第3章平面机构的运动分析第4章平面机构的力分析
第5章机械的效率和自锁第8章平面连杆机构及其设计
一、填空题：
1、铰链四杆机构的压力角0
α＝，则传动角γ＝___________度，传动角越大，
40
传动效率越___________。
2、下图为一对心曲柄滑块机构，若以滑块3为机架，则该机构转化为
机构；若以构件2为机架，则该机构转化为机构。
3、移动副的自锁条件是；转动副的自锁条件是
。
4、曲柄摇杆机构中，当和共线时出现死点位置。
5、曲柄摇杆机构中，只有取为主动件时，才有可能出现死点位置。处于死点位置时，机构的传动角γ=__________度。
6、平行四边形机构的极位夹角θ=，它的行程速比系数K=。
7、曲柄滑块机构中，若增大曲柄长度，则滑块行程将。
8、如下图所示铰链四杆机构，70mm,150mm,110mm,90mm
====。若以
a b c d
a杆为机架可获得机构，若以b杆为机架可获得机构。
9、如图所示铰链四杆机构中，若机构以AB杆为机架时，为机构；以
CD杆为机架时，为机构；以AD杆为机架时，为
机构。
10、在平面四杆机构中，和为反映机构传力性能的重要指标。
11、在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作运动，即得到双曲柄机构。
12、在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，该机构的压力角为，其传动角为。
13、相对瞬心与绝对瞬心的相同点是，不同点是；在由N个构件组成的机构中，有个相对瞬心，有个绝对瞬心。
二、判断题：
1、对于铰链四杆机构，当机构运动时，传动角是不变的。（）
2、在四杆机构中，若有曲柄存在，则曲柄必为最短杆。（）
3、平面四杆机构的行程速度变化系数K 1，且K值越大，从动件急回越明显。（）
4、曲柄摇杆机构中，若以摇杆为原动件，则当摇杆与连杆共线时，机构处于死点位置。（）
5、曲柄的极位夹角θ越大，机构的急回特性也越显著。（）
6、在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。
（）
7、在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即有连杆就有曲柄。（）
三、选择题：
1、下图所示的铰链四杆机构中，( )是双曲柄机构。
A．图(a) B．图(b) C．图(c) D．图(d)
2、当行程速比系数K为时，曲柄摇杆机构才有急回运动。
A. K<1；
B. K=1；
C. K>0；
D. K>1。
3、平面连杆机构的曲柄为主动件，则机构的传动角是。
A. 摇杆两个极限位置之间的夹角；
B. 连杆与曲柄之间所夹的锐角；
C. 连杆与摇杆之间所夹的锐角；
D. 摇杆与机架之间所夹的锐角。
4、曲柄摇杆机构中，当_______时，摇杆处于极限位置。
A.曲柄与机架共线；
B.摇杆与机架共线；
C.曲柄与连杆共线；
D.摇杆与连杆共线。
5、考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速、等速、减速不同状态下运转，其总反力的作用线__________切于摩擦圆。
A) 都不可能；B) 不全是；C) 一定都。
6、平面四杆机构无急回特性时_______，行程速比系数_______
A 压力角α=0
B 传动角β=0
C 极位夹角θ=0
D k ＞1
E k ＜1
F k=1 7、在双曲柄机构中，已知三杆长度为a=80mm ，b=150mm ，c=120mm ，则d 杆长度为_______。
A ＜110mm
B 110mm≤d≤190mm
C ≥190mm 8、曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件时，_______死点位置； A 曲柄与连杆共线时为 B 摇杆与连杆共线时为 C 不存在 四、简答题：
1、铰链四杆机构的基本形式有哪几种？
2、在曲柄滑块机构中，当以曲柄为原动件时，是否有死点位置？为什么？
3、加大四杆机构原动件上的驱动力，能否是该机构越过死点位置？为什么？
4、举例说明急回特性在生产中有什么意义？
5、摆动导杆机构有无急回特性？
6、机构的“死点”位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用？ 五、分析、计算题
1、在下图所示的铰链四杆机构中，已知：50mm,35mm,BC CD l l ==30mm AD l =，
AD 为机架。
1）此机构为曲柄摇杆机构，且AB 是曲柄，求AB l 最大值； 2）若此机构为双曲柄机构，求AB l 的最小值； 3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。
2、在如图所示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比
13/ωω。
3、在如图所示的机构中，已知各构件的尺寸及原动件1的角速度1ω（常数），试求0190?=时，构件2的角速度2ω及构件3的角速度3ω。
4、如图所示的曲柄摇杆机构，已知50mm AB l =，80mm BC l =，100mm AD l =。杆1为曲柄，杆3为摇杆，曲柄为主动件且匀速转动。试求： 1）摇杆3的最小长度min CD l ；
2）当min CD CD l l =时，机构的最小传动角min γ； 3）当min CD CD l l =时，机构的行程速比系数K 。
5、在下图所示的齿轮连杆组合机构中，已知45mm AB l =，100mm BC l =，
70mm CD l =，120mm AD l =，试分析：
1）齿轮1能否绕A 点作整周转动？（说明理由）
2）该机构的自由度为多少？（要有具体计算过程） 3）在图示位置瞬心13P 在何处？1
133
i ωω=
=？
6、在下图所示的偏置曲柄滑块机构中，已知滑块行程为80mm ，当滑块处于两 个极限位置时，机构压力角各为030和060，试求： 1）杆长AB l 、BC l 及偏距e ； 2）机构的行程速比系数K ； 3）机构的最大压力角max α。
7、如下图所示曲柄滑块机构，曲柄AB 等速整周回转。
1）设曲柄为主动件，滑块朝右为工作行程，确定曲柄的合理转向； 2）设曲柄为主动件，画出急位夹角θ，最小传动角min γ出现的位置； 3）此机构在什么情况下，出现死点位置，指出死点位置。
A
C
e
8、破碎机原理简图如图所示。设要破碎的料块为圆柱形，其重量忽略不计，料块和动鄂板之间的摩擦系数是f 。求料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角α应多大?
