机械原理习题 (2).doc

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1、第二章机构的结构分析2-1填充题及简答题1）平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1。2）平面机构中若引入一高副将带入1个约束，而引入一个低副将带入2个约束。3）机构具有确定运动的条件是什么？答：机构的自由度大于零且自由度数等于原动件数4）何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？答：复合铰链：在同一点形成两个以上的转动副，这一点为复合铰链局部自由度：某构件的局部运动对输出构件的运动没有影响，这个局部运动的自由度叫局部自由度虚约束：起不到真正的约束作用所引起的虚的、假的5）杆组具有什么特点?如何确定机构的级别？选择不同的原动件对机构级别有无影响？答：杆组是自由度为

2、零、不可再拆的运动链。机构的级别是所含杆组的最高级别。选择不同的原动件使得机构中所含杆组发生变化，可能会导致机构的级别发生变化。2-2．计算下图机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度，虚约束等情况时必须一一指出，图中BC、ED、FG分别平行且相等。要使机构有确定运动，请在图上标出原动件。2-2答案：B点为复合铰链，滚子绕B点的转动为局部自由度，ED及其两个转动副引入虚约束，I、J两个移动副中只能算一个F=3n-（2Pl+Ph-P¢）-F¢=3´8-（2´11+1-1）-1=1根据机构具有确定运动的条件，自由度数等于原动件数，故给凸轮为原动件。2-3题图2-

3、3所示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，以AB为原动件分析组成此机构的基本杆组。又如在该机构中改选EF为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同，机构的级别怎样？3*7-(2*10+0-0)-0=1题图2-32-3答案：Ｆ＝３×７－２×１０＝１．　注意其中的Ｃ、F、Ｄ、Ｈ点并不是复合铰链。以ＡＢ为原动件时：　　此时，机构由三个Ⅱ级基本杆组与原动件、机架构成，机构的级别为二级。以ＥＦ为原动件时：机构由１个Ⅱ级基本杆组，１个Ⅲ级基本杆组和机架组成。机构的级别为三级。显然，取不同构件为原动件，机构中所含的杆组发生了变化，此题中，机构的级别也发生了变化。

4、图32-4图示为一机构的初拟设计方案。试分析：（1）其设计是否合理，为什么？F=3*4-(2*5+1-0)-1=0（2）若此方案不合理，请修改并用简图表示。2-4答案：（1）不合理。因为自由度F=3´4-（2´5+1-0）-1=0，机构不能运动。（2）增加一个构件，使其自由度为1。2-5．虚约束对运动不起真正的约束作用，那么机构中为什么要引入虚约束？2-5答案：虚约束对运动虽不起真正的约束作用，但是考虑机构的受力均衡，避免运动不确定，增加传递的功率等设计时要加入虚约束。第三章平面机构的运动分析3－1．试求题图3－1所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置．题图3

5、－13-1答案：瞬心P12在A点瞬心P23、P24均在B点瞬心P34在C点P14、P13均在垂直导路的无穷远处瞬心P23、P13均在B点瞬心P14、P24均在D点3－2．在题图3－2所示的齿轮连杆机构中，三个圆轮互作纯滚，试用相对瞬心Ｐ13来求轮１和轮３的速度比．图3－23-2答案：此题关键是找到相对瞬心Ｐ13．3－3．在题图3－3所示凸轮机构中，已知r＝５０mm，lOA=22mm，lAC=８0mm，φ1＝900，凸轮Ｉ以角速度ω1＝１０rad／s逆时针方向转动．试用瞬心法求从动件２的角速度ω2．图3－33-3答案：找到１，２构件的相对瞬心Ｐ12即有：ω1×

6、＝ω2×……①现在的关键是求出的值。设为x，则＝(222＋x2)1/2＝５０＋(222＋x2)1/2，＝80＋x△　P12AO∽△　P12BC则有：x／［５０＋(222＋x2)1/2］＝(222＋x2)1/2/(80＋x)求解出x＝37.4由①式可得：ω2＝ω1×／＝4.675rad/s,逆时针3－4．在题图3－４所示机构中，已知角速度ω1，试作出该机构的速度多边形图及加速度多边形图的草图，并指出Ｆ点的速度和加速度。图3－43-4答案：①先列出其速度向量方程式。可求解速度及构件的角速度。＝＋大小：？　ω1lAB　？方向：沿AC⊥AB⊥BC用影像法根据B、C两

7、点的速度求构件2上D点的速度VD2，VD2等于VD4，VD5=VD4+VD5D4大小：？　　√　？方向：^DE　√　∥ED可据影像法由VD5和ＶE求F点的速度ＶF，（也可由ＶD5求得ω5，ＶF=ω5×LEF）②列出其加速度向量方程式。可求解角加速度、加速度。3—5．判断题1．速度瞬心的绝对速度一定为零。2．只要两个构件组成移动副，这两个构件间一定存在哥氏加速度。3．加速度影像只能用来求得同一构件上某点的加速度。3-5答案：1（错）、2（错）、3（对）3-6说明进行机构运动的分析有哪些方法，简述各自的特点和应用。3-6答案：进行机构运动分析有解析法、瞬心法、相

8、对运动图解法等。解析法是借助于解析式求解，（借助计算