吉林大学机械原理课后题答案xiti4
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机械原理_吉林大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.锥齿轮的不根切最少齿数比斜齿轮不根切最少齿数大。
()参考答案:错误2.直齿圆锥齿轮的传动比与分度圆锥角有关。
()参考答案:正确3.机械原理的研究对象是机器和()。
参考答案:机构4.盖房子用的吊车是机器。
参考答案:正确5.抓举工件的机械手是机构。
参考答案:错误6.构件的定义是()。
参考答案:运动的最小单元7.原动件的自由度F=()。
参考答案:18.计算机构自由度时,PL代表()。
参考答案:低副总数9.复合铰链回转副的数目m为()。
参考答案:构件数减110.渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度等于实际啮合线段与()的比值。
参考答案:基圆周节11.渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时,其啮合角恒等于齿轮()的压力角。
参考答案:分度圆12.一对标准渐开线直齿圆柱齿轮要正确啮合,其()必须相等。
参考答案:模数13.渐开线上基圆的压力角为()。
参考答案:0°14.机构处于死点位置时,压力角与传动角分别为()。
参考答案:a=90°,g=0°;15.铰链四杆机构中,取最短杆对边为机架时得到双摇杆机构。
( )参考答案:正确16.铰链四杆机构中,取最短杆为机架时得到双曲柄机构。
( )参考答案:错误17.在连杆机构中,希望传动角越小越好,压力角越大越好。
( )参考答案:错误18.单销外槽轮机构槽轮的运动时间总是大于静止时间。
()参考答案:错误19.渐开线斜齿圆柱齿轮的当量齿数zv总是大于其实际齿数z。
()参考答案:正确20.判定机构是否能动的条件是()。
参考答案:F>021.机构是由原动件和从动件系统组成的。
参考答案:错误22.用飞轮调节周期性速度波动,可使机械系统达到匀速运转。
()参考答案:错误23.等效动力学模型中的等效质量是根据机械中瞬时动能相等的原则求出的。
()参考答案:正确24.只有两构件重合点的加速度分析才有哥氏加速度。
习题解答第一章绪论1-1 答:1 )机构是实现传递机械运动和动力的构件组合体。
如齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构等。
2 )机器是在组成它的实物间进行确定的相对运动时,完成能量转换或做功的多件实物的组合体。
如电动机、内燃机、起重机、汽车等。
3 )机械是机器和机构的总称。
4 )a. 同一台机器可由一个或多个机构组成。
b. 同一个机构可以派生出多种性能、用途、外型完全不同的机器。
c. 机构可以独立存在并加以应用。
1-2 答:机构和机器,二者都是人为的实物组合体,各实物之间都具有确定的相对运动。
但后者可以实现能量的转换而前者不具备此作用。
1-3 答:1 )机构的分析:包括结构分析、运动分析、动力学分析。
2 )机构的综合:包括常用机构设计、传动系统设计。
1-4 略习题解答第二章平面机构的机构分析2-1 ~2-5 (答案略)2-6(a) 自由度F=1 (b) 自由度F=1(c) 自由度F=12-7题2 -7 图F =3 × 7 -2 × 9 -2 =12 -8a) n =7 =10 =0 F =3×7-2×10 =1b) B 局部自由度n =3 =3 =2 F=3×3 -2×3-2=1c) B 、D 局部自由度n =3 =3 =2 F=3×3 -2×3-2 =1d) D( 或C) 处为虚约束n =3 =4 F=3×3 -2×4=1e) n =5 =7 F=3×5-2×7=1f) A 、B 、C 、E 复合铰链n =7 =10 F =3×7-2×10 =1g) A 处为复合铰链n =10 =14 F =3×10 -2×14=2h) B 局部自由度n =8 =11 =1 F =3×8-2×11-1 =1i) B 、J 虚约束C 处局部自由度n =6 =8 =1 F =3×6 -2×8-1=1j) BB' 处虚约束A 、C 、D 复合铰链n =7 =10 F =3×7-2×10=1 k) C 、D 处复合铰链n=5 =6 =2F =3×5-2×6-2 =1l) n =8 =11 F =3×8-2×11 =2m) B 局部自由度I 虚约束4 杆和DG 虚约束n =6 =8 =1 F =3×6-2×8-1 =12-9a) n =3 =4 =1 F =3 × 3 -2 × 8 -1 =0 不能动。
机械原理课后全部习题答案目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征?机器通常由哪三部分组成?各部分的功能是什么?2)、机器与机构有什么异同点?3)、什么叫构件?什么叫零件?什么叫通用零件和专用零件?试各举二个实例。