9、图示为一个四铰链机构及其速度向量多边形和加速度向量多边形。作图的比
例尺分别为：2
//101020l v a mm mm s mm s mm mm mm
μμμ===，，。 1）按所给出的两个向量多边形，分别列出与其相对应的速度和加速度向量方程式。
2）根据加速度多边形，求出点C 的加速度C a 的大小（已知26c mm π=）。 3）已知：在速度多边形中bc =15.5mm ，在加速度多边形中3n c =20.5mm ，在铰链机构中3513.5BC mm CD mm ==， ，求出构件2的角速度2ω和构件3的角加速度3ε(大小和方向)。
4）已知：在速度多边形中，取线段bc 的中点e ，连接pe 并画箭头，且24pe mm =；在加速度多边形中，连接bc ，取bc 的中点e ，连接e π并画箭头，且22e mm π=。利用相似性原理，求出构件2的中点E 的速度E ν和加速度E a 的大小。
10、在下图的四杆闭运动链中，已知mm a 150=，mm b 500=，mm c 300=，
mm d 400=。欲设计一个铰链四杆机构，机构的输入运动为单向连续转动，确定在下列情况下，应取哪一个构件为机架？①输出运动为往复摆动；②输出运动也为单向连续转动。
11、在下图a 、b 中
1）说明如何从一个曲柄摇杆机构演化为图a 的曲柄滑块机构、再演化为图b 的摆动导杆机构；
2）确定构件AB 为曲柄的条件；
3）当图a 为偏置曲柄滑块机构，而图b 为摆动导杆机构时，画出构件3的极限 位置，并标出极位夹角θ。
12、下图为开槽机上用的急回机构。原动件BC 匀速转动，已知mm a 80=
，
)
(b )
(a
mm b 200=，mm l AD 100=，mm l DF 400=。 （1）确定滑块F 的上、下极限位置； （2）确定机构的极位夹角；
（3）欲使极位夹角增大，杆长BC 应当如何调整？
13、试求出下图中机构的最小传动角和最大压力角。
14、在下图所示的机构中，以构件1为主动件机构是否会出现死点位置？以构件3为主动件，机构是否会出现死点位置？画出机构的死点位置，并标明机构的主动件是哪一个构件。
15、下图所示为按μL=0.001m/mm画的机构运动简图，滑块3为原动件，驱动力P=80N。各转动副处的摩擦圆如图中所示，滑块与导路之间的摩擦角=0
20，试求在图示位置，构件AB上所能克服的阻力矩M Q的大小和方向。
16、下图所示为按μL=0.001m/mm绘制的机构运动简图。已知圆盘1与杠杆2接触处的摩擦角=0
30，各转动副处的摩擦圆如图中所示，悬挂点D处的摩擦忽略不计。设重物Q=150N，试求出在图示位置时，需加在偏心圆盘上的驱动力矩M1的大小。
17、下图所示机构，作用于构件3上的P为驱动力，作用于构件1上的Q为生产阻力。各转动副处的摩擦圆如图中所示；各移动副处的摩擦系数均为f，各构件惯性力、重力忽略不计。
（1）机构处于死点位置时，连杆2与水平线之间的夹角θ为多大？
（2）机构自锁时，连杆2与水平线之间的夹角θ为多大？
18、（1）试述铰链四杆机构曲柄存在的条件（2）根据图中所注尺寸判断是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构，写出判断过
程。
19、如下图所示，设计一曲柄摇杆机构，已知其摇杆CD 的长度290mm CD l =，摇杆两极限位置间的夹角032ψ=，行程速比系数 1.25K =，若曲柄的长度75mm AB l =，求连杆的长度BC l 和机架的长度AD l 。并校验最小传动角min γ是否在允许值范围内。
20、设计一铰链四杆机构，如图所示，已知摇杆CD 的行程速比系数1K =，摇杆的长度150mm CD l =，摇杆的极限位置与机架所成的角度030?'=和090?''=，求曲柄的长度AB l 和连杆的长度BC l 。
21、如图所示的曲柄摇杆机构，已知50mm AB l =，80mm BC l =，100mm AD l =。杆1为曲柄，杆3为摇杆，曲柄为主动件且匀速转动。试求： 1）摇杆3的最小长度min CD l ；
2）当min CD CD l l =时，机构的最小传动角min γ； 3）当min CD CD l l =时，机构的行程速比系数K ；
4）若摇杆3顺时针转动为工作行程，为保证工作行程的速度较慢，试确定曲柄1的转动方向。
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机械原理大作业 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
机械原理大作业三 课程名称：机械原理 设计题目：齿轮传动设计 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间： 1、设计题目 机构运动简图 机械传动系统原始参数
2、传动比的分配计算 电动机转速min /745r n =，输出转速m in /1201r n =，min /1702r n =， min /2303r n ，带传动的最大传动比5.2max =p i ,滑移齿轮传动的最大传动比4m ax =v i ，定轴齿轮传动的最大传动比4m ax =d i 。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。设带传动的传动比为5.2max =p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i 、、，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比 令 4max 1==v v i i 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 滑移齿轮传动的传动比为 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数： 35,18,39,14,43,111098765======z z z z z z ；它们的齿顶高系数1=* a h ，径向间 隙系数25.0=*c ，分度圆压力角020=α，实际中心距mm a 51'=。
《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。 1 2 3 4 (a)正切机构 (b)凸轮机构 1 2 3 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。 1 2 1 B' 3 4 B O O 2 题图4-2 解：
B O 2 P 13 P 12 P 24B' O 1 3 ω1 ω1 3 2 由13 113213 l l 31P O P O P V ?=?=ωω B O B V 1l 3?=ω 可得： B O P O P O B V 113113 2l l l 1??=ω 12 2412 212 l l 21P P P O P V ?=?=ωω ' 24' l 2B P B V ?=ω 可得：12 2412 2' 24' l l l 1P P P O B P B V ?? =ω 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ω1=100rad/s ，试求在图示位置导杆3的角速度ω3的大小和方向。 3 B 4C 12A 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24 P 。根据瞬心的性质，得14 244 12 242 24 P P P P P ωωω==
