機械原理第二版課后答案朱理

1、PAGE PAGE 47機械原理作業(yè)第一章 結構分析作業(yè)1.2 解： F = 3n2PLPH = 33241= 0 該機構不能運動，修改方案如下圖：1.2 解： （a）F = 3n2PLPH = 34251= 1 A點為復合鉸鏈。（b）F = 3n2PLPH = 35262= 1 B、E兩點為局部自由度, F、C兩點各有一處為虛約束。（c）F = 3n2PLPH = 35270= 1 FIJKLM為虛約束。1.3 解： F = 3n2PLPH = 372100= 1 1）以構件2為原動件，則結構由87、65、43三個級桿組組成，故機構為級機構(圖a)。2）以構件4為原動件，則結構由87、65、

2、23三個級桿組組成，故機構為級機構(圖b)。3）以構件8為原動件，則結構由2345一個級桿組和67一個級桿組組成，故機構為級機構(圖c)。 (a) (b) (c)第二章 運動分析作業(yè)2.1 解：機構的瞬心如圖所示。 2.2 解：取作機構位置圖如下圖所示。1.求D點的速度VD而 ，所以 2. 求1 3. 求2 因 ，所以4. 求C點的速度VC2.3 解：取作機構位置圖如下圖a所示。1. 求B2點的速度VB2 VB2 =1LAB =1030= 300 mm/s2.求B3點的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？ 方向 BC AB BC取作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得：

3、，所以 由圖a量得：BC=123 mm , 則 3. 求D點和E點的速度VD 、VE利用速度影像在速度多邊形，過p點作CE，過b3點作BE，得到e點；過e點作pb3，得到d點 , 由圖量得：，所以 ，； 4. 求35. 求 6. 求 aB3 aB3n aB3t aB2 aB3B2k aB3B2 大小 32LBC ？ 12LAB 23VB3B2 ？ 方向 BC BC BA BC BC 取作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ，,所以 7. 求 8. 求D點和E點的加速度aD 、aE利用加速度影像在加速度多邊形，作, 即，得到e點；過e點作，得到d點 , 由圖量得：，所以 ， 。2.7 解：取作機

4、構位置圖如下圖a所示。一、用相對運動圖解法進行分析1. 求B2點的速度VB2 VB2 =1LAB =200.1 = 2 m/s2.求B3點的速度VB3 VB3 VB2 VB3B2 大小 ？ 1LAB ？方向 水平 AB BD取作速度多邊形如下圖b所示，由圖量得： ，所以 而VD= VB3= 1 m/s 3.求 4. 求 a B3 aB2n a B3B2 大小 ？ 12LAB ？ 方向 水平 BA BD取作速度多邊形如上圖c所示，由圖量得： ，所以 。二、用解析法進行分析第三章 動力分析作業(yè)3.1 解： 根據(jù)相對運動方向分別畫出滑塊1、2所受全反力的方向如圖a所示，圖b中三角形、分別為滑塊2、1

5、的力多邊形，根據(jù)滑塊2的力多邊形得： ，由滑塊1的力多邊形得： ， 而 所以 3.2 解：取作機構運動簡圖，機構受力如圖a)所示；取作機構力多邊形，得： ，3.2 解：機構受力如圖a)所示由圖b)中力多邊形可得： 所以 3.3 解：機構受力如圖所示由圖可得：對于構件3而言則：，故可求得 對于構件2而言則：對于構件1而言則：，故可求得 3.7 解： 1. 根據(jù)相對運動方向分別畫出滑塊1所受全反力的方向如圖a所示，圖b為滑塊1的力多邊形，正行程時Fd為驅動力，則根據(jù)滑塊1的力多邊形得： ，則夾緊力為：2. 反行程時取負值，為驅動力，而為阻力，故 ，而理想驅動力為：所以其反行程效率為：當要求其自鎖時

6、則，故 ，所以自鎖條件為：3.10 解：1.機組串聯(lián)部分效率為： 2. 機組并聯(lián)部分效率為： 3. 機組總效率為： 4. 電動機的功率 輸出功率：電動機的功率：第四章 平面連桿機構作業(yè)4.1 解： 1. d為最大，則 故 d為中間，則 故 所以d的取值范圍為：2. d為最大，則 故 d為中間，則 故 d為最小，則 故 d為三桿之和，則 所以d的取值范圍為：和3. d為最小，則 故 4.3 解：機構運動簡圖如圖所示，其為曲柄滑塊機構。4.5 解： 1. 作機構運動簡圖如圖所示；由圖量得：， ，所以 ， 行程速比系數(shù)為：2. 因為 所以當取桿1為機架時，機構演化為雙曲柄機構，C、D兩個轉動副是擺轉

