《桂电机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(只有第二、三章)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桂电机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(只有第二、三章)（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八版第八版 西工大教研室编第第 2 章章 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 57 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 1213 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 1517 页。
2、 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 1819 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 2021 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
3、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。试绘出其机构运动简图(各尺寸由
4、图上量取)，分析是否能实现设计意图，并提出修改 方案。1)取比例尺绘制机构运动简图2)分析是否能实现设计意图解： 3 32 4 10f 不合理 0f ，可改为2-12 图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构，试绘制其机构示意简图并计算自由度。解： 3 82 102 11f 2-16 试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度 （a）解： 3 42 5 11f A 为复合铰链 （b）解：（1） 图示机构在 D 处的结构与图 2-1 所示者一致，经分析知该机构共有 7 个活动构件， 8 个低副(注意移动副 F 与 F ，E 与 E均只算作一个移动副)，2 个高副；因有两个滚子 2、4，所以有两个局部自由度，没
5、有虚约束，故机构的自由度为F=3n- (2pl+ph- p)- F=37- (28+2-0)- 2=1 （2）如将 D 处结构改为如图 b 所示形式，即仅由两个移动副组成。注意，此时在该处 将带来一个虚约束。因为构件 3、6 和构件 5、6 均组成移动副，均要限制构件 6 在图纸平面 内转动，这两者是重复的，故其中有一个为虚约束。经分析知这时机构的活动构件数为 6， 低副数为 7，高副数和局部自由度数均为 2，虚约束数为 1，故机构的自由度为F=3n- (2pl+ph- p)- F =36- (27+2-1)- 2=1 上述两种结构的机构虽然自由度均为一，但在性能上却各有千秋：前者的结构较复杂
6、，但没 有虚约束，在运动中不易产生卡涩现象；后者则相反，由于有一个虚约束，假如不能保证在 运动过程中构件 3、5 始终垂直，在运动中就会出现卡涩甚至卡死现象，故其对制造精度要 求较高。 （c）解：(1) n=11, p1=17, ph=0, p=2p1+ph-3n=2, F=0F=3n-(2p1+ph-p)-F=311-(217+0-2)-0=1 (2) 去掉虚约束后 F=3n-(2pl+ph) =35-(27+0) =1（d）A、B、C 处为复合铰链。自由度为：F=3n-(2p1+ph-p)-F=36-(27+3)-0=1齿轮 3、5 和齿条 7 与齿轮 5 的啮合高副所提供的约束数目不同，
7、因为齿轮 3、5 处只有一个 高副，而齿条 7 与齿轮 5 在齿的两侧面均保持接触，故为两个高副。2-13 图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。其偏心轮 1 绕固定轴心 A 转动，与外环 2 固连在 一起的滑阀 3 在可绕固定轴心 C 转动的圆柱 4 中滑动。当偏心轮按图示方向连续回转时可 将设备中的空气吸入，并将空气从阀 5 中排出，从而形成真空。(1)试绘制其机构运动简图； (2)计算其自由度。解 (1)取比例尺作机构运动简图如图所示。(2) F=3n-(2p1+ph-p)-F=34-(24+0-0)-1=12-14 图示是为高位截肢的人所设汁的一种假肢膝关节机构。该机构能保持人行走的稳定性。
8、 若以胫骨 1 为机架，试绘制其机构运动简图和计一算其自由度，并作出大腿弯曲时的机构运 动简图。 解 把胫骨 l 相对固定作为机架假肢膝关节机构的机构运动简图如图 所示, 大腿弯曲 90。时的机构运动简图，如图中虚线所示。其自由度为： F=3n-(2pl+ph-p)-F=35-(27+0-0)-0=12-15 试绘制图 n 所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图(以手掌 8 作为相对 固定的机架)，井计算自由度。 （1)取比倒尺肌作机构运动简图 （2)计算自由度解： 3 72 101f 2-18 图示为一刹车机构。刹车时，操作杆 j 向右拉，通过构件 2、3、4、5、6 使两闸瓦刹住 车轮