4)、设计机器时应满足哪些基本要求?试选取一台机器,分析设计时应满足的基本要求。
2、填空题1)、机器或机构,都是由组合而成的。
2)、机器或机构的之间,具有确定的相对运动。
3)、机器可以用来人的劳动,完成有用的。
4)、组成机构、并且相互间能作的物体,叫做构件。
5)、从运动的角度看,机构的主要功用在于运动或运动的形式。
6)、构件是机器的单元。
零件是机器的单元。
7)、机器的工作部分须完成机器的动作,且处于整个传动的。
8)、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。
9)、构件之间具有的相对运动,并能完成的机械功或实现能量转换的的组合,叫机器。
3、判断题1)、构件都是可动的。
()2)、机器的传动部分都是机构。
()3)、互相之间能作相对运动的物件是构件。
()4)、只从运动方面讲,机构是具有确定相对运动构件的组合。
()5)、机构的作用,只是传递或转换运动的形式。
()6)、机器是构件之间具有确定的相对运动,并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。
()7)、机构中的主动件和被动件,都是构件。
()2 填空题答案1)、构件2)、构件3)、代替机械功4)、相对运动5)、传递转换6)、运动制造7)、预定终端8)、中间环节9)、确定有用构件3判断题答案1)、√2)、√3)、√4)、√5)、×6)、√7)、√第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。
机械原理课后习题答案1. 两个质量分别为m1和m2的物体,它们分别靠在光滑水平面上的两个弹簧上,两个弹簧的弹性系数分别为k1和k2。
求当两个物体分别受到的外力分别为F1和F2时,两个物体的加速度分别是多少?答,根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
根据这个公式,可以得出两个物体的加速度分别为a1=F1/m1,a2=F2/m2。
2. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,物体的加速度是多少?答,同样根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
根据这个公式,可以得出物体的加速度为a=F/m。
3. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,弹簧的位移是多少?答,根据胡克定律,弹簧的位移与受到的外力成正比,即F=kx,其中x为弹簧的位移。
解出x=F/k,即弹簧的位移与外力成反比。
4. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,弹簧的振动周期是多少?答,根据弹簧的振动周期公式T=2π√(m/k),可以得出弹簧的振动周期与物体的质量和弹簧的弹性系数有关,与受到的外力无关。
5. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,弹簧的振幅是多少?答,根据弹簧振动的公式x=Acos(ωt+φ),可以得出弹簧的振幅与受到的外力无关,只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。
求当物体受到外力F时,弹簧的振动频率是多少?答,根据弹簧振动的公式f=1/2π√(k/m),可以得出弹簧的振动频率与受到的外力无关,只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。
7. 一个半径为r的圆盘,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当圆盘受到外力F时,圆盘的加速度是多少?答,根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
第四章课后习题4—12图示为一曲柄滑块机构的三个位置,F为作用在活塞上的力转动副A及B上所画的小圆为摩擦圆,试决定在此三个位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向(构件重量及惯性力略去不计)。
解:上图中构件2受压力。
因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐减小,故相对角速度ω21沿顺时针方向,又因2受压力,故FR12应切于摩擦圆的下方;在转动副B处,2、3之间的夹角∠OBA在逐渐增大,相对角速度ω23也沿顺时针方向,故FR32应切于摩擦圆的上方。
R32解:上图构件2依然受压力。
因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB逐渐减小,故相对角速度ω21沿顺时针方向,又因2受压力,故F R12应切于摩擦圆的下方;在转动副B处,2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小,故相对角速度ω23沿逆时针方向,F R32应切于摩擦圆的下方。
