中国石油大学(华东)《机械设计基础习题解》

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1、《机械设计基础》习题集1.1如图1.1-1所示为一简易冲床设计方案，试绘制其运动简图，分析其是否具有确定的运动。如不具有确定的运动，请给出使其有确定相对运动的改进方案。解：该设计方案的机构运动简图如图1.1-2所示。由于其自由度FnP3P2332410LH，该设计方案不具有确定的运动。为使机构的自由度增加，可改一个低副为高副，也可引入一个构件和一个低副。图1.1-3~5为几种改进方案（修改之处可移至他处出现，从而获得新的改进方案）。图1.1-1图1.1-2图1.1-3图1.1-4图1.1-5友情提示：折线表示的弹簧起到保证构件3与凸轮接触的作用，不涉及运动副。1.

2、2请绘制图示平面机构的运动简图，并计算自由度，确定主动件。图1.2-(a)图1.2-(b)FnP3P233241（a）LH，主动件为1FnP3P235271（b）LH，主动件为1FnP3P233241（c）LH，主动件为1FnP3P233241（d）LH，主动件为2作业独立完成-1-答案只作参考《机械设计基础》习题集图1.2-(c)图1.2-(d)1.3请计算图示各机构的自由度。友情提示：（a）存在局部自由度；（b）存在一高副、中间杆非虚约束；（c）注意焊接符号；（d）存在齿轮高副。1.4请计算图示各机构的自由度。友情

3、提示：（a）存在局部自由度和两个高副；（b）注意焊接符号和复合铰链；（c）曲柄滑块机构＋杆组、虚约束较多；（d）（e）（f）存在复合铰链。1.5请计算图示各机构的自由度。友情提示：（a）A处存在复合铰链；（b）B、C、D处存在复合铰链。2.1试求各机构在图示位置的全部瞬心位置。友情提示：根据活动构件数画瞬心圆，然后采用观察法确定相邻构件之间的瞬心，最后采用三心定理确定不相邻构件之间的瞬心。图2.12.2在图示的齿轮-连杆组合机构当中，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比。友情提示：两齿轮啮合时节圆做纯滚动；用三心定理按以下顺序P26（借助于1、3构件）、P13（借助于2、6构件）、P

4、34（借助于1、5构件）。作业独立完成-2-答案只作参考《机械设计基础》习题集图2.22.3在图示的四杆机构当中，已知lmm60、lmm90、ll120mm、ABCDADBC10rads/，请用瞬心法求：（1）当＝165度时，点C的速度；（2）在构件3的BC2vC线或其延长线上，速度最小的点E（位置及速度大小）；（3）当为0时，的值（两解）。AB解：（1）采用瞬心法，找出P13，则ABPB，vPCPC；2313C313213PB13AB（2）过P13作BC的垂线，则垂足E为待求的点，vPEPE；E313213PBv013（3）当AB与BC共线

5、时，P13在C点，C。在ACD当中，三条边可以分别为60、90、120，也可以是180、90、120。因此，可以为222601209011arccosarccos，也可以为260120162221801209043arccos。arccos218012072图2.32.4如图所示冲床机构，已知各构件的长度lAB0.1m、lBC0.4m、120lCD0.125m、lCE0.54m、h0.35m、10rad/s、30，请分别用3411图解法和解析法求滑块5在图示位置的速度和加速度。解：（1）图解法：aCBnnvvCBvCB

6、aaCCaCaBaCBaCB222大小33ll11l??22大小33ll33lll1122??22方向CDBACB方向CDCDBACBCB作业独立完成-3-答案只作参考《机械设计基础》习题集aECvvvnECECaaECaECaEC2大小??已知44l大小?已知44ll44？方向已知EC方向//已知ECEC（2）解析法：以A为原点、以水平向右为x轴正方向建立坐标系。D点坐标为：lsinlsinlsinb112233lcoslcoslcosh112233求导可得体2、体3的角速度和角加速度

7、。E点坐标为：yblsinlsinE3344xhlcoslcoshE3344求导可得体5的速度和加速度。2.5如图所示机构，已知构件1作匀速转动，角速度为，请对机构在图示位置进行1速度和加速度分析。（提示：在两构件的重合点存在牵连运动的角速度时，根据牵连运动与相对运动的合成原理，应以随牵连坐标运动点的运动参数表示相对于牵连坐标运动点的运动参数；存在两个未知数的矢量方程可采用图解法求解）解：（a）aBAvvvBABAaaaaaann