所以14 2412242 4P P P P ωω= 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ω1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v M ，需写出表达式，并标出速度的方向。 1 2 3 4 M ω1 题图4-4 解： 1 2 1 ω P 12 P 14 P 24 P 34 M P 23 P 13 ∞ 3 121412 2412 l l 12P P P P P V ?=?=ωω M P P P P P M P M V 2412 24121424l l l l 12??=?=ωω 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ω1沿顺时针方向转
第四章 平面机构的力分析 题4-7 机械效益Δ是衡量机构力放大程度的一个重要指标，其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力（力矩）与输入力（力矩）之比值，即Δ=d r d r F F M M //=。试求图示各机构在图示位置时的机械效益。图a 所示为一铆钉机，图b 为一小型压力机，图c 为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。 （a ） (b) (c) 解：(a)作铆钉机的机构运动简图及受力 见下图（a ） 由构件3的力平衡条件有：02343=++R R r F F F 由构件1的力平衡条件有：04121 =++d R R 按上面两式作力的多边形见图（b ）得 θcot ==?d r F F （b ）作压力机的机构运动简图及受力图见（c ） 由滑块5的力平衡条件有：04565=++R R F F G 由构件2的力平衡条件有：0123242 =++R R R 其中 5442R R = 按上面两式作力的多边形见图（d ），得t F G = ? (c) 对A 点取矩时有 b F a F d r ?=? a b =? 其中a 、b 为F r 、F d 两力距离A 点的力臂。t F G = ?
(d) (a)(b) d r R41 F R43 F d G 题4-8 在图示的曲柄滑块机构中，设已知l AB=0.1m，l BC=0.33m，n1=1500r/min（为常数），活塞及其附件的重量G3=21N，连杆质量G2=25N，J S2=0.0425kg·m2，连杆质心S2至曲柄销B的距离l BS2=l BC/3。试确定在图示位置时活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。 解：1) 选定比例尺, mm m l 005 .0 = μ绘制机构运动简图。(图(a) ) 2）运动分析：以比例尺vμ作速度多边形，如图(b) 以比例尺 a μ作加速度多边形如图4-1 (c) 2 44 . 23 s m c p a a C ='' =μ2 2 2 2100 s m s p a a S = '' =μ 2 2 2 1 5150 s BC c n l a l a BC t B C= '' = = μ μ α 3) 确定惯性力 活塞3：) ( 3767 3 3 3 3 N a g G a m F C S I = - = - =方向与c p''相反。 连杆2：) ( 5357 2 2 2 2 32 N a g G a m F S S I = - = - =方向与 2 s p'相反。 ) (8. 218 2 2 2 m N J M S I ? = - =α（顺时针） 总惯性力：) ( 5357 2 2 N F F I I = = ') ( 04 .0 2 2 2 m F M l I I h = =(图(a) )
第2章 2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的? 答：参考教材5~7页。 2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征? 答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。 2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况? 答：参考教材12~13页。 2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。 2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项? 答：参考教材15~17页。 2-6 在图2-20所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么? 答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。 2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答：参考教材18~19页。 2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么? 答：参考教材20~21页。 2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置)，试画出其机构运动简图，并计算其自由度。1)折叠桌或折叠椅；2)酒瓶软木塞开盖器；3)衣柜上的弹簧合页；4)可调臂台灯机构；5)剥线钳；6)磁带式录放音机功能键操纵机构；7)洗衣机定时器机构；8)轿车挡风玻璃雨刷机构；9)公共汽车自动开闭门机构；10)挖掘机机械臂机构；…。 2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计算其自由度。 2-11图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮j输入，使轴A连续回转；而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取)，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。 1)取比例尺绘制机构运动简图 2)分析是否能实现设计意图 解： 332410 f=?-?-=不合理∵0 f=，可改为 2-12图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构，试绘制其机构示意简图并计算自由度。 解： 2-16试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度 （a） 解： 342511 f=?-?-= A为复合铰链 （b） 解：（1）图示机构在D处的结构与图2-1所示者一致，经分析知该机构共有7个活动构件，8个低副(注意移动副F与F’，E与E’均只算作一个移动副)，2个高副；因有两个滚子2、4，所以有两个局部自由度，没有虚约束，故机构的自由度为 F=3n- (2p l+p h- p’)- F’=3ⅹ7- (2ⅹ8+2-0)- 2=1 （2）如将D处结构改为如图b所示形式，即仅由两个移动副组成。注意，此时在该处将带来一个虚约束。因为构件3、6和构件5、6均组成移动副，均要限制构件6在图纸平面内转动，这两者是重复的，故其中有一个为虚约束。经分析知这时机构的活动构件数为6，低副数为7，高副数和局部自由度数均为2，虚约束数为1，故机构的自由度为 F=3n- (2p l+p h- p’)- F’ =3×6- (2ⅹ7+2-1)- 2=1 上述两种结构的机构虽然自由度均为一，但在性能上却各有千秋：前者的结构较复杂，但没有虚约