解:上图构件2受拉力。
因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐增大,故相对角速度ω21沿顺时针方向,又因2受拉力,故FR12应切于摩擦圆的上方;在转动副B处,2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小,故相对角速度ω23沿顺时针方向,FR32应切于摩擦圆的下方。
4-13 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构,凸轮1沿逆时针方向回转,F为作用在推杆2上的外载荷,试确定凸轮1及机架3作用给推杆2的总反力FR12及FR32方位(不考虑构件的重量及惯性力,解:经受力分析,FR12的方向如上图所示。
在FR12的作用下,2相对于3顺时针转动,故FR32应切于摩擦圆的左侧。
补充题1 如图所示,楔块机构中,已知γ=β=60°,Q =1000N 格接触面摩擦系数f =0.15,如Q 为有效阻力,试求所需的驱动力F 。
解:对机构进行受力分析,并作出力三角形如图。
对楔块1,R 21R310F F F ++=由正弦定理有21sin(602sin(90R F F ϕϕ+-=))o o ① 对楔块2,同理有R12R320Q F F ++=sin(90sin(602ϕϕ+-=))o o ②sin(602sin(602F Q ϕϕ+=⋅-))o o且有2112R R F F = ,8.53arctgf ϕ==o ③联立以上三式,求解得F =1430.65N2 如图示斜面机构,已知:f (滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数)、λ(滑块1的倾斜角)、Q (工作阻力,沿水平方向),设不计两滑块质量,试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F 。
《机械原理》课后习题答案第2章(P27)2-2 计算下列机构的自由度,如遇有复合铰链、局部自由度、虚约束等加以说明。
(a)n=3,p l=3 F=3*3-2*3=3(b)n=3,p l=3,p h=2 F=3*3-2*3-2=1 (B处有局部自由度)(c)n=7,p l=10 F=3*7-2*10=1(d)n=4,p l=4,p h=2 F=3*4-2*4-2=2 (A处有复合铰链)(e)n=3,p l=4 F=3*3-2*4=1 (A或D处有虚约束)(f)n=3,p l=4 F=3*3-2*4=1 (构件4和转动副E、F引入虚约束)(g)n=3,p l=5 F=(3-1)*3-(2-1)*5=1 (有公共约束)(h)n=9,p l=12,p h=2 F=3*9-2*12-2=1 (M处有复合铰链,C处有局部自由度)2-3 计算下列机构的自由度,拆杆组并确定机构的级别。
(a)n=5,p l=7 F=3*5-2*7=1由于组成该机构的基本杆组的最高级别为Ⅱ级杆组,故此机构为Ⅱ级机构。
(b)n=5,p l=7 F=3*5-2*7=1此机构为Ⅱ级机构。
(c)n=5,p l=7 F=3*5-2*7=1拆分时只须将主动件拆下,其它构件组成一个Ⅲ级杆组,故此机构为Ⅲ级机构。
2-4 验算下列运动链的运动是否确定,并提出具有确定运动的修改方案。
(a)n=3,p l=4,p h=1 F=3*3-2*4-1=0 该运动链不能运动。
修改方案如下图所示:(b)n=4,p l=6 F=3*4-2*6=0 该运动链不能运动。
修改方案如下图所示:或第3章(P42)3-2 下列机构中,已知机构尺寸,求在图示位置时的所有瞬心。
(a)(b)(c)(a) v3=v P13=ω1P14P13μl3-6 在图示齿轮连杆机构中,三个圆互作纯滚,试利用相对瞬心P13来讨论轮1与轮3的传动比i13。
第5章(P80)5-2 一铰接四杆机构(2)机构的两极限位置如下图:(3)传动角最大和最小位置如下图:5-3题略解:若使其成为曲柄摇杆机构,则最短杆必为连架杆,即a 为最短杆。
机械原理课后全部习题解答文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]《机械原理》习题解答机械工程学院目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么2)、机器与机构有什么异同点3)、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。
4)、设计机器时应满足哪些基本要求试选取一台机器,分析设计时应满足的基本要求。
2、填空题1)、机器或机构,都是由组合而成的。
2)、机器或机构的之间,具有确定的相对运动。
3)、机器可以用来人的劳动,完成有用的。
4)、组成机构、并且相互间能作的物体,叫做构件。
5)、从运动的角度看,机构的主要功用在于运动或运动的形式。
