《机械原理》课程补充习题.doc

《机械原理》课程补充练习
第２章 机构得结构分析
基本要求：
（1）掌握构件、运动副、约束、自由度及运动链等概念
（2)能正确计算平面机构得自由度并能指出复合铰链、局部自由度与虚约束，能判断其就是否具有确定得运动。
计算下列机构自由度，并指出其中就是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。
2－1 　 　 　 　 　 　 　　 　 　 2－2

2—３　 　　 　 　 　 　 　　 　2—４

２－5　 　　 　　 　 　 　 　 　2-6

2-7

2—８) 　 　　 　 　 　 　 　　 2-9）

2－１０） 　 　　 　 　 　 　　　 　 　 2- 1１)

2－１２　 　 　 　　 　 　　 　 　　　 2－１3

2—１４ 　 　 　　 　 　 　 　 　 　 　 　 2－15

2—16)
２-17 　 　 　 　 　 　　 　 　　　　 　 2－１8

2—１９ 　 　 　 　　 2—20

ﻬ第３章 平面机构得运动分析
基本要求:
１）正确理解速度瞬心得概念，并能运用三心定理确定一般平面机构各瞬心得位置,利用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析
２）能利用矢量方程图解法对一般平面机构进行运动分析
3—1 试求图示各机构在图示位置时得全部瞬心得位置。

　 　（g） 　　 　　 　 　 　 　(h）
３—2　 图示机构得位置,已知原动件AB以等角速度转动,用瞬心法或矢量方程图解法求构件3得角速度
要求：（１）利用瞬心法要求在图上标出全部速度瞬心，写出ω3得表达式;
（2)利用矢量方程图解法要求以任意比例尺作出机构得速度图,写出作图得矢量方程及ω3得表达式。

　 　 　 （a)　 　 　 　　 　 　 　 　 　（b)

　 　　 (ｃ） 　　　　 　　　 　　 　 　　 　（d）

(ｆ) 　 　　 　 　 　 　 (g)

3-３如图所示得高副机构中,设已知机构得尺寸及原动件1以匀角速度逆时针方向转动，试确定机构得全部瞬心位置，并用瞬心法求构件3 得移动速度.

3—4图示机构,ＬAB=50mm,LBC=６0mm，LCD=6０mm，LＡD=100mm，ω1＝3０ｒａd/s，
（1)求机构得所有瞬心
(2)用瞬心法求杆BＣ中E得速度大小与方向。

第4章 平面机构得力分析
基本要求
能对几种运动副中得摩擦力、总反力进行分析
4-1 图示曲柄滑块机构中，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，滑块与导路得摩擦角为φ，驱动力为F，阻力矩为M，试在下列各机构位置简图中画出各运动副中反力方向（必须注明力矢量得脚标)

　　　　 　　 　　　 　 (ｄ）
４－２ 图示曲柄滑块机构,曲柄1受驱动力偶Ｍ d作用，克服滑块3上所受得工作阻力Ｆr，使该机构运转。在转动副A、B与C处虚线下画得小圆为摩擦圆。设不考虑各构件得重量与惯性力,试确定各运动副反力得方向.

4－3　图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮 1 沿逆时针方向回转，F 为作用在推杆2 上得外载荷,试在图上标出各运动副中总反力（R31,R12 及Ｒ32）得方位（图中各构件得重量及惯性力略去不计,虚线小圆为摩擦圆,运动副B处得摩擦角已知)

4-４ 图示摆动凸轮机构中,已知作用于摆杆3上得外载荷Ｑ，试在图上标出各运动副中总反力（R31，R12　及R３２）得方位（图中各构件得重量及惯性力略去不计，虚线小圆为摩擦圆,运动副Ｂ处得摩擦角已知）

4-5 在图示机构中，已知驱动力为Ｆ，工作阻力矩为Mr，若不计各构件得重量及惯性力,试在机构图中画出各构件得受力。图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ。

4—6 在图示机构中,已知原动件１ 在驱动力矩Md 得作用下等速转动，ω１ 如图所示。作用在从动件2 上得生产阻力为Q，图中虚线圆为摩擦圆，运动副Ｃ 得摩擦角为φ。试在图上画出各运动副反力（注明脚标),写出构件2　得力平衡方程式，并画出力矢量多边形。

4－7 图示一锁紧机构,已知图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ在P力作用下工作面上产生夹紧力Q，试画出此时各运动副中得总反力作用线位置与方向（不考虑各构件得质量与转动惯量)

4－8 已知各构件得尺寸、机构得位置、各运动副得摩擦系数及摩擦圆半径，M１为驱动力矩,Q为阻力，试在图中画出各运动副反力得方向与作用线

4—９ 图示铰链机构中,各铰链处虚线圆为摩擦圆，Md为驱动力矩,Mｒ为生产阻力矩，试在图上画出各运动副反力得方向与作用线。

４－10图示凸轮连杆组合机构运动简图,凸轮为原动件，滑块上作用有工作阻力Q，各转动副处得摩擦圆及滑动摩擦角如图所示，试在图上画出各运动副反力方向与作用线.

4-1１ 图示得机构运动简图中，已知生产阻力Ｑ,各转动副得摩擦圆及滑动摩擦角已示图中，试在图中画出各运动副反力得作用线及方向.

4—1２图示得机构运动简图中，已知P为驱动力，生产阻力Q,各转动副得摩擦圆及滑动摩擦角已示图中，试在图中画出各运动副反力得作用线及方向。

４—１3图示得机构运动简图中,已知生产阻力Ｑ，各转动副得摩擦圆及滑动摩擦角已示图中,试在图中画出各运动副反力得作用线及方向。
3
1
2
ω1
Q

4—14 图示铰链机构中，各铰链处虚线圆为摩擦圆，Md为驱动力矩,Fr为生产阻力矩,试在图上画出各运动副反力得方向与作用线.

