1、第一章 结构分析作业1.2 解：F = 3n2PLP H = 33241= 0该机构不能运动，修改方案如下图：1.2 解：（a）F = 3n2P L PH = 34251= 1 A 点为复合铰链。（b）F = 3n2PLPH = 35262= 1B、 E 两点为局部自由度, F、C 两点各有一处为虚约束。（c）F = 3n 2P LPH = 35270= 1 FIJKLM 为虚约束。1.3 解：+ F = 3n2P LPH = 372100= 11）以构件 2 为原动件，则结构由 87、65、43 三个级杆组组成，故机构为级机构(图 a)。2）以构件 4 为原动件，则结构由 87、65、23
2、三个级杆组组成，故机构为级机构(图 b)。3）以构件 8 为原动件，则结构由 2345 一个级杆组和 67一个级杆组组成，故机构为级机构(图 c)。(a) (b) (c)第二章 运动分析作业2.1 解：机构的瞬心如图所示。2.2 解：取 ml/5作机构位置图如下图所示。1.求 D 点的速度 VD13PV而 254AE，所以 smVED/1425042. 求 1 sradlVAE/25.1013. 求 2因 98341P，所以 srad/46.098325.124. 求 C 点的速度 VC smVl /.0546.022.3 解：取 ml/1作机构位置图如下图 a 所示。1. 求 B2 点的速度
3、 VB2VB2 = 1LAB =1030= 300 mm/s2.求 B3 点的速度 VB3VB3 VB2 VB3B2大小 ？ 1LAB ？方向 BC AB BC取 msv/10作速度多边形如下图 b 所示，由图量得：pb23，所以 smpbVvB/27013由图 a 量得：BC=123 mm , 则 BCll1233. 求 D 点和 E 点的速度 VD 、V E利用速度影像在速度多边形，过 p 点作CE，过 b3 点作BE ，得到e 点；过 e 点作pb 3，得到 d 点 , 由图量得：mpd15， p17，所以 smdVvD/150 ，eE7； sbvB/3234. 求 3 radlVBC/
4、2.1305. 求 nBa221/0smlA6. 求 3aB3 aB3n aB3t aB2 aB3B2k aB3B2 大小 32LBC ？ 12LAB 2 3VB3B2 ？ 方向 BC BC BA BC BC/59. smlan22323 /870.Vk取sma/50作速度多边形如上图 c 所示，由图量得：b3 ， bn3,所以 2/1502 smaB3at7. 求 2/1.820sradlBCt8. 求 D 点和 E 点的加速度 aD 、a E利用加速度影像在加速度多边形，作 eb3 CBE, 即eb33，得到 e 点；过 e 点作 ，得到 d 点 , 由图量得：m16， d1，所以 2/5
5、0sdaaD，8eE。2.7 解：取 l/2作机构位置图如下图 a 所示。一、用相对运动图解法进行分析1. 求 B2 点的速度 VB2VB2 = 1LAB =200.1 = 2 m/s2.求 B3 点的速度 VB3VB3 VB2 VB3B2大小 ？ 1LAB ？方向 水平 AB BD取 msv/05.作速度多边形如下图 b 所示，由图量得：pb23，所以 smpVvB/105.23而 VD= VB3= 1 m/s 3.求 nBa222/40.slA4. 求a B3 aB2n a B3B2 大小 ？ 12LAB ？ 方向 水平 BA BD取 msa/1作速度多边形如上图 c 所示，由图量得：b3
6、5 ，所以 23/351 smbaa。二、用解析法进行分析smlVABBD /130sin.2sinsin1123 22 /6.4cococoa第三章 动力分析作业3.1 解： 根据相对运动方向分别画出滑块 1、2 所受全反力的方向如图 a 所示，图 b 中三角形、分别为滑块 2、1 的力多边形，根据滑块 2 的力多边形得：cos)90sin()260sin(12RrFF ， )60sin(co12rRF由滑块 1 的力多边形得： 9)6i( 21Rd ，)60sin(20sincocos)i(21 rrRdFF而 53.81.0tgft所以 Nrd 7.143)5.86si()26sin(
7、3.2 解：取 ml/5作机构运动简图，机构受力如图 a)所示；取 mNF/50作机构力多边形，得：R36， NFR3506745，NR0454， 172，263， FR2132 mlMABb 17213.2 解：机构受力如图 a)所示由图 b)中力多边形可得： NtgFtR104565 NFR2.14sin0i435 .8isi6.1sin236RR 4.182.61sn5.433 NFF04.isi82所以 RR5061231mlMABb 53.3 解：机构受力如图所示由图可得：对于构件 3 而言则： 0234RdF，故可求得 23RF对于构件 2 而言则： 123RF对于构件 1 而言则