6)、构件是机器的单元。
零件是机器的单元。
7)、机器的工作部分须完成机器的动作,且处于整个传动的。
8)、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。
9)、构件之间具有的相对运动,并能完成的机械功或实现能量转换的的组合,叫机器。
3、判断题1)、构件都是可动的。
()2)、机器的传动部分都是机构。
()3)、互相之间能作相对运动的物件是构件。
()4)、只从运动方面讲,机构是具有确定相对运动构件的组合。
()5)、机构的作用,只是传递或转换运动的形式。
()6)、机器是构件之间具有确定的相对运动,并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。
()7)、机构中的主动件和被动件,都是构件。
()2 填空题答案1)、构件 2)、构件 3)、代替机械功 4)、相对运动 5)、传递转换6)、运动制造 7)、预定终端 8)、中间环节 9)、确定有用构件3判断题答案1)、√ 2)、√ 3)、√ 4)、√ 5)、× 6)、√ 7)、√第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。
机械原理课后习题答案(顺序有点乱,不过不影响)第2章2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?答:参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?答:机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况,可进行运动分析,而且也可用来进行动力分析。
2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?答:参考教材12~13页。
2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。
2-5 在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项?答:参考教材15~17页。
2-6 在图2-20所示的机构中,在铰链C、B、D处,被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的,那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用,所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别?答:参考教材18~19页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么?答:参考教材20~21页。
2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置),试画出其机构运动简图,并计算其自由度。
1)折叠桌或折叠椅;2)酒瓶软木塞开盖器;3)衣柜上的弹簧合页;4)可调臂台灯机构;5)剥线钳;6)磁带式录放音机功能键操纵机构;7)洗衣机定时器机构;8)轿车挡风玻璃雨刷机构;9)公共汽车自动开闭门机构;10)挖掘机机械臂机构;…。
2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图,并计算其自由度。
2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是:动力由齿轮j输入,使轴A连续回转;而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的。
机械原理课后习题答案1. 机械原理是机械工程专业的重要基础课程,通过学习机械原理,可以帮助我们更好地理解和应用机械知识。
下面是一些机械原理课后习题的答案,希望对大家的学习有所帮助。
2. 习题一,已知一个力为200N的物体沿水平方向移动了5m,求所做的功。
答案,功的计算公式为W=Fs,其中W为功,F为力,s为位移。
根据题目,力F为200N,位移s为5m,代入公式计算得W=200N5m=1000J。
所做的功为1000焦耳。
习题二,一个质量为2kg的物体,受到一个力为10N的水平拉力,求物体的加速度。
答案,根据牛顿第二定律F=ma,其中F为力,m为质量,a为加速度。
代入题目数据,10N=2kga,解得a=5m/s²。
物体的加速度为5米每秒平方。
习题三,一个质量为5kg的物体,从静止开始受到一个力为20N的水平拉力,求物体移动2秒后的速度。
答案,根据牛顿第二定律F=ma和速度公式v=at,首先求加速度a=20N/5kg=4m/s²,然后代入速度公式v=4m/s²2s=8m/s。
物体移动2秒后的速度为8米每秒。
3. 通过以上习题的答案,我们可以看到机械原理课程中涉及到了力、功、加速度等重要概念的计算和应用。