7、副。3. 當取桿3為機架時，機構演化為雙搖桿機構，A、B兩個轉動副是周轉副。4.7 解：1. 取作機構運動簡圖如圖所示；由圖量得：，故行程速比系數(shù)為：由圖量得：行程：2. 由圖量得：，故3. 若當，則K= 1 ，無急回特性。4.11 解：1.取，設計四桿機構如圖所示。2.由圖中量得：， ，。4.16 解：1.取，設計四桿機構如圖所示。2.由圖中量得：， 。3.圖中ABC為的位置，由圖中量得，圖中AB”C” 為的位置，由圖中量得。4.滑塊為原動件時機構的死點位置為AB1C1和AB2C2兩個。4.18 解：1.計算極位夾角：2.取，設計四桿機構如圖所示。3.該題有兩組解，分別為AB1C1D和AB2

8、C2D由圖中量得： ， ；， 。第五章 凸輪機構作業(yè)5.1 解：圖中(c)圖的作法是正確的，(a) 的作法其錯誤在于從動件在反轉過程的位置應該與凸輪的轉向相反,圖中CB為正確位置；(b) 的作法其錯誤在于從動件在反轉過程的位置應該與起始從動件的位置方位一致，圖中CB為正確位置；(d) 的作法其錯誤在于從動件的位移不應該在凸輪的徑向線上量取，圖中CB為正確位置。 5.4 解：如圖所示。5.5 解： 凸輪的理論輪廓曲線、偏距圓、基圓如圖所示；最大行程h =bc=20mm、推程角、回程角； 凸輪機構不會發(fā)生運動失真，因為凸輪理論輪廓曲線為一圓。5.7 解：所設計的凸輪機構如圖所示。5.13 解： 1

9、) 理論輪廓為一圓，其半徑R=50mm； 2) 凸輪基圓半徑； 3) 從動件升程h = 50mm； 4) 推程中最大壓力角 5) 若把滾子半徑改為15 mm，從動件的運動沒有變化，因為從動件的運動規(guī)律與滾子半徑無關。第六章 齒輪機構作業(yè)6.1 解： 1） 2），查表得 6.2 解：1. ， 2. 取則，6.4 解： 6.5 解： 1），； 2） 3） 4） 5) , 6.9 解：1. 2. 3. 4. 6.12 解：1. 齒輪1、2和齒輪3、4的傳動中心距分別為： 根據(jù)其中心距，選齒輪3、4為標準齒輪傳動，而齒輪1、2為正變位傳動。實際中心距取為a50 mm，此方案為最佳。因為，齒輪3、4的中

10、心距較大，選其為標準傳動，使該設計、加工簡單，互換性好，同時也避免了齒輪1、2采用負變位傳動不利的情況。齒輪l、2采用正傳動，一方面可避免齒輪發(fā)生根切，如齒輪 z11517，故必須采用正變位；另一方面齒輪的彎曲強度及接觸強度都有所提高。2. 齒輪1、2改為斜齒輪傳動時，由題意要求：兩輪齒數(shù)不變，模數(shù)不變，即，m nm2 mm ，其中心距為則 ， 3. 4. 對于斜齒輪來說不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為： 而 所以該齒輪不會發(fā)生根切。6.14 解：1. , 2. , 6.15 解：各個蝸輪的轉動方向如圖所示。6.17 解： 1. , ,對于圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為： ，當 則會發(fā)生根切，而 ，故會

11、發(fā)生根切。 2. 則 而 ，故不會發(fā)生根切。第七章 齒輪系作業(yè)7.2 解：齒條的移動方向如圖所示，其輪系傳動比為： 則齒輪5的轉速為：又齒輪5分度圓直徑為： 所以齒條的移動速度為： 7.3 解：1. 其輪系傳動比為：則齒輪4的轉速（即轉筒5的轉速）為：所以重物的移動速度為： 2. 電動機的轉向如圖所示。7.6 解：1. 該輪系為復合輪系，由齒輪1、2、2、3、H組成一個周轉輪系，由齒輪1、2、2、4、H另組成一個周轉輪系。2. 周轉輪系1、2、2、3、H的傳動比為： 則 故 所以與轉向相同 3. 周轉輪系1、2、2、4、H的傳動比為： 則 ， 故所以與轉向相同 7.8 解：1. 該輪系為復合輪

12、系，由齒輪1、2、3、H組成周轉輪系，由齒輪3、4、5組成定軸輪系。 2. 周轉輪系的傳動比為： 故 定軸輪系的傳動比為：故 3. 因此 所以 7.13 解：1. 該輪系為復合輪系，由齒輪3、4、5、H組成周轉輪系，由齒輪1、2、2、3組成一個定軸輪系，由齒輪5、6組成另一個定軸輪系。 2. 周轉輪系的傳動比為： 故 ，則定軸輪系1、2、2、3的傳動比為：故 定軸輪系5、6的傳動比為：故 3. 而 ，所以 因此與轉向相反。第八章 其他常用機構作業(yè)8.5 解： 第九章 機械的平衡作業(yè)9.3 解：盤形轉子的平衡方程為： 則 取 ，畫向量多邊形， 由向量多邊形量得ae=55 mm , ， 所以 則

