机械原理(第七版)作业答案1-8-A4
2—5 图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思是：动力由齿轮 1 输入，使轴 A 连续回转 ， 而装在轴 A 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，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
2—7 计算图示机构的度，并指出其中是否有复合铰链、局部度或虚约束。说明该机构具 有确定运动的条件。
2—8 计算图示机构的度，并指出其中是否有复合铰链、局部度或虚约束。说明该机构 具有确定运动的条件。
2—10 计算图示机构的度，并分析组成此机构的基本杆组，确定机构的级别。如在该机构中 改选 EG 为原动件，试问划分的基本杆组及机构的级别与前者有何不同？
2—12 计算图示机构的度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机 构的级别。
2—13 计算图示机构的度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机 构的级别。
（2) 当φ =165°时，构件 2 的 BC 线(或其延长线)上速度最小的点 E 的及速度的大小； （3）当 vC=0 时，φ角之值（有两个解），并做出相应的机构图。
3—13 在图示的齿轮—连杆组合机构中，为固定齿条，齿轮 3 的齿数为齿轮 4 的 2 倍，设已知 原动件 1 以等角速度1顺时针方向回转，试用图解法求机构在图示时，E 点的速度 vE 以及齿 轮 3、4 的速度影像。
4—1 图示为一机床的矩形—V 形导轨副，拖板 1 与导轨 2 组成复合移动副。已知拖板 1 的移动方 向垂直纸面，重心在 S 处，几何尺寸如图所示，各接触面间的摩擦系数为 f。试求导轨副的当量摩 擦系数
4—2 在图示楔块机构中，已知：==600，Q=1000N，各接触面间的摩擦系数 f=0.15。Q 为生产 阻力，试求所需的驱动力 F （画出力矢量多边形，用正弦求解）。
4—3 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，滑块与导的摩擦角为 φ， 驱动力为 F，阻力矩为 M。试在下列各机构简图中画出各运动副中反力方向（必须注明力矢 量的脚标）。
4—4 图示为一摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮 1 沿逆时针方向回转，Q 为作用在摆杆 2 上的外载 荷，试确定各运动副中的总反力（FR31、FR12、FR32）的方位。图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ。 解：
4—5 图示偏心圆盘凸机构中，已知各构件的尺寸，作用在从动件上的生产阻力 Q，凸轮的惯性力 Fi1，运动副 B 的摩擦角为φ。凸轮以等角速度ω1 逆时针方向回转。试求：(1) 各运动副中的反力；(2) 需加在凸轮轴上的平衡力矩 M1（在图上画出各运动副反力，注明脚标，并列出力平衡方程式，画 出力矢量多边形，已知力大小按图示长度画。） 解：
4—6 在图示机构中，已知驱动力为 F，工作阻力矩为 Mr，若不计各构件的重量及惯性力，试在机 构图中画出各构件的受力。图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ。 解：
4—7 在图示机构中，已知原动件 1 在驱动力矩 Md 的作用下等速转动，1 如图所示。作用在从动 件 2 上的生产阻力为 Q，图中虚线圆为摩擦圆，运动副 C 的摩擦角为φ。试在图上画出各运动副 反力（注明脚标），写出构件 2 的力平衡方程式，并画出力矢量多边形。 解：
5—1 在图示斜面机构中，设已知摩擦面间的摩擦系数 f=0.2。求在 Q 力作用下（反行程）机构的 临界自锁条件和在此条件下正行程（在 F 力作用下）的效率。
5—2 图示为一焊接用的楔形夹具。利用这个夹具把两块要焊的工件 1 及 1预先夹妥，以便焊接。 图中 2 为夹具体，3 为楔块。试确定此夹具的自锁条件（即当夹紧后，楔块 3 不会自动松脱出来 的 条 件 ）。
解 1：以 3 为研究对象，去掉 F，反行程受力如图 （a）， FR23作用在摩擦角内，则自锁，即有：
(1) 求出在图示欲产生 Q=400N 的法向预紧力，需要加在手柄上的力 F 为多少？ (2) 判断当力 F 去掉后，该机构是否自锁？为什么？ 解：
5—4 在图示的缓冲器中，若已知各楔块接触面间的摩擦系数 f 及弹簧的压力 Q，试求当楔块 2、3 被等速推开和等速恢复原位时力 F 的大小、该机构的效率以及此缓冲器正反行程不至发生自锁的 条件。