Harbin Institute of Technology 机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 姓名：李清蔚 学号：1140810304 班级：1408103 指导教师：林琳
一.设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见表 1 表一：凸轮机构原始参数 升程（mm ) 升程 运动 角（o） 升程 运动 规律 升程 许用 压力 角（o） 回程 运动 角（o） 回程 运动 规律 回程 许用 压力 角（o） 远休 止角 （o） 近休 止角 （o） 40 90 等加 等减 速30 50 4-5-6- 7多 项式 60 100 120
二.凸轮推杆运动规律 （1）推程运动规律（等加速等减速运动） 推程F0=90° ①位移方程如下： ②速度方程如下： ③加速度方程如下： （2）回程运动规律（4-5-6-7多项式） 回程，F0=90°，F s=100°，F0’=50°其中回程过程的位移方程，速度方程，加速度方程如下：
三.运动线图及凸轮线图 本题目采用Matlab编程，写出凸轮每一段的运动方程，运用Matlab模拟将凸轮的运动曲线以及凸轮形状表现出来。代码见报告的结尾。 1、程序流程框图 开始 输入凸轮推程回 程的运动方程 输入凸轮基圆偏 距等基本参数 输出ds,dv,da图像 输出压力角、曲率半径图像 输出凸轮的构件形状 结束
2、运动规律ds图像如下： 速度规律dv图像如下： 加速度da规律如下图：
3.凸轮的基圆半径和偏距 以ds/dfψ-s图为基础，可分别作出三条限制线（推程许用压力角的切界限D t d t,回程许用压力角的限制线D t'd t'，起始点压力角许用线B0d'')，以这三条线可确定最小基圆半径及所对应的偏距e,在其下方选择一合适点，即可满足压力角的限制条件。 得图如下：得最小基圆对应的坐标位置O点坐标大约为（13，-50）经计算取偏距e=13mm，r0=51.67mm.
概念类1、在平面机构中，两构件通过面接触而构成的运动副称为低副，它引入2个约束；具有两个约束的运动副是转动副和移动副；通过点或线接触而构成的运动副称为高副，也可以说具有一个约束的运动副是高副。 2、两构件构成高副时，其瞬心在过接触点的公法线上。 3、最简单的自由度为1的平面连杆机构由多少个构件组成？ 4、平面连杆机构是构件用低副连接而成的机构，当平面四杆机构的运动副都是转动副 ,则称为铰链四杆机构。 5、铰链四杆机构的三种基本形式为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。 6、机构中传动角?和压力角?之和等于900。 7、从传力效果来看，传动角越大越好，压力角越小越好。 8、在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其它两构件长度之和时， 只能获得双摇杆机构。 9、机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于0且自由度数等于原动件数； 10、杆长不等的铰链四杆机构，在满足杆长和的条件下若以最短杆为机架，则为双曲柄机构，若不满足杆长和的条件下，则只能为双摇杆机构。 11、有一对心曲柄滑块机构，曲柄长为100mm,则滑块的行程是200mm，对吗？ 12、在曲柄滑块机构的两种基本形式，即对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构中，具有 急回运动特性的是偏置曲柄滑块机构。 13、摆动导杆机构的行程速比系数K=2,则该机构的摆角为600。 14、在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该增大传动角?； 15、当平面四杆机构处于死点位置时，其传动角? =00； 16、曲柄摇杆机构中有无急回运动的性质，取决于极位夹角?，?>0，有急回运动； 17、当曲柄位于与机架共线位置时，曲柄摇杆机构有可能出现最小或最大传动角。 18、平面铰链四杆机构中，当行程速比系数K=1时，机构没有急回运动特性，此时极位夹 角?= 0 。 19、铰链四杆机构中，能实现急回运动的有曲柄摇杆机构。 20、在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其它两杆长度之和时，为双摇杆机构； 21、滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线有2个，分别称为理论廓线和实际廓线。
机械原理作业集（第2版） 参考答案 （注：由于作图误差，图解法的答案仅供参考） 第一章绪论 1-1~1-2略 第二章平面机构的结构分析 2-1 2-2 2-3 F=1 2-4 F=1 2-5 F=1 2-6 F=1 2-7 F=0机构不能运动。 2-8 F=1 2-9 F=1 2-10 F=1 2-11 F=2 2-12 F=1 2-13 F=1 2为原动件，为II级机构。 8为原动件，为III级机构。 2-14 F=1，III级机构。 2-15 F=1，II级机构。 2-16 F=1，II级机构。F=1，II级机构。 第三章平面机构的运动分析 3-1 3-2（1）转动中心、垂直导路方向的无穷远处、通过接触点的公法线上（2）P ad
（3）铰链，矢量方程可解；作组成组成移动副的两活动构件上重合点的运动分析时，如果铰链点不在导路上 （4） 、 （5）相等 （6） 同一构件上任意三点构成的图形与速度图（或加速度图）中代表该三点绝对速度（或加速度）的矢量端点构成的图形， 一致 ；已知某构件上两点的速度，可方便求出第三点的速度。 （7）由于牵连构件的运动为转动，使得相对速度的方向不断变化。 3-3 16 1336133 1P P P P =ωω 3-4 略 3-5（1）080m /s C v .=（2）0.72m /s E v = （3） ?=26°、227° 3-6~3-9 略 3-10（a ）、（b ）存在， （c ）、（d ）不存在。 3-11~3-16 略 3-17 第四章 平面机构的力分析、摩擦及机械的效率 4-1 4-2 4-3 )sin )(( 2 11212 l l l l l l f f V ++ +=θ 4-4 F =1430N 4-5~4-9略 2 32/95.110 s m v -==ωB v JI v
