機(jī)械原理第二版課后答案朱理

1、PAGE PAGE 47機(jī)械原理作業(yè)第一章 結(jié)構(gòu)分析作業(yè)1.2 解： F = 3n2PLPH = 33241= 0 該機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)，修改方案如下圖：1.2 解： （a）F = 3n2PLPH = 34251= 1 A點(diǎn)為復(fù)合鉸鏈。（b）F = 3n2PLPH = 35262= 1 B、E兩點(diǎn)為局部自由度, F、C兩點(diǎn)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(gòu)件2為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由87、65、43三個(gè)級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)(圖a)。2）以構(gòu)件4為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由87、65、

2、23三個(gè)級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)(圖b)。3）以構(gòu)件8為原動(dòng)件，則結(jié)構(gòu)由2345一個(gè)級(jí)桿組和67一個(gè)級(jí)桿組組成，故機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)(圖c)。 (a) (b) (c)第二章 運(yùn)動(dòng)分析作業(yè)2.1 解：機(jī)構(gòu)的瞬心如圖所示。 2.2 解：取作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖所示。1.求D點(diǎn)的速度VD而 ，所以 2. 求1 3. 求2 因 ，所以4. 求C點(diǎn)的速度VC2.3 解：取作機(jī)構(gòu)位置圖如下圖a所示。1. 求B2點(diǎn)的速度VB2 VB2 =1LAB =1030= 300 mm/s2.求B3點(diǎn)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(diǎn)和E點(diǎn)的速度VD 、VE利用速度影像在速度多邊形，過(guò)p點(diǎn)作CE，過(guò)b3點(diǎn)作BE，得到e點(diǎn)；過(guò)e點(diǎn)作pb3，得到d點(diǎn) , 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(diǎn)和E點(diǎn)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(diǎn)；過(guò)e點(diǎn)作，得到d點(diǎn) , 由圖量得：，所以 ， 。2.7 解：取作機(jī)

4、構(gòu)位置圖如下圖a所示。一、用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法進(jìn)行分析1. 求B2點(diǎn)的速度VB2 VB2 =1LAB =200.1 = 2 m/s2.求B3點(diǎn)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(jìn)行分析第三章 動(dòng)力分析作業(yè)3.1 解： 根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，機(jī)構(gòu)受力如圖a)所示；取作機(jī)構(gòu)力多邊形，得： ，3.2 解：機(jī)構(gòu)受力如圖a)所示由圖b)中力多邊形可得： 所以 3.3 解：機(jī)構(gòu)受力如圖所示由圖可得：對(duì)于構(gòu)件3而言則：，故可求得 對(duì)于構(gòu)件2而言則：對(duì)于構(gòu)件1而言則：，故可求得 3.7 解： 1. 根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shí)Fd為驅(qū)動(dòng)力，則根據(jù)滑塊1的力多邊形得： ，則夾緊力為：2. 反行程時(shí)取負(fù)值，為驅(qū)動(dòng)力，而為阻力，故 ，而理想驅(qū)動(dòng)力為：所以其反行程效率為：當(dāng)要求其自鎖時(shí)

6、則，故 ，所以自鎖條件為：3.10 解：1.機(jī)組串聯(lián)部分效率為： 2. 機(jī)組并聯(lián)部分效率為： 3. 機(jī)組總效率為： 4. 電動(dòng)機(jī)的功率 輸出功率：電動(dòng)機(jī)的功率：第四章 平面連桿機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示，其為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。4.5 解： 1. 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示；由圖量得：， ，所以 ， 行程速比系數(shù)為：2. 因?yàn)?所以當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)，C、D兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是擺轉(zhuǎn)

7、副。3. 當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)，A、B兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是周轉(zhuǎn)副。4.7 解：1. 取作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)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(dāng)，則K= 1 ，無(wú)急回特性。4.11 解：1.取，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)如圖所示。2.由圖中量得：， ，。4.16 解：1.取，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)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(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置為AB1C1和AB2C2兩個(gè)。4.18 解：1.計(jì)算極位夾角：2.取，設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)作業(yè)5.1 解：圖中(c)圖的作法是正確的，(a) 的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過(guò)程的位置應(yīng)該與凸輪的轉(zhuǎn)向相反,圖中CB為正確位置；(b) 的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件在反轉(zhuǎn)過(guò)程的位置應(yīng)該與起始從動(dòng)件的位置方位一致，圖中CB為正確位置；(d) 的作法其錯(cuò)誤在于從動(dòng)件的位移不應(yīng)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(jī)構(gòu)不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)失真，因?yàn)橥馆喞碚撦喞€為一圓。5.7 解：所設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)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(dòng)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(dòng)件的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有變化，因?yàn)閺膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與滾子半徑無(wú)關(guān)。第六章 齒輪機(jī)構(gòu)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(dòng)中心距分別為： 根據(jù)其中心距，選齒輪3、4為標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，而齒輪1、2為正變位傳動(dòng)。實(shí)際中心距取為a50 mm，此方案為最佳。因?yàn)?，齒輪3、4的中

10、心距較大，選其為標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)，使該設(shè)計(jì)、加工簡(jiǎn)單，互換性好，同時(shí)也避免了齒輪1、2采用負(fù)變位傳動(dòng)不利的情況。齒輪l、2采用正傳動(dòng)，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(qiáng)度及接觸強(qiáng)度都有所提高。2. 齒輪1、2改為斜齒輪傳動(dòng)時(shí)，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(duì)于斜齒輪來(lái)說(shuō)不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為： 而 所以該齒輪不會(huì)發(fā)生根切。6.14 解：1. , 2. , 6.15 解：各個(gè)蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示。6.17 解： 1. , ,對(duì)于圓錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)為： ，當(dāng) 則會(huì)發(fā)生根切，而 ，故會(huì)