这些知识对于我们理解和分析机械运动、设计机械系统等具有重要意义。
希望大家在学习机械原理课程时,能够认真对待课后习题,加强对知识点的理解和掌握,为将来的学习和工作打下坚实的基础。
4. 总之,机械原理课后习题的答案是我们学习和掌握知识的重要参考,希望大家在学习过程中能够认真对待,勤加练习,提高自己的理论水平和实际能力。
祝大家学习进步,取得优异成绩!。
2-8解:(1)取μ= m/mml作机构位置图如(a)图(2)求v、ω、列矢量方程式取μ,作速度(b)图v(3)求a、α列矢量方程式作加速度(c)图题5-8解αa1=arccos(rb/ra1)=arccos[(z1cosα)/(z1+2ha*)] =31°46′O1 α PN2B2N1αa2=26°14′10″B1P=B1N1-N1PB1 PbⅠ=mz1/2·cosα(tgαa1- tgα′)=11.39mm B2P=12.72mm B1B2=24.11mm 作用弧CD=B1B2cosα′=25.66mm 作用角 ϕ 1 =CD/r1′=25.66/47.5=30°58 ′αⅡO2εα=B1B2/Pb=1.63题5-12解N 1 N 2 = 2 N 1 P = 2r sin α N 1 N 2 2r sin α ∴ tgα a = = = 2tgα = 0.7279 O1 N 1 r cos α 3′ α a = 36° 9″ rb r cos α z cos α 又 cos α a = = = * ra r + ha z + 2ha* 2ha cos α ∴z = = 12.323 cos α − cos α aO1 α ra rb (B2) αa P rb ra αa α O2 N1(B1) N2∴不根切,z最少为13题5-13解h m − xm = MN* aMN = PN sinα = OPsin2 α mz 2 = sin α 2* az 2 x = h − sin α 2x=1-35/2 sin 20° =-1.0471 or x=(17-35)/17=-1.05882题5-15解解题思路: 1.设计题,主要确定尺寸 r 、ra、r f 、rb 2.变位齿轮传动设计步骤:由 a 、 a ′、 α → α ′ → x Σ → x 1、 x 2 ← x min ← 据 z = 12 z Σ、 α 、 α ′ → y 、 x Σ → ∆ y 计算: r 、 ra、 r f 、 rb 3 .验证 s a < 0 .2 m 、 ε α ≥ 1题5-15解1.选择传动类型 2. 求 α ′和 x Σα ′ = arccos(m a = ( z1 + z 2 ) = 120mm < a ′ 2a cos α ) = 29 ° 5 0 ′ 2 8 ′′ a′x∑( z 1 + z 2 )( inv α ′ − inv α ) = = 1 . 2505 2 tg α17 − 12 z1 = z2 = 12 < 17,∴ x1.2 > = 0.2941 17 ∴ x1 = x2 = x∑ / 2 = 1.2505/ 2 = 0.62533.分配 x 1 和 x 24.求y和∆y y = (a ′ − a ) / m = (130 − 120) / 10 = 1; ∆y = x ∑ − y = 0.2505 mz 1.2 = 60mm 5.r1.2 = 2 * ra 1.2 = r1.2 + ( ha + x1.2 − ∆y )m = 73.75mm* r f 1.2 = r1.2 − ( ha + c * − x1.2 )m = 53.75mmmz 1.2 rb1.2 = cos α = 56.38mm 2 6.验算sa 和ε α ′23 s = (π / 2 + 2 x1.2 tgα )m = 20.26mm ;α a 1.2 = arccos(rb1.2 / ra 1.2 ) = 40°8 ″ sa 1.2 = s ra 1.2 − 2ra 1.2 ( invα a 1.2 − invα ) r1.2 73.75 − 2 × 73.75(0.142715 − 0.014904) = 6.05mm > 0.2m 60= 20.26 ×题5-15解1 [ z1 ( tgα a 1 − tgα ′ ) + z 2 ( tgα a 2 − tgα ′ )] εα = 2π 1 = z1 ( tgα a 1 − tgα ′ ) = 1.03π题5-16解 用等变位修复,小正变位;大负变位* * ∆d a 2 = d 2 + 2( ha + x 2 )m − ( d 2 + 2ha m ) = 2 x 2 m则 x 2 = ∆d a 2 / 2m = −1 而 x1 = − x 2 = 1d 1 = 96mm ; d 2 = 384mm ; d a 1 = 112mm ; d a 2 = 384mm ; d f 1 = 94mm ; d f 2 = 366mm ; d b1 = 90.21mm ; d b 2 = 360.84mm ; a ′ = a = 240mm .