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《机械原理》(于靖军版)第4章习题答案

讨论题与习题
习题
4-1 试求出题图4-1所示的各机构的全部瞬心。

题图4-1
解：

4-2 在题图4-2所示的凸轮机构中，若已知凸轮2以等角速度顺时针转动，试求从动件上点B的速度。假设构件3在2上作纯滚动，求点B'的速度。

题图4-2
解：

由 可得：
可得：
4-3 在题图4-3所示的机构中，已知曲柄1顺时针方向匀速转动，角速度w1=100rad/s，试求在图示位置导杆3的角速度w3的大小和方向。

题图4-3
解：

因已知曲柄2的运动，而所求构件4的运动，所以要求取构件2和4的瞬心。根据瞬心的性质，得
所以 方向顺时针运动。
4-4 在题图4-4所示的机构中，已知：图示机构的尺寸，原动件1以匀角速度w1沿逆时针方向转动。试确定：（1）在图上标出机构的全部瞬心；（2）用瞬心法确定点M的速度vM，需写出表达式，并标出速度的方向。

题图4-4
解：

4-5 在题图4-5所示的机构中，已知：图示机构的尺寸，原动件1以匀角速度w1沿顺时针方向转动。试确定：（1）在图上标出机构的全部瞬心；（2）用瞬心法确定在此位置时构件3的角速度w3，需写出表达式，并标出速度的方向。

题图4-6
解：相应的瞬心和求解过程可以参考4—4，只需要利用VP13列出等式即可求解。
4-8 在题图4-8所示是铰链四杆机构中，各杆件长度分别为lAB=28mm，lBC=70mm，lCD=50mm，lAD=72mm。若取AD为机架，作图求该机构的极位夹角，杆CD的最大摆角y和最小传动角gmin。

题图4-8
解：

（1）取比例尺，画出机构的极限位置及传动角的极值位置图，分别如图（a）和（b）所示。由图上量得。
（2）由于，故存在曲柄。
又由于为最短杆，故机构演化为双曲柄机构，C，D都是摆转副。
另外，本题也可以利用三角形的边角关系求解具体数值。但在计算gmin的时候，要注意：
4-9 已知一偏置曲柄滑块机构，如题图4-9所示。其中，曲柄长度lAB =15mm，连杆lBC =50mm，偏距e=10mm。（1）画出滑块的两个极限位置；（2）标出极位夹角及行程H；（3）计算行程速比系数K；（4）标出并计算最小传动角gmin。

题图4-9
解：

K=1.09
4-10 题图4-10所示为一偏心轮机构：（1）在图中画出滑块3的两个极限位置；（2）当轮1主动时，标出该机构在图示位置的传动角γ；（3）当滑块3主动时，标出该机构的最大压力角αmax。

题图4-10
解：偏心轮机构可以简化为一个偏心曲柄滑块机构，相应的求解可以参考4-9.当AB和BC位于同一条直线的时候，压力角最大，且αmax=90°
4-14 题图4-12所示为Roberts近似直线机构，连杆上的C点可实现一段近似直线轨迹。机构中各构件的相对尺寸如下图所示。
（1） 画出该机构的运动简图，判断该机构中是否存在曲柄？
（2） 当以构件1作为原动件时，画出该机构最小传动角位置，并确定最小传动角的值；
（3） 试利用瞬心法求图示位置下构件2和构件3相对构件1的角速度速比关系。

题图4-12
解：
（1）该机构为一个四杆机构，通过判断，不存在曲柄。
（2）当构件2、3位于同一条直线时，传动角最小，为0°
（3）该题要求解的是和的值。利用瞬心法即可简单求解。