11、發(fā)生根切。 2. 則 而 ，故不會(huì)發(fā)生根切。第七章 齒輪系作業(yè)7.2 解：齒條的移動(dòng)方向如圖所示，其輪系傳動(dòng)比為： 則齒輪5的轉(zhuǎn)速為：又齒輪5分度圓直徑為： 所以齒條的移動(dòng)速度為： 7.3 解：1. 其輪系傳動(dòng)比為：則齒輪4的轉(zhuǎn)速（即轉(zhuǎn)筒5的轉(zhuǎn)速）為：所以重物的移動(dòng)速度為： 2. 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向如圖所示。7.6 解：1. 該輪系為復(fù)合輪系，由齒輪1、2、2、3、H組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，由齒輪1、2、2、4、H另組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系。2. 周轉(zhuǎn)輪系1、2、2、3、H的傳動(dòng)比為： 則 故 所以與轉(zhuǎn)向相同 3. 周轉(zhuǎn)輪系1、2、2、4、H的傳動(dòng)比為： 則 ， 故所以與轉(zhuǎn)向相同 7.8 解：1. 該輪系為復(fù)合輪

12、系，由齒輪1、2、3、H組成周轉(zhuǎn)輪系，由齒輪3、4、5組成定軸輪系。 2. 周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比為： 故 定軸輪系的傳動(dòng)比為：故 3. 因此 所以 7.13 解：1. 該輪系為復(fù)合輪系，由齒輪3、4、5、H組成周轉(zhuǎn)輪系，由齒輪1、2、2、3組成一個(gè)定軸輪系，由齒輪5、6組成另一個(gè)定軸輪系。 2. 周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比為： 故 ，則定軸輪系1、2、2、3的傳動(dòng)比為：故 定軸輪系5、6的傳動(dòng)比為：故 3. 而 ，所以 因此與轉(zhuǎn)向相反。第八章 其他常用機(jī)構(gòu)作業(yè)8.5 解： 第九章 機(jī)械的平衡作業(yè)9.3 解：盤形轉(zhuǎn)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(jì)算：9.4 解：1. 將質(zhì)量、向平面和平面進(jìn)行分解：2.在平面內(nèi)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(nèi)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(jì)算：1. 在平面內(nèi) 則 2. 在平面內(nèi)則 附錄資料：不需要的可以自行刪除 流體機(jī)械原理課后解答p41習(xí)題一：一、為了滿足一個(gè)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(tái)泵及一臺(tái)水輪機(jī)的抽水蓄能電站，該企業(yè)每天對(duì)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(jī)的總效率，泵的總效率，壓力管道的損失，電站的靜水頭。為簡(jiǎn)單計(jì)，假定和為常數(shù)，其它損失忽略不計(jì)。假定該裝置中水的總量為常數(shù)（上游無(wú)來(lái)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(jī)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(shí)，用水輪機(jī)發(fā)電補(bǔ)充；從電網(wǎng)中獲得的電能有多余時(shí)，用于泵去抽水蓄能。MWm3/s， m3/s對(duì)水輪機(jī)：m3/s；， MW，MW，對(duì)于泵：m3/s；，MW，MWVm3二、水輪機(jī)效率實(shí)驗(yàn)時(shí)在某一導(dǎo)葉開度下測(cè)得下列數(shù)據(jù)：蝸殼進(jìn)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(jī)功率kW，發(fā)電機(jī)效率，試求水輪機(jī)效率及機(jī)組效率。解：，；而，=0，=0m水輪機(jī)的效率機(jī)組效率三、某泵裝置中，進(jìn)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(zhì)為礦物油，其密度kg/m3，泵的流量為m3/s，試求泵的揚(yáng)程。解：泵的揚(yáng)程某泵裝置中，進(jìn)出口管直徑相同cm，進(jìn)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(zhì)為礦物油，其密度kg/m3，泵的流量為 L/s，試求泵的揚(yáng)程。答案：四、一臺(tái)送風(fēng)機(jī)的全壓為1.96kPa，風(fēng)量為40m3/min，效率為5

16、0，試求其軸功率。Wp103習(xí)題二四、軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)某一圓柱流面=2m，n=150r/min，在某一流量下=4m/s。試求：a)當(dāng)葉片轉(zhuǎn)到使=10時(shí)，作出口速度三角形。此時(shí)轉(zhuǎn)輪出口水流的動(dòng)能是多少？其中相對(duì)于的部分又是多少？b)為了獲得法向出口，應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片使為多少？此時(shí)出口動(dòng)能又為多少？c)設(shè)尾水管回能系數(shù)=0.85，且假定尾水管只能回收相應(yīng)于的動(dòng)能，則上面兩種情況下出口動(dòng)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(jìn)行一臺(tái)離心泵的能量平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得下列數(shù)據(jù)：軸功率P=15kW；流量=0.013m3/s；揚(yáng)程H=80m；轉(zhuǎn)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(jī)械效率。b)葉輪出口速度三角形。（不計(jì)葉片厚度，=0）c)滑移系數(shù)、反作用度a)b) m/sm/sc)或p103習(xí)題四四、一臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下抽送常溫清水時(shí)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，