验算sa 和ε α d b1 α a 1 = arccos( ) = 36°21′; d a1α a 2 = 20° sa 1 = πm / 2 • d a 1 / d 1 − d a 1 ( invα a 1 − invα )= 1.02mm > 0.2m sa 2 ↑ 不验算 1 εα = [ z1 ( tgα a 1 − tgα ) + z 2 ( tgα a 2 − tgα )] 2π = 1.42mn (1 ) a ′ = a 12 = ( z3 + z4 ) 34 2 cos β ∴ cos β = 0 . 79412 , β = 37 ° 25 ′ 41 ″ m n z3 ( 2 )d 3 = m t z 3 = = 45 .33 mm ; d 4 = m t z 4 = 90 .67 mm ; cos β* d f 3 = d 3 − 2 ( han + c * ) m = 40 .33 mm ; d f 4 = 85 .67 mm ; * d a 3 = d 3 + 2 han m = 49 .33 mm ; d a 4 = 94 .67 mm tg α t = tg α n / cos β = 0 .4583 ; α t′ = α t = 24 ° 37 ′ 25 ″题5-20解d b 3 = d 3 cos α t = 41 .21 mm ; d b 4 = 82 . 42 mmα at 3 = arccos( d b 3 / d a 3 ) = 33 ° 20 ′ 35 ″; α at 4 = 29 ° 28 ′ 16 ″ εγ = εα + ε β= 3 . 118 1 = [ z 3 ( tg α at 3 − tg α t ) + z 4 ( tg α at 4 − tg α t )] 2π。
机械原理课后题答案1. 列举并解释一下机械原理中的三大支配因素。
- 动力:指施加在机构元件上的力或力矩,用来驱动机构执行运动或产生工作效果。
- 运动:指机构元件相对运动的方式、路径和速度。
- 连结:指机构元件之间的连接方式,包括直接和间接连接两种形式。
2. 解释一下机械原理中的三大运动副类型。
- 滑动副:两个机构元件之间只能沿着一条确定的直线运动,如推拉杆、滑块等。
- 旋转副:两个机构元件之间只能绕一条确定的轴线旋转运动,如轴承、齿轮等。
- 滚动副:两个机构元件之间存在滚动运动,如滚子轴承、滚珠丝杠等。
3. 什么是机械原理中的受力分析方法?受力分析方法是指通过分析机构元件之间的力和力矩关系,找出各个元件的受力情况,以解决机构设计和运动性能分析的方法。
常用的受力分析方法包括力平衡法、力矩平衡法、虚功原理等。
4. 什么是力平衡法?力平衡法是一种受力分析方法,通过分析机构元件之间的力平衡关系,得到各个元件所受力的大小和方向。
它基于牛顿第一定律,即所有物体受力之和为零,可用来解决机构中受力平衡问题,确定力的大小和方向。
5. 解释一下力矩平衡法。
力矩平衡法是一种受力分析方法,通过分析机构元件之间的力矩平衡关系,得到各个元件所受力的大小和方向。
在机械原理中,力矩平衡法常被用于解决转动副运动问题,根据力矩平衡条件,求解未知力矩和力矩的方向。
6. 什么是虚功原理?虚功原理是一种受力分析方法,通过分析机构元件之间的虚功平衡关系,得到各个元件所受力的大小和方向。
虚功原理是基于功率平衡的原理,即虚功平衡原理,在机械原理中常用于分析运动副的受力情况和功率传递效率。
7. 介绍一下机械原理中的摩擦现象。
摩擦是指两个物体相对运动时由接触面之间的相互作用力导致的阻碍运动的力。
在机械运动中,正常情况下不可避免地存在摩擦力,摩擦力会导致机械能的损失、能量的消耗和部件的磨损。
因此在机械原理中需要对摩擦进行充分的考虑和分析。
选择填空:〔1〕当机构的原动件数量小于或大于其自由度数时,该机构将〔A.有;B. 没有;C.B 〕确立运动。
不必定;〔2〕在机构中,某些不影响机构运动传达的重复局部所带入的拘束为〔A.虚拘束;B. 局部自由度;C.〔3〕机构拥有确立运动的条件是〔 B 〕。
A 〕。
复合铰链;机构自由度数小于原动件数;机构自由度数大于原动件数;机构自由度数等于原动件数;〔4〕用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有〔 B 〕个自由度。
3;4;5;6;5〕杆组是自由度等于〔A〕的运动链。
0;1;原动件数。
6〕平面运动副所供给的拘束为〔D〕。
;2;3;1或2;〔7〕某机构为Ⅲ级机构,那么该机构应知足的必需充足条件是〔 D 〕。
含有一个原动件组;原动件;起码含有一个Ⅱ级杆组;起码含有一个Ⅲ级杆组;8〕机构中只有一个〔D〕。
闭式运动链;原动件;从动件;机架。
〔9〕拥有确立运动的差动轮系中其原动件数量〔 C 〕。
A. 起码应有2个;B. 最多有2个;C. 只有2个;D.不受限制。
〔10〕在加快度多边形中,连结极点至任一点的矢量,代表构件上相应点的两点间矢量,那么代表构件上相应两点间的______加快度。
A.法向; 切向B. 绝对;相对 C. 法向;相对 D. 合成;〔11〕在速度多边形中,极点代表该构件上_____A_为零的点。