5—6 图示为一带式运输机，由电动机 1 经带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带 8。设已知运 输带 8 所需的曳引力 F=5500N，运送速度 v=1.2m/s。带传动（包括轴承）的效率 1=0.95，每对齿 轮（包括轴承）的效率2=0.97，运输带 8 的机械效率 3=0.92。试求该系统的总效率及电动机所 需的功率。
5—7 如图所示，电机通过带传动及圆锥、圆柱齿轮传动带动工作机 A 和 B。设每对齿轮（包括轴 承）的效率1=0.97，带传动（包括轴承）的效率 2=0.92，工作机 A、B 的功率分别为 PA=5KW， PB=1KW，效率分别为 A=0.8，B=0.5，试求传动系统总效率及电动机所需的功率。
6—1 图示为一钢制圆盘，盘厚 b=50mm，Ⅰ处有一直径=50mm 的通孔，Ⅱ处是一质量 m2=0.5kg 的重块。为了使圆盘平衡，在 r=200mm 制一通孔。试求此孔的直径与（钢的密度 =7.8g/cm3）。 52
6—3 图示一曲轴，已知两个不平衡质量 m1 m2 m ， r1 r2 ，如图，试判断该轴是否静 平衡？是否动平衡？若不平衡，求下列两种情况下在两个平衡基面 I、II 上需加的平衡质径积
l12=l23=l34=300mm，各偏心质量的方位角如图所示。若置于平衡基面Ⅰ及Ⅱ中的平衡质量 mb及 mb
6—5 图示带有刀架盘 A 的机床主轴需要作动平衡试验，现校正平面取Ⅰ、Ⅱ两回转面，但所用 的动平衡机只能测量在两支承范围内的校正平面的不平衡量。现测得平面 Ⅰ、Ⅲ内应加质径积为
m1r1=1gm，m3r 3=1.2g m，方向如图所示。能否在Ⅰ、Ⅱ两回转面内校正？如何校正？
6—6 高速水泵的凸轮轴系由三个互相错开 1200的偏心轮所组成，每一偏心轮的质量为 0.4kg，其
偏心距为 12.7mm。设在平衡面 A 和 B 处各装一个平衡质量 mA和 mB 使之平衡，其回转半径为 10mm， 其它尺寸如图所示（单位：mm）。 求 mA 和 mB 的大小和。
6—7 图示为一滚筒，在轴上装有带轮。现已测知带轮有一偏心质量 m1=1kg；另外，根据该滚筒
的结构，知其具有两个偏心质量 m 2=3kg，m3=4kg，各偏心质量的如图所示（长度单位为 mm）。 若将平衡基面选在滚筒的端面，两平衡基面中平衡质量的回转半径均取为 400mm，试求两平衡质 量的大小和方位。
7—1 图示的搬运器机构中，已知：滑块质量 m=20kg（其余构件质量忽略不计），lAB=lED=100mm， lBC=lCD=lEF=200mm，φ1=φ23=φ3=900。求由作用在滑块 5 上的阻力 F5=1KN 而换算到构件 1 的轴 A 上的等效阻力矩 Mr 及换算到轴 A 的滑块质量的等效转动惯量 J。
P1=367.7W 和 P2=3677W，曲柄的平均转速 n=100r/min，空程中曲柄的转角为φ1=1200。当机构的运 转不均匀系数=0.05 时，试确定电机的平均功率，并分别计算在以下两种情况中的飞动惯量JF （略去各构件的重量和转动惯量）。 (1) 飞轮装在曲柄轴上；
(2) 飞轮装在电机轴上，电动机的额定转速 nn=1440r/min。电动机通过减速器驱动曲柄。为简化计 算，减速器的转动惯量忽略不计。
7—5 某内燃机的曲柄输出力矩 Md 随曲柄转角φ的变化曲线如图所示，其运动周期φT=π，曲柄的 平均转速 nm=620r/min，当用该内燃机驱动一阻杭力为的机械时，如果要求运转不均匀系数 =0.01，试求：
7—6 图示为某机械系统的等效驱动力矩 Med 及等效阻力力矩 Mer 对转角φ的变化曲线，φ T为其变
8—3 在下列图示的各机构中，已知各构件的尺寸（比例尺μl=0.0025 m/mm）， 杆 AB 为主动件，转 向如图所示。要求：
(2) 机构是否存在急回运动？若存在，试用作图法确定其极位夹角 ，计算其行程速比系数 K，并 确定从动件工作行程的运动方向；
CD 的 lCD=75mm，行程速比系数 K=1.5，机架 AD 的长度 lAD=100mm，摇杆的一个极限与机架 间的夹角ψ=45，试求曲柄 AB 的长度和连杆 BC 的长度（有两个解）。
杆的铰接点取在 C 点（即图中的 C1或 C2 点），试用图解法求曲柄 AB、摇杆 CD 和机架 AD 的长度 。
机构，炉门关闭时在 E1，敞开时在 E2，试设计一铰链四杆机构来实现炉门启闭的操作。 (1) 按已选定炉门上的两个铰链 B 和 C 的（图(b)）；
将铰链 A、D 与炉门 1 刚化； 搬移至与 2 重合，得到 A1′、D1′； 分别作 A A1′、D D1′的垂直平分线 的垂直平分线mm 的竖直线的交点即为 所求的 A、D。
8—7 图（a）所示为机床变速箱机构的示意图。已知滑动齿轮行程 H=60mm， lDE=100mm， lCD=120mm，lAD=250mm，其相互如图。当滑动齿轮在另一端时，手柄为铅垂方向。试用 图解法在图（b）中设计此机构，求出杆长 lAD 、lBC。 解：
（要求保留作图过程线 在图示的 铰链 四杆 机构 中， 已知 lAB=30mm ， lAD=60mm ， lDE=40mm ，两连架 杆之 间对 应的转角关系如图示，试用图解法设计此机构（即在 DE 构件上求出铰链 C 位 置 ）。