8、： 04b，故可求得 bF3.7 解： 1. 根据相对运动方向分别画出滑块 1 所受全反力的方向如图 a 所示，图 b 为滑块 1 的力多边形，正行程时 Fd为驱动力，则根据滑块 1 的力多边形得： )cos()(90sin)2sin( 212RRdFF， )2sin(co21d则夹紧力为： in21dr2. 反行程时 取负值， 21RF为驱动力，而 dF为阻力，故)sin(co21dRF，而理想驱动力为： tgddsinco021所以其反行程效率为： )cos(2i)2sin(co210 tFtgdR当要求其自锁时则， 0 tg，故 0)si( ，所以自锁条件为： 23.10 解：1.机组串
9、联部分效率为：821.0950 21232. 机组并联部分效率为：68.095.37 32 BAP3. 机组总效率为：%5.6.068.21.0 4. 电动机的功率输出功率： kwPNBAr32电动机的功率： rd85.6.0第四章 平面连杆机构作业4.1 解： 1. d 为最大，则 cbda故 mcb520136280 d 为中间，则 故 所以 d 的取值范围为： d520202. d 为最大，则 cba故 mcb1368 d 为中间，则 d故 a2020 d 为最小，则 abc故 mcabd40361280 d 为三杆之和，则 mcabd7603128所以 d 的取值范围为： 4和 d53
10、. d 为最小，则 abdc故 mab403612804.3 解：机构运动简图如图所示，其为曲柄滑块机构。4.5 解： 1. 作机构运动简图如图所示；由图量得： 16， 8，5max ， 52in，所以18080axin ，行程速比系数为： 20.1680K2. 因为 51728431ll所以当取杆 1 为机架时，机构演化为双曲柄机构，C、D 两个转动副是摆转副。3. 当取杆 3 为机架时，机构演化为双摇杆机构，A、B 两个转动副是周转副。4.7 解：1. 取 ml/6作机构运动简图如图所示；由图量得：5，故行程速比系数为： 05.1810K由图量得：行程： mhl24642. 由图量得： 6
11、8min，故 4068in3. 若当 0e，则 K= 1 ，无急回特性。4.11 解：1.取 l/4，设计四杆机构如图所示。2.由图中量得： mABll2807，DC1451，ll3.。4.16 解：1.取 ml/，设计四杆机构如图所示。2.由图中量得： ABll5.21.1，mCll4。3.图中 ABC为 ax的位置，由图中量得 63max，图中 AB”C” 为max的位置，由图中量得 90max。4.滑块为原动件时机构的死点位置为 AB1C1 和 AB2C2 两个。4.18 解：1.计算极位夹角： 361805.180K2.取 ml/，设计四杆机构如图所示。3.该题有两组解，分别为 AB1
12、C1D 和 AB2C2D 由图中量得： ABll4821，C061；mABll212，C502。第五章 凸轮机构作业5.1 解：图中(c) 图的作法是正确的，(a) 的作法其错误在于从动件在反转过程的位置应该与凸轮的转向相反,图中 CB为正确位置；(b) 的作法其错误在于从动件在反转过程的位置应该与起始从动件的位置方位一致，图中 CB为正确位置；(d) 的作法其错误在于从动件的位移不应该在凸轮的径向线上量取，图中 CB为正确位置。 5.4 解：如图所示。5.5 解： 凸轮的理论轮廓曲线、偏距圆、基圆如图所示；最大行程 h =bc=20mm、推程角 180、回程角 1720；凸轮机构不会发生运动
13、失真，因为凸轮理论轮廓曲线为一圆。5.7 解：所设计的凸轮机构如图所示。5.13 解：1) 理论轮廓为一圆，其半径 R=50mm；2) 凸轮基圆半径 mlrOA2500；3) 从动件升程 h = 50mm；4) 推程中最大压力角 30)arcsin()arcsin(mxl5) 若把滚子半径改为 15 mm，从动件的运动没有变化，因为从动件的运动规律与滚子半径无关。第六章 齿轮机构作业6.1 解： 1）弧 度692.0437.39650arcosrs kbkm21ini2） 弧 度34.0k，查表得 1.58krb67.9.5cos6.2 解：1. )5.2()5.01(2zmzmhdffb93
14、7cossz937.0)52(， 412. 取 4z则， mdmdbf 46.39297.05.39)2( b6.4 解：8)4()(*hzaa2486.5 解： 1） mzd72431， mzd3012；2） hzhaaa 78)4(3)(*1d36)210()2(23） mchmhafa 75.).(3)(*4） z201)4(2)(215) cosa , 5.4samddb 08.731.211 65cos2 6.9 解：1. mzmdn12.65cos0319.472mhdaa 12.68321.61mhdaa 92.10329.1422. zmn .8)4(5cos)(cos3. .