机械原理大作业 二、题目（平面机构的力分析） 在图示的正弦机构中,已知l AB =100 mm,h1=120 mm,h2 =80 mm,W1 =10 rad/s(常数)，滑块2和构件3的重量分别为G2 =40 N和G3 =100 N,质心S2 和S3 的位置如图所示，加于构件3上的生产阻力Fr=400 N，构件1的重力和惯性力略去不计。试用解析法求机构在Φ1=60°、150°、220°位置时各运动副反力和需加于构件1上的平衡力偶M 。 b Array 二、受力分析图
三、算法 (1)运动分析 AB l l =1 滑块2 22112112/,/s m w l a s m w l v c c == 滑块3 21113113/cos ,sin s m l w v m l s ??== 212 113/sin s m w l a ?-= (2)确定惯性力 N w l g G a m F c 2 1122212)/(== N w l g G a m F 121133313sin )/(?-== (3)受力分析 i F F i F F x R D R x R C R 43434343,=-= j F j F F R R R 232323-==
j F i F j F i F F R x R y R x R R 2121121212--=+= j F F F y R x R R 414141+= 取移动副为首解副 ① 取构件3为分离体，并对C 点取矩 由0=∑y F 得 1323F F F r R -= 由0=∑x F 得 C R D R F F 4343= 由 ∑=0C M 得 2112343/cos h l F F R D R ?= ②取构件2为分离体 由0=∑x F 得 11212cos ?R x R F F = 由0 =∑y F 得 1123212sin ?F F F R y R -= ③取构件1为分离体，并对A 点取矩 由0=∑x F 得 x R x R F F 1241= 由0 =∑ y F 得 y R y R F F 1241= 由0=A M 得 1132cos ?l F M R b = 四、根据算法编写Matlab 程序如下： %--------------已知条件---------------------------------- G2=40; G3=100; g=9.8; fai=0; l1=0.1; w1=10; Fr=400; h2=0.8; %--------分布计算，也可将所有变量放在一个矩阵中求解------------------- for i=1:37 a2=l1*(w1^2); a3=-l1*(w1^2)*sin(fai); F12=(G2/g)*a2;
机械原理 课后答案西北工业大学机械原理及机械零件教研室编 第八版
第2章 2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的? 答：参考教材5~7页。 2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征? 答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。 2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况? 答：参考教材12~13页。 2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。 2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项? 答：参考教材15~17页。 2-6 在图2-20所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么? 答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。 2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答：参考教材18~19页。 2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么? 答：参考教材20~21页。 2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置)，试画出其机构运动简图，并计算其自由度。1)折叠桌或折叠椅；2)酒瓶软木塞开盖器；3)衣柜上的弹簧合页；4)可调臂台灯机构；5)剥线钳；6)磁带式录放音机功能键操纵机构；7)洗衣机定时器机构；8)轿车挡风玻璃雨刷机构；9)公共汽车自动开闭门机构；10)挖掘机机械臂机构；…。 2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可
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。 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。 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1=100rad/s，试求在图示位置导杆3的角速度3的大小和方向。 解: 由 V p ◎12 3 l qP i3 V B3 l qB 可得：V B 1 l O2P13 l O1P13 l qB 2吩12 V B' 2 l p24B 可得：V B I P24B占 l P P
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P24。根据瞬心的性 4-4所示的机构中，已 知：图示机构的尺寸, 1 ）在图上标出机构 的全部瞬心； 原动件1以匀角速度i沿逆时针 （2 ）用瞬心法确定点M的速度VM,需质，得P24 2 P24P12 4 P24P14 所以4 P24 R2 2 P24 R4 方向顺时针运 动。 解: 题图4-4 P4 P24 4-4在题图 方向转动。试确定：写出表达 式，并标出速度的方向。 题图4-3
P4M 1"P4P2 l B4P2 G M 4-5在题图4-5所示的机构中，已知： 方向转动。试确定：(1 )在图上标出机构的全部瞬心; 的角速度3,需写出表达式，并标出速度的方向。 图示机构的尺寸，原动件1以匀角速度1沿顺时针 2 )用瞬心法确定在此位置时构件 3 解：相应的瞬心和求解过程可以参考4—4,只需要利用V P13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 l AD=72mm 若取 min。 AD为机架，作图求该机构的极位夹角e，杆 l AB=28mm l Bc=70mm l cD=50mm CD的最大摆角和最小传动角 解: (1 )取比例尺 示。由图上量得 (2)由于I AB 题图4-8 i，画出机构的极限位置及传动角的极值位置图, 分别如图( 玄)和(b)所 13 71。 l AD l BC l CD，故存在曲柄。 又由于AB为最短杆，故机构演化为双曲柄机构， ( 另外，本题也可以利用三角形的边角关系求解具体数值。 C, D都是摆转 副。＞但在计算 min的时候，要注意: . o min min min ,180 max max max max ,180 4-9已知一偏置曲柄滑块机构，如题图4-9所示。其中，曲柄长度偏距 e=10mm (1)画出滑块的两个极限位置；(2)标出极位夹角程速比系数 K； (4)标出并计算最小传动角min 。 min l AB=15mm 连杆l Bc=50mm 及行程H; (3)计算行