切向____B__加快度;而其他随意A.绝对速度B.加快度C.相对速度D. 哥氏加快度〔12〕机械出现自锁是因为〔 A 〕。
机械效率小于零;驱动力太小;阻力太大;拘束反力太大;13〕当四杆机构处于死点地点时,机构的压力角_B_。
为00;为900;与构件尺寸相关;14〕四杆机构的急回特征是针对主动件_D_而言的。
等速运动;等速挪动;变速转动或变速挪动;15〕关于双摇杆机构,最短构件与最长构件之和_H_大于其他两构件长度之和。
必定;不必定;必定不;〔16〕当铰链四杆机构的最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他的两杆长之和,此时,当取与最短杆向邻的构件为机架时,机构为_K_;当取最短杆为机架时,机构为_L_;当取最短杆的对边杆为机架,机构为_J_。
习 题4.1 如图所示,已知四杆机构各构件的长度为a=240mm ,b=600mm ,c=400mm ,d=500mm 。
问:1)当取构件4为机架时,是否有曲柄存在?2)各构件长度不变,解:1)根据曲柄存在条件“最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和”a+b=240+600=840 c+d =400+500=900∵840<900且固定最短杆的邻边为机架,∴机构有曲柄存在。
2)若各构件长度不变,根据推论,可以获得双曲柄c 时,可获得双摇杆机构。
4.2 图示铰链四杆机构中,已知l BC =50mm 、l CD =35mm 、l AD =30mm ,AD 为机架。
问:1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB 为曲柄,求l AB 的最大值。
2)若此机构为双曲柄机构,求l AB 的最小值。
3)若此机构为双摇杆机构,求l AB 的取值范围。
解:1)设l AB 为最短杆,l BC 为最长杆 l AB + l BC ≤l CD + l AD∴l AB ≤l CD + l AD - l BC =35+30-50=15 mm ,题4.2图题 4.1图Cl ABmax=15mm2)设l AD为最短杆,l AB为最长杆l AD + l AB ≤l BC + l CD∴l AB ≤l BC + l CD-l AD =50+35-30=55 mm设l AD为最短杆,l BC为最长杆l AD + l BC ≤l AB + l CD∴l AB ≥l AD+ l BC-l CD=30+50-35=45 mm∴若此机构为双曲柄机构,l AB的取值范围为:45 mm≤l AB≤55 mm;l ABmin=45 mm。
2)设l AB为最短杆,l BC为最长杆l AB + l BC >l CD + l AD;∴l AB >l CD + l AD-l BC=35+30-50=15 mm。
设l AD为最短杆,l AB为最长杆l AD + l AB >l BC + l CD;∴l AB >l BC + l CD-l AD =50+35-30=55 mm 设l AD为最短杆,l BC为最长杆l AD + l BC >l AB + l CD;∴l AB <l AD+ l BC-l CD=30+50-35=45 mm∴若此机构为双摇杆机构,l AB的取值范围为:1 5 mm <l AB<45 mm;55 mm <l AB≤115 mm。
4.3图示为一偏置曲柄滑块机构,试求:1)构件AB又如何?2)在图示机构以曲柄为主动件时,其传动角在何处最大?何处最小?解:1)根据曲柄存在条件l AB +(e+ l CD)≤l BC + l CD∴l AB ≤l BC -e若e=0, l AB为曲柄的条件为: l AB ≤l BC。
2)根据传动角的概念,其最大、最小处如下图示:在机构的AB’C’ 和AB”C”处传动角最大,γmax=90o;在机构的AB’”C”’处传动角最小, γmin=90o-arcsin((l AB+e)/ l BC)。
max4.4如图所示为加热炉炉门的启闭机构。
点B、C为炉门上的两铰链中心。
炉门打开后成水平位置时,要求炉门的热面朝下。
固定铰链中心应位于yy线上,其相互位置的尺寸如图所示。
试设计此铰链四杆机构。
1C 1D 即为机构的第一位置。
4.5在图示铰链四杆机构ABCD 中,连杆BC 上P 点三位置P 1 、P 2 和P 3位于一铅垂线上。
已知曲柄长l AB =150mm ,机架l 解法确定铰链C 点位置及构件BC 和CD解:此题是已知连杆上一条标定线的三 个位置的设计问题,其图解设计如下。
取B 2P 2为假想的机架,AD 为假想的 连杆,刚化机构的一位置和三位置,求假 想连杆其他位置。
AB 2C 2D 即为机构的第二位置。
题 4.4图 B 124.6 设计一铰链四杆机构,如图所示。
已知摇杆的行程速比系数k=1,机架长l AD =120mm ,曲柄长l AB =20mm ,且当曲柄AB 运动到与连杆拉直共线时,曲柄位置AB 2与机架的夹角ϕ1=45 011’24.7 图示为机床变速箱操纵滑动齿轮的操纵机构。
