机械原理习题及答案(1-1至4-3)

1-1唧筒机构(答案）1-1缝纫机针杆机构(答案）1-1简易冲床机构(答案）1-1偏心回转油泵机构(答案）1-2a(答案）1-2b(答案）1-3(答案）1-4a(答案）1-4b(答案）1-4c(答案）2-1abcde2-2fg(答案a）(答案b）(答案c）(答案d）(答案e）(答案f）(答案g）2-2(答案）2-3(答案a）(答案b）(答案c）(答案d）(答案e）(答案f）2-4(答案a）(答案b）2-5(答案）2-6答案2-7答案3-1(答案）3-2(答案a）(答案b）3-3(答案）3-4(答案）4-1(答案）4-2(答案）4-3(答案）1-1试画出下列各机构的运动简图，并分别计算其自由度。1-1试画出唧简机构的运动简图，并计算其自由度。,4,3Lpn.14233F1-2试画出缝纫机针杆机构的运动简图，并计算其自由度。,4,3Lpn.14233F,7,5Lpn.17253F1-4试绘出偏心回转油泵机构简图，并计算其自由度。1-2计算图示平面机构的自由度，并拆杆组，确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。机构中的原动件用箭头表示。1-2a解：依次拆下2-3，5-6，4-7，9-8，四个II级组，故为II级机构。A为复合铰链。,0,14,10HLppn.2142103F1-2b解：依次拆下6-7，4-5，2-3三个II级组，故为II级机构。C为复合铰链。,0,10,7HLppn.110273F1-3图示椭圆画器机构，已知AB=BC=BD，试证滑块4对连杆CD的约束是虚约束，去掉构件4之后计算此机构的自由度。0,4,3HLppn14233F解：去掉滑块C，如上图所示，联接CA，得，因已知AB=BC=BD，故得：，，今中三个内角和为：，，它说明没有滑块4时，C点仍沿y轴运动，故滑块4产生虚约束，应除去不计。ACD1802)21(1DCA9021A1ACBCABCAD2ADBBAD1-4计算图示平面机构的自由度。将其中的高副用低副代替，确定机构所含杆组的数目和级别，以及机构的级别。2-3-4-5为III级组，故为III级机构。1,5,4HLppn115243F2-3-4-5为III级组，故为III级机构。1,5,4HLppn115243F2-1试求出下列图示机构中的全部瞬心。2-2图示铰链四杆机构中，已知：=50mm，=35mm，=30mm，AD为机架。1.若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求的最大值；2.若此机构为双曲柄机构，求的最小值；3.若此机构为双摇杆机构，求的数值范围。(答：3.15mm45mm，55mm115mm)BClCDlADlABlABlABlABlABl3-1在图示铰链四杆机构中，已知：，，，AD为机架。1.若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求的最大值；2.若此机构为双曲柄机构，求的最小值；3.若此机构为双摇杆机构，求的数值范围。mmlBC50mmlCD35mmlAD30ABlABl3.平面连杆机构及其设计答：mm15.3ABlmm45解：1.当AD为机架，此机构为曲柄摆杆机构，且AB为曲柄，即AB为最短杆，据曲柄存在条件：ADCDBCABllll303550ABl15ABl答：mm15ABl2.当AD为机架，此机构为双曲柄机构，则AD为最短杆，据曲柄存在条件，分两种情况；（1）若为最长杆，则此时最小值应据50选取（2）若仍为最长杆，则CDBCABADllll355030ABlmmlAB5555ABlABlCDABBCADllLlBCl答：综上所述两种情况，可知最小者应为45mm355030ABlmmlAB45ABl3.当AD为机架，此机构为双摇杆机构，既不符合曲柄条件，如AB仍为最短杆，则即此时应大于15mm，但由上述（2）知时，此机构为双曲柄机构。如此机构为双摇杆机构，则必须1545。如为最长杆ADCDBCABllll303550ABlmmlAB15ABlABl5545ABlABl2-3试分别标出下列机构图示位置时的压力角和传动角，箭头标注的构件为主动件。2-4试用作图法画出下列机构的极位夹角及从动件的摆角。da1sin2da1sin22-5设计一偏置曲柄滑块机构。已知滑块的行程速度变化系数,滑块的冲程，导路的偏距，求曲柄长度和连杆长度。