【正文】 機(jī)械原理課后習(xí)題答案（順序有點(diǎn)亂，不過不影響）第2章 21 何謂構(gòu)件?何謂運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)副元素?運(yùn)動(dòng)副是如何進(jìn)行分類的?答：參考教材5~7頁。22 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖有何用處?它能表示出原機(jī)構(gòu)哪些方面的特征?答：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖可以表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)傳遞情況，可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，而且也可用來進(jìn)行動(dòng)力分析。23 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么?當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)少于或多于機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)將發(fā)生什么情況?答：參考教材12~13頁。24 何謂最小阻力定律?試舉出在機(jī)械工程中應(yīng)用最小阻力定律的2個(gè)實(shí)例。25 在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)?答：參考教材15~17頁。26 在圖220所示的機(jī)構(gòu)中，在鉸鏈C、B、D處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡都是重合的，那么能說該機(jī)構(gòu)有三個(gè)虛約束嗎?為什么?答：不能，因?yàn)樵阢q鏈C、B、D中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合是由于其他兩處的作用，所以只能算一處。27 何謂機(jī)構(gòu)的組成原理?何謂基本桿組?它具有什么特性?如何確定基本桿組的級別及機(jī)構(gòu)的級別?答：參考教材18~19頁。28 為何要對平面高副機(jī)構(gòu)進(jìn)行“高副低代?“高副低代”應(yīng)滿足的條件是什么?答：參考教材20~21頁。29 任選三個(gè)你身邊已有的或能觀察到的下列常用裝置(或其他裝置)，試畫出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算其自由度。1)折疊桌或折疊椅；2)酒瓶軟木塞開蓋器；3)衣柜上的彈簧合頁；4)可調(diào)臂臺燈機(jī)構(gòu)；5)剝線鉗；6)磁帶式錄放音機(jī)功能鍵操縱機(jī)構(gòu)；7)洗衣機(jī)定時(shí)器機(jī)構(gòu)；8)轎車擋風(fēng)玻璃雨刷機(jī)構(gòu)；9)公共汽車自動(dòng)開閉門機(jī)構(gòu)；10)挖掘機(jī)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)；…。210 請說出你自己身上腿部的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)分別可視為何種運(yùn)動(dòng)副?試畫出仿腿部機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算其自由度。211圖示為一簡易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪j輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸^上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖(各尺寸由圖上量取)，分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。 1)取比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖 2)分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖解： 不合理 ∵，可改為 212圖示機(jī)構(gòu)為一凸輪齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)示意簡圖并計(jì)算自由度。解： 213圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。其偏心輪1繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，與外環(huán)2固連在一起的滑閥3在可繞固定軸心C轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱4中滑動(dòng)。當(dāng)偏心輪按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)可將設(shè)備中的空氣吸入，并將空氣從閥5中排出，從而形成真空。(1)試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖；(2)計(jì)算其自由度。 解 (1)取比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖所示。 (2) F=3n(2p1+php’)F’=34(24+00)1=1214 圖示是為高位截肢的人所設(shè)汁的一種假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能保持人行走的穩(wěn)定性。若以脛骨1為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖和計(jì)一算其自由度，并作出大腿彎曲時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。解 把脛骨l相對固定作為機(jī)架．假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如圖所示, 大腿彎曲90。時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，如圖中虛線所示。其自由度為：F=3n(2pl+php’)F’=35(27+00)0=1215試?yán)L制圖n所示仿人手型機(jī)械手的食指機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖(以手掌8作為相對固定的機(jī)架)，井計(jì)算自由度。