4－15图示双滑块机构中，滑块1在驱动力P作用下等速运动，各构件重量不计。试作图标出各运动副中得反力得方向,并对构件1、3列出力平衡方程且作出相应得力多边形。（摩擦角、摩擦圆如图示）
ﻬ第八章 平面连杆机构及其设计
8—１　在飞机起落架所用铰链四杆机构ABCD中，已知连杆得两位置如图所示,比列尺为μl,要求连杆B2C2为死点位置上,连架杆ＣＤ得得转角为900.试设计此铰链四杆机构、、(作图在题图上进行)。
8-2设计一铰链四杆机构，已知连杆BＣ经过图示两个给定位置B1C1、Ｂ2C2，要求：连架杆AB从ＡB1到ＡB2位置时恰好转过90°；机构在第二位置时传动角γ=3０°，试用作图法求解固定铰链A、D位置。 
８-3所示为造型机工作台翻转机构翻台得两个位置Ⅰ、Ⅱ。设翻台固联在连杆BC上，若已知连杆长mm,mm，并要求其固定铰链A、D得安装位置与x轴平行,且AＤ＝BC，试设计此铰链四杆机构。

8—4所示为一利用死点位置得焊接夹紧装置。按图中箭头方向转动手柄F，则CD杆随之转动，而使其上得压板E向工件压去。问机构转到什么位置时，压板把工件压紧在工作台上，当松开手柄后，机构不致由于压紧力得反作用而反转,使被压紧得工件松开。试用作图法求出上述压紧工件时得机构位置.已知机构各杆长就是: ｍm，mｍ,mm，ｍm。
8—５碎矿机用曲柄摇杆机构如图所示,已知摇杆长为500ｍm，摆角,其中左极限位置为垂直，铰链Ａ、Ｄ同在水平线上，行程速度变化系数，试用图解法确定机架ＡD、曲柄AB及连杆ＢC得长度。（保留作图线)

8—６ 如图所示，已知摇杆两极限位置从Ｃ１Ｄ与C2Ｄ,长度LCD＝150ｍm（图中μl＝０。００5m/ｍm） 行程速比系数k＝1、5,另一固定铰链在机架标线ＤE上，试用作图法设计该铰链四杆机构。

８—7 曲柄摇杆机构机架ｄ＝3８　mm,摇杆长c=45 mm，其摆角ψ＝50°，试确定曲柄长a　与连杆长b。
8—８有一曲柄摇杆机构,机架位于水平线上。已知其摇杆长ＬCD＝４20 mm,摆角ψ＝９0o。,摇杆在两极限与机架所成得夹角各为60ｏ与30o,机构得行程速比系数K＝1、5，设计此四杆机构.求出曲柄长度ａ与连杆长度b.
8—9图解设计一曲柄摇杆机构,求曲柄与连杆得长度、已知摇杆得长度LCD=1０0mｍ，其极限位置之间夹角ψ＝<Ｃ1Ｃ2D=60o，行程速比系数K＝1、４,且要求AD平行与C1Ｃ2.
８-10设计一曲柄摇杆机构,已知摇杆长度,摆角，摇杆得行程速比系数为,且要求摇杆CD得一个极限位置与机架间得夹角,试用图解法确定其余三杆得长度.
８-11设计一铰链四杆机构，已知其摇杆ＣD得行程速比系数K=1,摇杆得长度ｌＣＤ=150mm,摇杆得极限位置与机架所成得角度=３0°与”=９０°。求曲柄ｌＡB、连杆lBC及机架lAD得长度.

8—１2试设计所示得脚踏轧棉机上得曲柄摇杆机构。要求踏板CD 在水平位置上下各摆1０°，ｌCD＝50０ mm,lAD＝1000 mm,用几何作图法求曲柄lAB 与连杆lＢC 得长度。

８—14参瞧附图设计一铰链四杆机构，已知其摇杆 CＤ 得长度为７5ｍm，行程速比系数K=1、5,机架AD得长度为100mm,又知摇杆得一个极限位置与机架间得夹角为４5度 ，试求曲柄AB得长度与连杆BC得长度(有两组解）。
8－１５牛头刨床得摆动导杆机构如图所示,已知机架,行程速比系数，试用作图法设计此机构。

8—16　设计一摆动导杆机构，已知机架长度为100mm，行程速比系数Ｋ=１、4,求曲柄长度.
８—17　图（ａ）所示为一牛头刨床得示意图。已知ｌAＢ＝75mm,ｌDE=100mm，行程速比系数K ＝2，刨头5 得行程Ｈ=３0０mm。要求在整个行程中,刨头５ 有较小得压力角，试设计此机构。

8-18设计一曲柄滑块机构，如图所示,已知滑块得行程H＝50mｍ，行程速比系数K＝１、5,偏距ｅ=20mｍ。
8-19设计一偏心曲柄滑块机构，已知滑块得行程H=６7mm,偏心距e=40mm，要求行程速比系数K＝１、4。

8－20 一滑块Ｃ沿mm移动，其行程Ｓ＝5０mｍ，曲柄AB逆时针绕固定铰链A旋转,且A位于nn线上,已知行程速比系数K=1、4，作图求曲柄与连杆长。
m

m
n
n

8-２1设计一偏置曲柄滑块机构,已知行程速比系数K=１、4，滑块得冲程S=60mm，连杆与曲柄长度之比λ=３，求曲柄、连杆及偏距e之长。
8-22参考图示设计一曲柄滑块机构，已知滑块得行程速比系数，滑块行程，导路偏距，求曲柄长度与连杆长度。