武汉科技大学机械原理习题参考.doc

机 械 原 理习题2-2 图2-38所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1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。 解答：原机构自由度F=3(3- 2 (4-1 = 0，不合理 ， 改为以下几种结构均可： 2-3 图2-39所示为一小型压力机，其中，1为滚子；2为摆杆；3为滑块；4为滑杆；5为齿轮及凸轮；6为连杆；7为齿轮及偏心轮；8为机架；9为压头。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。 解答：n=7; Pl=9; Ph=2，F=3(7-2 (9-2 = 1 2-6 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 n=7; Pl=9; Ph=2，F=3(7-2 (9-2 =1 L处存在局部自由度，D处存在虚约束 b) n=5; Pl=6; Ph=2，F=3(5-2 (6-2 =1 E、B处存在局部自由度，F、C处存在虚约束 2-7 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 解答：a) n=4; Pl=5; Ph=1，F=3(4-2 (5-1=1 A处存在复合铰链 b) n=6; Pl=7; Ph=3，F=3(6-2 (7-3=1 B、C、D处存在复合铰链 2-8 试计算图2-44所示刹车机构的自由度。并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。 解答：① 当未刹车时，F=3(6-2 (8=2 ② 在刹车瞬时，F=3(5-2(7=1，此时构件EFG和车轮接触成为一体，位置保持不变，可看作为机架。 ③ 完全刹死以后，F=3(4-2(6=0，此时构件EFG、HIJ和车轮接触成为一体，位置保持不变，可看作为机架。 2-9 先计算图2-45～图2-50所示平面机构的自由度。再将其中的高副化为低副，确定机构所含杆组的数目和级别，以及机构的级别。机构中的原动件用圆弧箭头表示。 解答：a) n=7; Pl=10; Ph=0，F=3(7-2 (10 = 1 C、E处存在复合铰链 由3个Ⅱ级组n=7; Pl=10; Ph=0，F=3(7-2 (10 = 1 由3个Ⅱ级组Ⅱ级 c) n=3; Pl=3; Ph=2，F=3(3 -2 (3-2 = 1 D处存在局部自由度，由2个Ⅱ级组Ⅱ级n=4; Pl=5; Ph=1，F=3(4 -2 (5-1 = 1 由1个Ⅲ级组Ⅲ级 e) n=6; Pl=8; Ph=1，F=3(6 -2 (8-1 = 1 B处存在局部自由度，G、G处存在虚约束, 由1个Ⅱ级杆组加上1个Ⅲ级杆组构成的Ⅲ级机构。 n=9; Pl=12; Ph=2，F=3(9 -2 (12-2 = 1 C处存在局部自由度，I处存在复合铰链, 由5个Ⅱ级级 ＋ ＋ ＋ ＋ 第三章 平面机构的运动分析3-1 如图3-20所示曲柄滑块机构中若已知a，b，e，当给定后，试导出滑块位移s和连杆转角的表达式。 由 得到 或写成 3-2 如图3-20，若已知，设经计算得到：，s=149.81mm，请导出和的表达式，并求出其数值。 ， 得： 3-12 如图3-30所示，曲柄摆动导杆机构中各杆长，已知，构件1以等角速度绕A顺时针方向转动，求此时及角速度比。 ，其中2式除以1式可得 故得： 求导得 上式中对2式用旋转坐标系法，按逆时针方向旋转角得： 所以， 又 求导得 或写成如下等价形式： 求导得 解得：VDx=-0.4*(-20)*sin(60*pi/180)-0.25*(-8.5244)*sin((63.6705-120)*pi/180)= 2.2264m/s VDy=0.4*(-20)*cos(60*pi/180)+0.25*(-8.5244)*cos((63.6705-120)*pi/180)= - 8.1097 m/s 合成可得：VD=sqrt(2.2264^2+8.1097^2)＝8.4098 m/s ， ( VD＝-74.6485° 由余弦定理：，得 由，得： 3-15 如图3-33所示为采煤康拜因的钻探机构。已知,,构件2绕构件1上的B点以等角速度逆时针方向转动， 求C、D两点的速度及加速度。求C、D两点的速度 （2）求C、D两点的加速度 由上面2式可得： 840*ε