0.0007m3/s；圆盘摩擦功率=1.9kW；轴承与填料摩擦功率=0.2kW；另外给定了泵的几何尺寸：轮直径=0.25m；出口宽度=6mm；叶片出口角=23。试求：a)泵的总效率及水力、容积和机械效率。b)叶轮出口速度三角形。（不计叶片厚度，=0）c)滑移系数、反作用度a)b) m/sm/sc)或p103习题四四、一台泵的吸入口径为200mm，流量为=77.8L/s，样本给定=5.6m，吸入管路损失=0.5m。试求：1）在标准状态下抽送常温清水时的值。2）如此泵在拉萨（=64922.34Pa）使用，从开敞的容器中抽吸80温水，其值又为多少？（注：80清水的=47367.81Pa，