机械原理大作业三 课程名称: 机械原理 级: 者: 号: 指导教师: 设计时间: 1.2机械传动系统原始参数 设计题目： 系: 齿轮传动设计 1、设计题 目 1.1机构运动简图 - 11 7/7777777^77 3 UtH TH7T 8 'T "r 9 7TTTT 10 12 - 77777" 13 ///// u 2
电动机转速n 745r/min ,输出转速n01 12r/mi n , n02 17r /mi n , n°323r/min，带传动的最大传动比i pmax 2.5 ,滑移齿轮传动的最大传动比 i vmax 4，定轴齿轮传动的最大传动比i d max 4。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实 现。设带传动的传动比为i pmax 2.5，滑移齿轮的传动比为9、心、「3，定轴齿轮传动的传动比为i f，则总传动比 i vi i vmax 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 滑移齿轮传动的传动比为 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、 7、8 9和10为角度变位齿轮，其齿数: Z5 11,Z6 43,Z7 14,Z8 39,Z9 18,乙。35 ；它们的齿顶高系数0 1，径向间隙
系数c 0.25，分度圆压力角200，实际中心距a' 51mm。 根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为角度变位齿轮，其齿数：Z11 z13 13，乙 2 z14 24。它们的齿顶高系数d 1，径向间隙系数c 0.25，分度圆压力角200,实际中心距 a' 46mm。圆锥齿轮15和16选择为标准齿轮令13,乙 6 24，齿顶高系数 h a 1，径向间隙系数c 0.20，分度圆压力角为200（等于啮合角’）。 4、滑移齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算 4.1滑移齿轮5和齿轮6
第四章 平面机构的力分析 题4-7 机械效益Δ是衡量机构力放大程度的一个重要指标，其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力（力矩）与输入力（力矩）之比值，即Δ=d r d r F F M M //=。试求图示各机构在图示位置时的机械效益。图a 所示为一铆钉机，图b 为一小型压力机，图c 为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。 （a ） (b) (c) 解：(a)作铆钉机的机构运动简图及受力 见下图（a ） 由构件3的力平衡条件有：02343=++R R r F F F 由构件1的力平衡条件有：04121 =++d R R 按上面两式作力的多边形见图（b ）得 θcot ==?d r F F （b ）作压力机的机构运动简图及受力图见（c ） 由滑块5的力平衡条件有：04565=++R R F F G 由构件2的力平衡条件有：0123242 =++R R R 其中 5442R R = 按上面两式作力的多边形见图（d ），得t F G = ? (c) 对A 点取矩时有 b F a F d r ?=? a b =? 其中a 、b 为F r 、F d 两力距离A 点的力臂。t F G = ?
(d) (a) (b)d r R41 F R43 F d G 题4-8 在图示的曲柄滑块机构中，设已知l AB=0.1m，l BC=0.33m，n1=1500r/min（为常数），活塞及其附件的重量G3=21N，连杆质量G2=25N，J S2=0.0425kg·m2，连杆质心S2至曲柄销B的距离l BS2=l BC/3。试确定在图示位置时活塞的惯性力以及连杆的总惯性力。 解：1) 选定比例尺, 绘制机构运动简图。(图(a) ) 2(b) 4-1 (c) 3) 确定惯性力 活塞3 连杆2 （顺时针） (图(a) )
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感谢你的观看 第2章 2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的? 答：参考教材5~7页。 2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征? 答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。 2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况? 答：参考教材12~13页。 2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。 2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项? 答：参考教材15~17页。 2-6 在图2-20所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么? 答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。 2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答：参考教材18~19页。 2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么? 答：参考教材20~21页。 2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置)，试画出其机构运动简图，并计算其自由度。1)折叠桌或折叠椅；2)酒瓶软木塞开盖器；3)衣柜上的弹簧合页；4)可调臂台灯机构；5)剥线钳；6)磁带式录放音机功能键操纵机构；7)洗衣机定时器机构；8)轿车挡风玻璃雨刷机构；9)公共汽车自动开闭门机构； 10)挖掘机机械臂机构；…。 2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计算其自由 感谢你的观看