（1)取比倒尺肌作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖（2)計(jì)算自由度解： 216試計(jì)算圖示凸輪連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度（a）解： A為復(fù)合鉸鏈 （b）解：（1） 圖示機(jī)構(gòu)在D處的結(jié)構(gòu)與圖21所示者一致，經(jīng)分析知該機(jī)構(gòu)共有7個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，8個(gè)低副(注意移動(dòng)副F與F’，E與E’均只算作一個(gè)移動(dòng)副)，2個(gè)高副；因有兩個(gè)滾子4，所以有兩個(gè)局部自由度，沒有虛約束，故機(jī)構(gòu)的自由度為 F=3n (2pl+ph p’) F’=3ⅹ7 (2ⅹ8+20) 2=1（2）如將D處結(jié)構(gòu)改為如圖b所示形式，即僅由兩個(gè)移動(dòng)副組成。注意，此時(shí)在該處將帶來一個(gè)虛約束。因?yàn)闃?gòu)件6和構(gòu)件6均組成移動(dòng)副，均要限制構(gòu)件6在圖紙平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩者是重復(fù)的，故其中有一個(gè)為虛約束。經(jīng)分析知這時(shí)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為6，低副數(shù)為7，高副數(shù)和局部自由度數(shù)均為2，虛約束數(shù)為1，故機(jī)構(gòu)的自由度為 F=3n (2pl+ph p’) F’ =36 (2ⅹ7+21) 2=1上述兩種結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前者的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但沒有虛約束，在運(yùn)動(dòng)中不易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象；后者則相反，由于有一個(gè)虛約束，假如不能保證在運(yùn)動(dòng)過程中構(gòu)件5始終垂直，在運(yùn)動(dòng)中就會(huì)出現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對制造精度要求較高。（c）解：(1) n=11, p1=17, ph=0, p`=2p1`+ph3n`=2, F`=0 F=3n(2p1+php`)F`=311(217+02)0=1(2) 去掉虛約束后 F=3n(2pl+ph) =35(27+0) =1（d）A、B、C處為復(fù)合鉸鏈。自由度為：F=3n(2p1+php`)F`=36(27+3)0=1齒輪5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目不同，因?yàn)辇X輪5處只有一個(gè)高副，而齒條7與齒輪5在齒的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個(gè)高副。218圖示為一剎車機(jī)構(gòu)。剎車時(shí)，操作桿j向右拉，通過構(gòu)件6使兩閘瓦剎住車輪。試計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并就剎車過程說明此機(jī)構(gòu)自由度的變化情況。(注；車輪不屬于剎車機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件。（1)未剎車時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度 2)閘瓦G、J之一剃緊車輪時(shí)．剎車機(jī)構(gòu)的自由度3)閘瓦G、J同時(shí)剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度解： 1 2 3 223圖示為一內(nèi)然機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，試計(jì)算自由度t并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組。如在該機(jī)構(gòu)中改選EG為原動(dòng)件，試問組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組是否與前者有所不同。解： 221 圖示為一收放式折疊支架機(jī)構(gòu)。該支架中的件1和5分別用木螺釘連接于固定臺板1’和括動(dòng)臺板5`上．兩者在D處鉸接，使活動(dòng)臺板能相對于固定臺極轉(zhuǎn)動(dòng)。又通過件1，2，3，4組成的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及連桿3上E點(diǎn)處的銷子與件5上的連桿曲線槽組成的銷槽連接使活動(dòng)臺板實(shí)現(xiàn)收放動(dòng)作。在圖示位置時(shí)，雖在活動(dòng)臺板上放有較重的重物．活動(dòng)臺板也不會(huì)自動(dòng)收起，必須沿箭頭方向推動(dòng)件2，使鉸鏈B，D重合時(shí)．活動(dòng)臺板才可收起(如圖中雙點(diǎn)劃線所示)?，F(xiàn)已知機(jī)構(gòu)尺寸lAB=lAD=90 mm；lBC=lCD=25 mm，其余尺寸見圖。試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖，并計(jì)算其自由度。解：機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖如下： F=3n(2p1+pbp`)F`=35(26+10)1=1第3章3—1 何謂速度瞬心?相對瞬心與絕對瞬心有何異同點(diǎn)?答：參考教材30~31頁。3—2 何謂三心定理?何種情況下的瞬心需用三心定理來確定?答：參考教材31頁。33試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置(用符號P，直接標(biāo)注在圖上)(a) (b)答：答： （10分）(d) （10分）34標(biāo)出圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪1與齒輪3的傳動(dòng)比ω1/ω3。（2分）答：1)瞬新的數(shù)目：K=N(N1)/2=6(61)/2=152)為求ω1/ω3需求3個(gè)瞬心P1P3P13的位置3）ω1/ω3= P36P13/P16P13=DK/AK由構(gòu)件3在K點(diǎn)的速度方向相同，可知ω3與ω1同向。36在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，LAB=60mm，LCD=90mm,LAD=LBC=120mm, ω2=10rad/s,試用瞬心法求： 1)當(dāng)φ=165176。時(shí)，點(diǎn)的速度vc； 2)當(dāng)φ=165176。時(shí)，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點(diǎn)E的位置及速度的大??； 3)當(dāng)VC=0時(shí)，φ角之值(有兩個(gè)解)。解：1）以選定的比例尺μ機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡圖（圖b） 2）（3分）（3分）求vc定出瞬心p12的位置（圖b）因p13為構(gòu)件3的絕對瞬心，則有ω3=vB/lBp13=ω2lAB/=1078=(rad/s)vc=μc p13ω3=52=(m/s)