13、解析法計算：9.4 解：1. 將質量、向平面和平面進行分解：2.在平面內有、，故其平衡方程為： 則 取 ，畫向量多邊形圖a)，由向量多邊形a)量得ad=40 mm , ， 所以 則 3.在平面內有、，故其平衡方程為： 則 取 ，畫向量多邊形圖b)，由向量多邊形量b)得ad=39 mm , ， 所以 則 解析法計算：1. 在平面內 則 2. 在平面內則 附錄資料：不需要的可以自行刪除 流體機械原理課后解答p41習題一：一、為了滿足一個規(guī)劃中的企業(yè)用電高峰的需要，擬在有利地形處建一座具有一臺泵及一臺水輪機的抽水蓄能電站，該企業(yè)每天對電能的需要為：14h為P1=8MW；10h為P2=40MW。假定該

14、企業(yè)可以從電網(wǎng)中獲得的電功率Pv是常數(shù)，已知：水輪機的總效率，泵的總效率，壓力管道的損失，電站的靜水頭。為簡單計，假定和為常數(shù)，其它損失忽略不計。假定該裝置中水的總量為常數(shù)（上游無來水，下游不放水，并忽略蒸發(fā)泄漏），試求：必需的值。泵與水輪機的工作參數(shù)，。上游及下游水池的最小容積V。解：從電網(wǎng)中獲得的電能不足時，用水輪機發(fā)電補充；從電網(wǎng)中獲得的電能有多余時，用于泵去抽水蓄能。MWm3/s， m3/s對水輪機：m3/s；， MW，MW，對于泵：m3/s；，MW，MWVm3二、水輪機效率實驗時在某一導葉開度下測得下列數(shù)據(jù)：蝸殼進口處壓力表讀數(shù)Pa，壓力表中心高程m，壓力表所在鋼管直徑m，電站下游水

15、位m，流量m/s，發(fā)電機功率kW，發(fā)電機效率，試求水輪機效率及機組效率。解：，；而，=0，=0m水輪機的效率機組效率三、某泵裝置中，進口管直徑mm，其上真空表讀數(shù)Pa（500mmHg），出口管路直徑mm，其上壓力表讀數(shù)MPa，壓力表位置比真空表高1m，輸送介質為礦物油，其密度kg/m3，泵的流量為m3/s，試求泵的揚程。解：泵的揚程某泵裝置中，進出口管直徑相同cm，進口真空表讀數(shù)mmHg，出口管路上壓力表讀數(shù)kgf/cm2，壓力表位置比真空表高1m，輸送介質為礦物油，其密度kg/m3，泵的流量為 L/s，試求泵的揚程。答案：四、一臺送風機的全壓為1.96kPa，風量為40m3/min，效率為5

16、0，試求其軸功率。Wp103習題二四、軸流轉漿式水輪機某一圓柱流面=2m，n=150r/min，在某一流量下=4m/s。試求：a)當葉片轉到使=10時，作出口速度三角形。此時轉輪出口水流的動能是多少？其中相對于的部分又是多少？b)為了獲得法向出口，應轉動葉片使為多少？此時出口動能又為多少？c)設尾水管回能系數(shù)=0.85，且假定尾水管只能回收相應于的動能，則上面兩種情況下出口動能損失各為多少？a)m/sm/sm/smmb)mc)回收的能量：損失的能量： 或五、在進行一臺離心泵的能量平衡實驗時，測得下列數(shù)據(jù)：軸功率P=15kW；流量=0.013m3/s；揚程H=80m；轉速n=2900r/min；

17、葉輪密封環(huán)泄漏量=0.0007m3/s；圓盤摩擦功率=1.9kW；軸承與填料摩擦功率=0.2kW；另外給定了泵的幾何尺寸：輪直徑=0.25m；出口寬度=6mm；葉片出口角=23。試求：a)泵的總效率及水力、容積和機械效率。b)葉輪出口速度三角形。（不計葉片厚度，=0）c)滑移系數(shù)、反作用度a)b) m/sm/sc)或p103習題四四、一臺泵的吸入口徑為200mm，流量為=77.8L/s，樣本給定=5.6m，吸入管路損失=0.5m。試求：1）在標準狀態(tài)下抽送常溫清水時的值。2）如此泵在拉薩（=64922.34Pa）使用，從開敞的容器中抽吸80溫水，其值又為多少？（注：80清水的=47367.81Pa，