15、3ini2b4. 19.25cos031zv6.4726.12 解：1. 齿轮 1、2 和齿轮 3、4 的传动中心距分别为： mzma7)215()(043根据其中心距，选齿轮 3、4 为标准齿轮传动，而齿轮 1、2 为正变位传动。实际中心距取为 a50 mm，此方案为最佳。因为，齿轮3、4 的中心距较大，选其为标准传动，使该设计、加工简单，互换性好，同时也避免了齿轮 1、2 采用负变位传动不利的情况。齿轮 l、2采用正传动，一方面可避免齿轮发生根切，如齿轮 z11517，故必须采用正变位；另一方面齿轮的弯曲强度及接触强度都有所提高。2. 齿轮 1、2 改为斜齿轮传动时，由题意要求：两轮齿数不
16、变，模数不变，即，m nm2 mm ，其中心距为mazman 50)321(cos2)(cos21则 94.0)35(， “46198. 3. 6.18.cos1zv 53.94.3232zv4. 对于斜齿轮来说不发生根切的最少齿数为： 12.8.cos17s3minvz而 245in2 所以该齿轮不会发生根切。6.14 解：1. 012zi, mqzma240)15(8)(22. qd8 , d2mhmaa 96)10()2(*1zd4)25(8)(2chqaf 60)25.10()(*1 mzmdf 38).5(8)2(26.15 解：各个蜗轮的转动方向如图所示。6.17 解：1. 25)
17、3014()(21arctgzrct, 65290 ,对于圆锥齿轮不发生根切的最少齿数为： 41.cos7s1minvz，当 minz则会发生根切，而 .54in1z ，故会发生根切。2. 359.)20()(2artgrct则 .1cos7s1minvz而 3.4i1 ，故不会发生根切。第七章 齿轮系作业7.2 解：齿条的移动方向如图所示，其轮系传动比为：326084124321551 zni则齿轮 5的转速为：min/5.7324015rin又齿轮 5分度圆直径为： zd326 所以齿条的移动速度为： smnv /18.0571056 7.3 解：1. 其轮系传动比为： 1.5690187
18、423124 zni则齿轮 4 的转速（即转筒 5 的转速）为： min/70.21.645rin所以重物的移动速度为：smnDv /057.62410652. 电动机的转向如图所示。7.6 解：1. 该轮系为复合轮系，由齿轮 1、2、2 、3、H 组成一个周转轮系，由齿轮 1、2、2 、4、H 另组成一个周转轮系。2. 周转轮系 1、2、2 、3、H 的传动比为：14360283 zni则 n640431故 min/9.78)5(1rH所以 n与 1转向相同3. 周转轮系 1、2、2 、4、H 的传动比为： 143264zi则 n8341 ， 故 min/1562)438(9.0284 rnn 所以 4与 1转向相同7.8 解：1. 该轮系为复合轮系，由齿轮 1、2、3、H 组成周转轮系，由齿轮 3、4、5 组成定轴轮系。2. 周转轮系的传动比为：4281331zniH故 144nnH定轴轮系的传动比为： 3553 zniH故 Hnn533. 因此 5531 7)(4所以 75ni7.13 解：1. 该轮系为复合轮系，由齿轮 3、4、5、H 组成周转轮系，由齿轮1、2、2 、3 组成一个定轴轮系，由齿轮 5、6 组成另一个定轴轮系。2. 周转轮系的传动比为： 2540335 zniH