1、在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角γmin可能出现在曲柄与机架两个共线位 置之一处。对 2、摆动导杆机构不存在急回特性。错 3、凡曲柄摇杆机构，极位夹角θ必不等于0，故它总具有急回特征。错 4、在铰链四杆机构中，如存在曲柄，则曲柄一定为最短杆。错 5、图示铰链四杆机构ABCD中，可变长度的a杆在某种合适的长度下，它能获得曲柄摇杆机构。错 6、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。对 7、任何平面四杆机构出现死点时，都是不利的，因此应设法避免。错 8、在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。对 9、在铰链四杆机构中，凡是双曲柄机构，其杆长关系必须满足：最短杆与最长杆杆长之和大于其它 两杆杆长之和。错 10、铰链四杆机构是由平面低副组成的四杆机构。对 11、平面连杆机构中，从动件同连杆两次共线的位置，出现最小传动角。错 12、任何一种曲柄滑块机构，当曲柄为原动件时，它的行程速比系数K=1。错 13、在单缸内燃机中若不计运动副的摩擦，则活塞在任何位置均可驱动曲柄。错 14、曲柄摇杆机构只能将回转运动转换为往复摆动。错 15、转动导杆机构中不论取曲柄或导杆为原动件,机构均无死点位置。对 16、增大构件的惯性，是机构通过死点位置的唯一办法。错 17、当曲柄摇杆机构把往复摆动运动转变成旋转运动时，曲柄与连杆共线的位置，就是曲柄的“死点” 位置。对 18、在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构无死点位置；而取导杆为原动件时，则机构有两 个死点位置。对 19、平面四杆机构的传动角在机构运动过程中是时刻变化的，为保证机构的动力性能，应限制其最小 值γmin不小于某一许用值[γ ]。对 20、偏置曲柄滑块机构中，若以曲柄为原动件时，最小传动角γmin能出现在曲柄与滑块的导路相平 行的位置。错 21、当机构的自由度F>0，且原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。b. 等于 22、铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄是最短构件。b. 不一定 23、当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角_______。c. 为90o 24、连杆机构行程速比系数是指从动杆反、正行程。 C. 平均速度的比值 25、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件，且共线时，其传动角为最小值。 c. 曲柄与机架 26、对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角为。b. 90° 27、设计连杆机构时，为了具有良好的传动条件，应使。正确答案是：传动角大一些，压力角小一些
第一章绪论 一、教学要求 （1）明确本课程研究的对象和内容，及其在培养机械类高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用。 （2）对机械原理学科的发展现状有所了解。 二、主要内容 1．机械原理课程的研究对象 机械原理（Theory of Machines and Mechanisms）是以机器和机构为研究对象，是一门 研究机构和机器的运动设计和动力设计，以及机械运动方案设计的技术基础课。 机器的种类繁多，如内燃机、汽车、机床、缝纫机、机器人、包装机等，它们的组成、功用、性能和运动特点各不相同。机械原理是研究机器的共性理论，必须对机器进行概括和 抽象内燃机与机械手的构造、用途和性能虽不相同，但是从它们的组成、运动确定性及功 能关系看，都具有一些共同特征： （1）人为的实物（机件）的组合体。 （2）组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。 （3）能完成有用机械功或转换机械能。 机构是传递运动和动力的实物组合体。最常见的机构有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构、螺旋机构、开式链机构等。它们的共同特征是： （1）人为的实物（机件）的组合体。 （2）组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。 2．机械原理课程的研究内容 1、机构的分析 1）机构的结构分析（机构的组成、机构简图、机构确定运动条件等）； 2）机构的运动分析（机构的各构件的位移、速度和加速度分析等）； 3）机构的动力学分析（机构的受力、效率、及在外力作用下机构的真实运动规律等）； 2、机构的综合（设计）：创新的过程 1）常用机构的设计与分析（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、常用间歇机构等）； 2）传动系统设计（选用、组装、协调机构） 通过对机械原理课程的学习，应掌握对已有的机械进行结构、运动和动力分析的方法，以及根据运动和动力性能方面的设计要求设计新机械的途径和方法。 3 机械原理课程的地位和作用 机械原理是以高等数学、物理学及理论力学等基础课程为基础的，研究各种机械所具有的共性问题；它又为以后学习机械设计和有关机械工程专业课程以及掌握新的科学技术成就打好工程技术的理论基础。因此，机械原理是机械类各专业的一门非常重要的技术基础课，它是从基础理论课到专业课之间的桥梁，是机械类专业学生能力培养和素质教育的最基本的课程。在教学中起着承上启下的作用，占有非常重要的地位。 4 机械原理课程的学习方法 1. 学习机械原理知识的同时,注重素质和能力的培养。 在学习本课程时，应把重点放在掌握研究问题的基本思路和方法上，着重于创新性思维的能力和创新意识的培养。 2．重视逻辑思维的同时,加强形象思维能力的培养。 从基础课到技术基础课，学习的内容变化了，学习的方法也应有所转变；要理解和掌握本课程的一些内容，要解决工程实际问题，要进行创造性设计，单靠逻辑思维是远远不够的，必须发展形象思维能力。 3．注意把理论力学的有关知识运用于本课程的学习中。
第1题机械是机器和( )的总称 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：绪论 第2题将其他形式的能量转换为机械能的机器称为（） 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：绪论 第3题构件和零件是两个不同的概念：构件是运动单元；零件是制造单元；机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由几个零件装配成的（）结构。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：绪论 第4题设计新机构时，首先应判断所设计机构运动的可能性及其具有（）运动的条件。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第5题由两个构件直接接触而组成的（）的联接称为运动副。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第6题空间两构件在未构成运动副之前，共有（）个相对运动的自由度。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析
