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1、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，pl=3 F=3*3-2*3=3 （b）n=3，pl=3，ph=2 F=3*3-2*3-2=1 （B处有局部自由度）（c）n=7，pl=10 F=3*7-2*10=1 （d）n=4，pl=4，ph=2 F=3*4-2*4-2=2 （A处有复合铰链）（e）n=3，pl=4 F=3*3-2*4=1 （A或D处有虚约束）（f）n=3，pl=4 F=3*3-2*4=1 （构件4和转动副E、F引入虚约束）（g）n=3，pl=5 F=(3-1)*3-(2-1)*5=1 （有公共约
2、束）（h）n=9，pl=12，ph=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，pl=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级杆组，故此机构为级机构。（b）n=5，pl=7 F=3*5-2*7=1此机构为级机构。（c）n=5，pl=7 F=3*5-2*7=1 拆分时只须将主动件拆下，其它构件组成一个级杆组，故此机构为级机构。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，pl=4，ph=1 F=3*3-2*4-1=0 该运动链不能运动。修改方案
3、如下图所示：或 （b）n=4，pl=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=vP13=1P14P13l3-6 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及轮3的传动比i13。vp13=1P16P13l=3P36P13li13=1/3=P36P13 / P16P13 第5章 （P80）(1) a+d=3.5 ， b+c=4a+dmin 能正确啮合传动 (3)若ra2=410+0.1m=411mm 则a2=23.861min=(
4、100+400) sin20- 375.88tan23.86= 4.76mm 1minmin 不能正确啮合传动 7-10参见教材第121页例7-3。第8章（P147） 35Z440 15Z21 Z2 Z3 Z4 Z5Z1 Z2Z3 Z48-2解：这是一个定轴轮系 i15 = =2864151 Z7 Z5Z1Z6 i1 5 = = n1 =n1 , n5 =n5 i15= i1 5 32 25 Z4 Z2 得 = Z317（为保证不根切的最小齿数）8-4解：根据同心条件得 Z3= Z1+2Z2=102 ， Z6= Z4+2Z5=102 H1 1,2,3,H1-行星轮系 i1H1=1- i13 =
5、1+ Z3/ Z1=4.44,5,6,H2-行星轮系 H2 i4H2=1- i46 =1+ Z6/ Z4=4.425601520 Z2 Z3 Z1Z2 n1- nH n3-nH H1=4 i1H2= i1H1i4H2=4.44.4=19.368-5解： i13 = = - =- =-5 200- nH 50-nH 当转向相同时，将n1 =200r/min ,n2 =50r/min,代入式， =-5 解得 nH =75r/min ，系杆H的转向及n1转向相同。 200- nH -50-nH 当转向相反时，将n1 =200r/min ,n2 = -50r/min,代入式，Z2 Z4Z1Z3 =-5
6、 解得 nH =-8.33r/min ，系杆H的转向及n1转向相反。Z2Z3Z4Z1Z2 Z3 H 8-10解：(a) i1H=1- i14 =1- H (b) i1H=1- i14 =1+ H (c) i1H=1- i14 =1- Z4/ Z1Z2 Z3Z1Z2 H (d) i1H=1- i14 =1+ Z4/ Z1 H (e) i1H=1- i13 =1- H h (f) i1h=1- i13 =1+ Z3/ Z1 i4H=1- i46 =1+ Z6/ Z4 nh = n4 i1H= i1hi4H=(1+ Z3/ Z1)(1+ Z6/ Z4)8-11解：1,2,2,3,H-差动轮系； 3,
7、6,6,5,4-定轴轮系。 H Z6Z4 Z6Z3 n4 n6 n3 n6 Z2 Z3Z1Z2 n1- nH n3-nH i13 = =- i3 6 = =- i46 = =- Z6Z4 Z6Z3 n3 =n3 n6=n6 nH =n4 n3 = - n6 , nH = n6 并将其代入式，得Z2 Z3Z1Z2 Z6 Z4 n1- n6 n6- n6 Z6 Z4 Z6Z3 n1 n6 Z3Z2 解得 i16 = =13.3 Z6 Z4Z3 Z6 n3 n4 n3 n4 H n2- nH n3-nH i23 = = =60/16 i34 = = =- =-3/4将n3 =-3/4 n4 , nH
8、 =n4代入式，得60/16 n2- n4-3/4n4-n4 解得 i24 =-5.56Z3Z1 8-12解： Z3= Z1+2Z2=80Z5 Z4Z6Z5 H i1H=1- i13 =1+ =5 H i6H=1- i64 =1- =1/50 n1 n6 i16 = = i1H/i6H =250 n6 = n1/250=6 r/min 其转向及n1转向相同。第11章(P190)11-1 倾斜剪刃的剪切机如图，如果剪刃及被切工件间摩擦系数f=0.12，试求剪刃的最大倾斜角度应为多少？R1221解：取的接触面为基准，视R12为驱动力，其作用线及基准面法线的夹角为： = - 自锁条件为： -即 2=
9、2arctgf=13.7 11-2轧钢机轧辊直径为1120mm,当辊距为1200mm, 轧辊及钢坯间摩擦系数f=0.15时，可轧钢坯的最大厚度H是多少？解：视R23为驱动力，其作用线及下接触面法线的夹角为： = 2- 自锁条件为：即 2- max=arctgf=8.53Hmax=1200-1120cosmax =92.39mmO2O1R23第12章（P210）12-1解：机械系统的总动能为：E=1/2 J12+J22+ W/g(2r)2等效构件所具有的动能为： Ee=1/2 Je22根据等效原则，即 E= Ee得 Je = J(1/2)2+J+ W/g r2= J(Z2/Z1)2+J+ W/g
10、 r2 Ner=W2 r Ter= Ner/2 =Wr Wd=Wr 即 Nd=NrTd1=W2 r Td=W r(2 /1)=W r(Z1/Z2)12-2解： Ner=Q v3 Ter= Ner/1 = Q v3/1用瞬心法求v3/1，需先找P13 vp13= v3=1 AP13 v3/1= AP13因此， Ter= Q AP13 12-5由某原动机驱动的工作机构，对主轴转角的等效阻力矩Tr，如图所示。设以主轴转角度量的周期为360，主轴平均转速为620r/min, 驱动力矩Td为常数。(1) 设等效转动惯量为常数，试画出稳定运转的一周期内角速度变化示意图；(2) 不计原机构各构件的质量，计算
11、飞轮的转动惯量Jf，许用运转不均匀系数=0.01；(3) 求加上飞轮之后的主轴最高转速nmax和最低转速nmin。解：(1) 在稳定运转阶段有 Wd=Wr0360Td d=0360Tr d 即 Td360=1/2200(30+180) Td=58.33 Nm稳定运转的一周期内角速度变化曲线图如下：02050180200360T(Nm)58.3TdTr00ab0142.085.83(2)根据等效力矩线图，画出其盈亏功变化图(W)max=f1+f3 =1/2(30+142.08-5.83)/180(200-58.33) =205.53Jf(W)max /(m2)=4.88kgm2(3) nmax=623.1r/min nmin=616.9r/min第 7 页