已知滑动齿轮行程h=60mml AD =150mm ,l DE =100mm l CD =60mm 其相互位置如图所示,当滑动齿轮在行程解:取μl ,由E 2 点位置找到C 2点,刚化机构的第二位置,使△AF 2C 2≌△AF 1C 2’,连接C 1C 2’,做C 1C 2’的垂直平分线题 4.7图1’所以:l AB =AB 1μl ,l BC =B 1C 1μl 。
4.8 试设计如图所示的六杆机构。
该机构当原动件自铅垂位置顺时针转过ϕ12= 60 0 时,构件3顺时针转过ψ12= 45 0 恰为水平位置。
此时滑块6自E 1移到E 2 S 12=20mm解:取μl ,先考虑四杆机构DCE ,刚化机构的第二位置,此机构的第二位置重合为一直线DE 2,将DE 2线逆时针转45o ,这时E 2到达E 2’,连接E 1E 2’,做E 1E 2’的垂直平分线e 12’,e 12’线与再考虑四杆机构ABDC ,在AB 位置线上任找一F 点, 刚化机构的第二位置,使 △AF 2C 2≌△AF 1C 2’,连接C 1B 题4.8图C 1C 2’,做C 1C 2’的垂直平 分线c 12’,c 12’线与AF 1线 的交点便是B 1点。
所以:l AB =AB 1μl ,l BC =B 1C 1μl , l DC =DC 1μl , l CE =C 1E 1μl 。
4.9 如图所示,现欲设计一铰链四杆机构,已知摇杆CD 的长l CD =75mm ,行程速比系数k=1.5,机架AD 的长度l AD =100mm ,摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为ψ= 45 0。
解:取μl ,根据k=1.5,得θ=36O 。
用图解法见下面的作图。
黑线是一组解,红线是另一组解。
D题4.9图C4.10试设计一曲柄滑块机构,已知滑块的行程速比系数k=1.5,滑块的冲程H=50mm,偏距e=20mm。
并求其最大压力角αmax=?解:取μl,根据k=1.5,得θ=36O。
用图解法见下面的作图。
4.11已知一曲柄摇杆机构,行程速比系数k=1.2,摇杆长l CD=300mm,摇杆的摆角ψ=35ο,曲柄长l AB=80mm。
求连杆l BC和机架l CD的长度,并验算最小传动角γmin 是否在允许的范围内?解:取μl,根据k=1.2,得θ=16.364O。
用图解法见下面的作图。
其中l C2E=2l AB,C2E连线与A点轨迹圆的交点即是A点。
4.12图示为一已知的曲柄摇杆机构,现要求用一连杆将摇杆CD和滑块F联接起来,使摇杆的三个已知位置C1D、C2D、C3D和滑块的三个位置F1、F2、F3相对应。
试确定连杆l EF的长度及其与摇杆上活动铰链E的位置。
C2解:取 l,考虑右侧的摇杆滑块机构。
将摇杆DC2的位置看作假想的“机架”,将机构的1与2位置刚化,使△DC1 F1≌△DC2 F1’,△DC3 F3≌△DC2 F3’,连接F 2F 1’,做F 2F 1’的垂直平分线f 1’2,连接F 2F 3’,做F 2F 3’的垂直平分线f 23’,f 1’2 与f 23’线的交点便是E 2点。
所以:l EF =E 2F 2μl ,l DE =DE 2μl 。
4.13 如图所示,要求四杆机构两连架杆的三对对应位置分别为:α1 = 35 0 , ϕ1 = 50 0 ; α2杆机构。
其机架l AD题4.13图1解:根据解析方程:ADAB 2BC 2AB 2CD 2AD 2AD CD 1AB CD 02i 1i 0i l l 2l l l l P l l P l l P 321i P cos P cos P cos )(,,),,()(-++=-===+-+=αϕϕα 将α1、α2、α3、ϕ1、ϕ2、ϕ3代入上述方程得:⎪⎩⎪⎨⎧+-+=+-+=+-+=2o o 1o0o 2o o 1o0o 2o o 1o 0o P 125105cosP 105cos P 125cos P 8075cosP 75cos P 80cos P 3550cos P 50cos P 35cos )()()( 解上述方程得:P 0=1.583,P 1= -1.288,P 2=1.045。
∴各杆长为:l AB =65.1mm ,l BC =101.84mm ,l CD =103.04mm ,取:l AB =65mm ,l BC =102mm ,l CD =103mm 。
4.14 图示为一牛头刨床的主传动机构,已知l AB =75mm , l DE =100mm ,行程速比系数k=2 ,刨头5的行程H=300mm ,要求在整个行程中,推动刨头5有较小的压力角,试设计此机构(即求l CD =? h=? )。
解:取μl ,根据k=2,得θ=60O 。
图解如下。
根据题意刨头应在整个行程中有minmaxα,所以,E 点的水平线(即导路线)应在D 点的铅垂位置和两极限位置在铅垂位置差值的一半的水平线上。
所以,h=280mm ,l CD =300mm 。