（用图解法）5.1Kmm5021CClmm20eABlBCl2-53615.115.118011180KK作以为弦其所对圆角为的圆，圆与偏心距位置线的交点即为所要求的铰链中心A。21CCmmmlllABBCAC2525.0001.0251mmmlllABBCAC5.680685.0001.05.682mmlmmlBCAB75.4675.21mmml001.02-6mmmllACBCAB170002.085'mmmllACABBC70002.085答：另一解：mmmmmlmmlBCAB/002.012050mmmmmlmmllBCAB/002.05.485.21设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度=75mm，行程速度变花系数K=1.5，机架AD的长度=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角，求曲柄的长度和连杆的长度。ADl453ABlBClCDl解：由作出摇杆的一个极限位置CD，联AC并的它为基准作出角，得另一极限位置及，则或为摇杆的另一极限位置。3615.115.118011180KK''AC'ACDC'DC''2-7图示铰链四杆机构中，已知，，，原动构件和从动构件之间对应的转角关系如图示。试用图解法设计此机构（即在DE构件上求出铰链C的位置）。mmlAB30mmlAD60mmlDE10mmml001.0mmlBC57mmlCD243-15-9渐开线主动齿轮I逆时针转动，已知两轮的齿顶圆，齿根圆，基圆以及中心距如图所示。试在图上画出：1）理论啮合线；2）啮合开始点及啮合终止点，标出实际啮合线；3）啮合角，一对节圆，注出其半径及，4）徒手画出在节点P啮合的一对齿的齿廓工作段（用双线表示）。arfrbr21NN2B1B'1r2r3-2a3-2b3-34-6用作图法标注出凸轮机构的滚子从动件从点A接触到点C时凸轮的转角，并标出点C接触时的压力角。3-44-7用作图法求凸轮的各参数尺寸：基圆半径10mm最大压力角行程h23mm推程角远休止角brmax3018004-15-3当的正常齿渐开线标准齿轮的齿根圆和基圆相重合时，其齿数为若干？又若齿数大于求出的数值，则基圆和齿根圆哪一个大一些？20当Z42（或36）时，由式（1）可知，等号左边不变右边增大，说明根圆大于基圆时。解：cos2mzrb)2(**Chzmraf当基圆与根圆重合时：fbrr)2(cos2**Chzmmza)1..(..........)(21cos**zCha当时得：25.0,0.1**Cha42939.0125.12z当时3.0,8.0**Cha36939.0125.12z42cos1)(2**Chza答:4-2:5-4一渐开线直齿轮,用卡尺测量其三个齿和两个齿的公法线长度为,,齿顶圆直径,齿根圆直径,齿数z=24.试确定该齿轮的模数m,压力角,齿顶高系数以及径向间隙系数.(提示:均取标准值,且或)mmW16.623mmW38.392mmda208mmdf172*ah*C**,,,Chma2025解:23cosWWmpbcos251.7cos38.3916.62cos23WWm当时25mmm8906.0251.7当时20mmm716.793969.0251.7因此可知齿轮25,8mmm又:)22(),2(***Chzmdhzmdafaa1822482082*mmzdhaa25.08218212724822**mmhdmzCaf25,825.0,1**mmmCha答:4-3sin22121rPNNN72794.02022cossin21121tgtgrrNONNtg''9'336答:z=135-8两个相同的渐开线标准圆柱齿轮,其在标准安装下传动.若两轮齿顶圆正好通过对方的啮合极限点N.试求两轮理论上的齿数z应为多少?1,20*ah解:如图所示,实际啮合线段,即为理论啮合线段,此时正好不发生根切.21BB21NN323.12''9'336cos20cos''9'336cos12coscoscos2*ahz**2cos)2(2/)cos(coscosaaabahzzhzmmzhrrrr又因:说明:当两轮z=12.323时,此时,而不发生根切,此为理论齿数,但齿轮齿数只能取整数,所以在两轮齿数相同下,其最少齿数为13().2121NNBB1,20*ah