第7题当构成运动副之后，空间两构件之间的相对运动将受到约束，其数目最少为1，而最多为（）。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第8题复合铰链即两个以上的构件在同一处构成的多个转动副。若复合铰链由m个构件组成，则其运动副的数目为（）个。 您的答案：A 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第9题局部自由度是指有些机构中某些构件所产生的（）其他构件的局部运动的自由度。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第10题虚约束是指机构中某些运动副带入的对机构运动起（）作用的约束。 您的答案：C 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第11题虚约束虽对机构的运动并（）约束作用，但会导致机构自由度的计算结果与机构的实际自由度不相符。 您的答案：B 题目分数：0.5 此题得分：0.5 批注：平面机构的结构分析 第12题为了便于对含有高副的平面机构进行分析研究，可以将机构中的高副根据一定的条件虚拟的以低副加以代替，这种代替的方法就叫做（）。
连杆的运动的分析 一．连杆运动分析题目 图1-13 连杆机构简图 二．机构的结构分析及基本杆组划分 1.。结构分析与自由度计算 机构各构件都在同一平面内活动，活动构件数n=5, PL=7,分布在A、B、C、E、F。没有高副，则机构的自由度为 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7-0=1 2．基本杆组划分 图1-13中1为原动件，先移除，之后按拆杆组法进行拆分，即可得到由杆3和滑块2组成的RPR II级杆组，杆4和滑块5组成的RRP II级杆组。机构分解图如下：
图二 图一 图三 三．各基本杆组的运动分析数学模型 图一为一级杆组， ? c o s l A B x B =， ? sin lAB y B = 图二为RPR II 杆组， C B C B j j B E j B E y y B x x A A B S l C E y x S l C E x x -=-==-+=-+=0000 )/a r c t a n (s i n )(c o s )(?? ? 由此可求得E 点坐标，进而求得F 点坐标。 图三为RRP II 级杆组， B i i E F i E F y H H A l E F A l E F y y l E F x x --==+=+=111)/a r c s i n (s i n c o s ??? 对其求一阶导数为速度，求二阶导数为加速度。
lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0; yC=-350; A0=xB-xC; B0=yB-yC; S=sqrt(A0.^2+B0.^2); zj=atan(B0/A0); xE=xB+(lCE-S)*cos(zj); yE=yB+(lCE-S)*sin(zj); a=0:0.0001:20/255; Xe=subs(xE,t,a); Ye=subs(yE,t,a); A1=H-H1-yB; zi=asin(A1/lEF); xF=xE+lEF*cos(zi); vF=diff(xF,t); aF=diff(xF,t,2); m=0:0.001:120/255; xF=subs(xF,t,m); vF=subs(vF,t,m); aF=subs(aF,t,m); plot(m,xF) title('位移随时间变化图像') xlabel('t(s)'),ylabel(' x') lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0;
机械原理B线下作业 第一次作业 一、判断题(判断正误，共2道小题) 1. 机构是具有确定运动的运动链 正确答案：说法正确 2. 平面四杆机构的曲柄存在条件为最长杆与最短杆的杆长之和不大于其余两杆长之和 正确答案：说法错误 二、主观题(共7道小题) 3. 齿轮的定传动比传动条件是什么？ 答：不论两齿廓在何位置接触，过接触点所作的齿廓公法线必须与两齿轮的连心线相交于一固定点。 4. 计算图7－2所示大减速比减速器的传动比。 答：将轮系分为两个周转轮系 ①齿轮A、B、E和系杆C组成的行星轮系；②齿轮A、E、F、G和系杆C组成的差动轮系。 因为，所以 将代入上式，最后得 5. 图7－4中，，为轮系的输入运动，C为轮系的运动输出构件。已知确定转速的大小和转向。 答：该轮系是由定轴轮系（１-２）和周转轮系（2-3-4-4’-5）组成的混合轮系。
对定轴轮系（１-２），有即 对周转轮系（2-3-4-4’-5），有 将，，代入上式，最后得，其中“-”表示齿轮5的转向与相同，方向“↓”，如下图所示。 6. 在图8－3中凸轮为半径为R的圆盘，凸轮为主动件。 （1）写出机构的压力角α与凸轮从图示位置转过的角度δ之间的关系； （2）讨论如果a ≥[a]，应采用什么改进设计的措施？ 答：当凸轮转动任意角时，其压力角a如下图所示。由图中几何关系有 所以机构的压力角 a与凸轮转角之间的关系为 （1）如果，则应减小偏距e，增大圆盘半径R和滚子半径r r。
（2） 7. 机械系统的等效驱动力矩和等效阻力矩的变化如图9-2所示。等效构件的平均角速度为。求该系统的最大盈亏功。 答：由下图中的几何关系可以求出各个盈、亏功的值如下其中“+”表示盈功，“—”表示亏功。 画出示功图，如下图(b)，先画出一条水平线，从点a开始，盈功向上画,亏功向下画。示功图中的最低点对应， 最高点对应。图 (b)可以看出，点b最高，则在该点系统的角速度最大；点c最低，系统的角速度最小。则 的积分下限和上限应为下图(a)中的点b和点c。 8. 在下列情况下选择机构的传动方案
机械原理大作业 课程名称：机械原理 设计题目：连杆机构运动分析 院系：机械工程院 班级： xxxx 学号： xxxxx 设计者： xx 设计时间：2016年6月
一、题目 1-12：所示的六连杆机构中，各构件尺寸分别为：lAB =200mm，lBC=500mm，lCD=800mm，xF=400mm，xD=350mm，yD=350mm，w1=100rad/s，求构件5上的F点的位移、速度和加速度。 二、数学模型 1.建立直角坐标系 以F点为直角坐标系的原点建立直角坐标系X-Y,如下图所示。
2.机构结构分析 该机构由I级杆组RR（原动件AB）、II级杆组RRR（杆2、3）、II级杆组PRP （杆5、滑块4）组成。 3.各基本杆组运动分析 1.I级杆组RR（原动件AB） 已知原动件AB的转角
φ＝0－2Π 原动件AB的角速度 w=10rad/s 原动件AB的角加速度 α=0 运动副A的位置 xA=-400,yA=0 运动副A的速度 vA=0,vA=0 运动副A的加速度 aA=0,aA=0 可得： xB=xA+lAB*cos(φ) yB=yA+lAB*sin(φ) 速度和加速度分析： vxB=vxA-wl*AB*sin(Φ) vyB=vyA+w*lAB*sin(φ) axB=axA-w2*lAB*cos(φ)-e*lAB*sin(φ) ayB=ayA-w2*lAB*sin(φ)+e*lAB*cos(φ)
2.II级杆组RRR（杆2、3） 杆2的角位置、角速度、角加速度 lBC=500mm，lCD=800mm，xD=350mm，yD=350mm， ψ2=arctan﹛[Bo+﹙Ao2+Bo2-Co2﹚?]／﹙Ao+Bo﹚﹜ ψ3=arctan[﹙yC-yD)／(xC-xD)] Ao=2*LBC(xD-xB) Bo=2*LBC(yD-yB) lBD2=(xD-xB)2+(yD-yB)2 Co=lBC2+lBD2-lCD2 xC=xB+lBC*cos(ψ2) yC=xB+lBC*sin(ψ2) 求导可得C点的角速度和角加速度。