9、。试计算机构的自由度，并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。(注；车轮不属 于刹车机构中的构件。 （1)未刹车时，刹车机构的自由度2)闸瓦 G、J 之一剃紧车轮时刹车机构的自由度 3)闸瓦 G、J 同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度解： 1 3 62 82f 2 3 52 71f 3 3 42 61f 2-23 图示为一内然机的机构运动简图，试计算自由度 t 并分析组成此机构的基本杆组。如在 该机构中改选 EG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。解： 3 72 101f 2-21图示为一收放式折叠支架机构。该支架中的件 1 和 5 分别用木螺钉连接于固定 台板 1和括动台板
10、 5上两者在 D 处铰接，使活动台板能相对于固定台极转动。又通 过件 1，2，3，4 组成的铰链四杆机构及连杆 3 上 E 点处的销子与件 5 上的连杆曲线槽组 成的销槽连接使活动台板实现收放动作。在图示位置时，虽在活动台板上放有较重的重 物活动台板也不会自动收起，必须沿箭头方向推动件 2，使铰链 B，D 重合时活动台 板才可收起(如图中双点划线所示)。现已知机构尺寸 lAB=lAD=90 mm；lBC=lCD=25 mm，其 余尺寸见图。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。解：机械运动简图如下：F=3n-(2p1+pb-p)-F=35-(26+1-0)-1=1第 3 章 31 何谓速度瞬
11、心?相对瞬心与绝对瞬心有何异同点? 答：参考教材 3031 页。 32 何谓三心定理?何种情况下的瞬心需用三心定理来确定? 答：参考教材 31 页。 3-3 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号 P， ，直接标注在图上) (a)(b)答：答：（10 分） (d)（10 分） 3-4 标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心，并用瞬心法求齿轮 1 与齿轮 3 的传动比 1/3。答：1)瞬新的数目： K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=152)为求 1/3需求 3 个瞬心 P16、P36、P13的位置（2 分）3） 1/3= P36P13/P16P13=DK/AK 由构件 1、3 在
12、 K 点的速度方向相同，可知 3与 1同向。3-6 在图示的四杆机构中，LAB=60mm，LCD=90mm,LAD=LBC=120mm, 2=10rad/s,试用瞬心法 求：1)当 =165时，点的速度 vc；2)当 =165时，构件 3 的 BC 线上速度最小的一点 E 的位置及速度的大小；3)当 VC=0 时， 角之值(有两个解)。解：1）以选定的比例尺 机械运动简图（图 b） 2）求 vc 定出瞬心 p12 的位置（图 b） 因 p13为构件 3 的绝对瞬心，则有 3=vB/lBp13=2lAB/l.Bp13=100.06/0.00378=2.56(rad/s) vc=c p133=0.
13、003522.56=0.4(m/s)3)定出构件 3 的 BC 线上速度最小的点 E 的位置,因 BC 线上速度最小的点必与 p13 点的距离 最近，故丛 p13 引 BC 线的垂线交于点 E，由图可得vE=l.p13E3=0.00346.52.56=0.357(m/s)4)定出 vc=0 时机构的两个位置（图 c）量出 1=26.42=226.6（3 分）（3 分）3-8 机构中，设已知构件的尺寸及点 B 的速度 vB(即速度矢量 pb)，试作出 各机构在图示位置时的速度多边形。答：（10 分） （b）答：答：311 速度多边形和加速度多边彤有哪些特性?试标出图中的方向。答 速度多边形和加速
14、度多边形特性参见下图，各速度方向在图中用箭头标出。3-12 在图示的机构中，设已知构件的尺寸及原动件 1 的角速度 1 (顺时针)，试用图解法求 机构在图示位置时 C 点的速度和加速度。 (a)答： （1 分）（1 分） Vc3=VB+VC3B=VC2+VC3C2 （2 分）aC3=aB+anC3B+atC3B=aC2+akC3C2+arC3C2 （3 分）VC2=0 aC2=0 （2 分）VC3B=0 3=0 akC3C2=0 （3 分） (b)答：（2 分）（2 分）VC2=VB+VC2B=VC3+Vc2C3 （2 分）3=2=0 （1 分）aB+anC2B+atC2B=aC3+akC2C
15、3+arC2C3 （3 分） (c)答： （2 分） VB3=VB2+VB3B2 （2 分） VC=VB3+VCB3 （2 分）（1 分） a n B3+a t B3=aB2+akB3B2+arB3B2 （3 分）3- 13 试判断在图示的两机构中B 点足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度为零? 怍出相应的机构位置图。并思考下列问题。 (1)什么条件下存在氏加速度? (2)根椐上一条请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否已全部找出。 (3)图 (a)中，akB2B3=22vB2B3对吗?为什么。解 1)图 (a)存在哥氏加速度，图 (b)不存在。(2)由于 akB2B3=22vB2B3故 3，vB2B3中只要有一项为零，则哥氏加速度为零。图 (a) 中 B 点到达最高和最低点时构件 1，34 重合，此时 vB2B3=0，当构件 1 与构件 3 相互垂 直即_f=；点到达最左及最右位置时 2=3=0故在此四个位置无哥氏加速度。图 (b)中 无论在什么位置都有 2=3=0，故该机构在任何位置哥矢加速度都为零。(3)对。因为 32。 3-14 在图示的摇块机构中，已知 lA
