西北工业大学机械原理课后答案第7章1
西工大教材-机械原理各章习题及答案
D 虚约束 F
局部自由度
A
B
C
b 虚约束
虚约束
I
GD
FC B
K
JH E
A
C）
F’= F=3x5-2x7=1
（4）解 n=6 pι=7
A3
C2
1
6
45
B
7
D
ph=3(由于齿轮 5 与齿条得距离不定，
d)
靠重力压在齿条，因此是有两点接触，相当于低副，故应算两个
高副，)
p’=
F’=
F=3x6-2x7-3
ν B3 = µν • pb3(m / s) ω3 = µν • pb3 / µl • BD(逆时针）
b3
n’ P’(d3)
b2 b1
d3 p1
k’
µO
b3’ b1’b2’
b)
2）加速度分析（图 c）
avnB3 + avt B32 = avB2 + avk B3 B2 + avr B3 B2
n
c) µO
思考题第二章平面机构结构分析机械工程及自21222621028机械与电子21262102228第三章平面机构运动分析所有专业313536323334第四章平面机构的力分析所有专业4546第五章机械的效率所有专业5358595556第六章机构的平衡所有专业626364第七章速度的波动与调节所有专业71727576第八章平面连杆机构及其设计所有专业82838981181381812814第九章凸轮机构及其设计所有专业9192939596第十章齿轮机构及其设计所有专业1021031061071091010101110121013第十一章轮系及其设计所有专业111112116118111011111112第二章平面机构的结构分析21如图a所示为一简易冲床机构的初拟设计方案
机械原理答案1-7
第二章 平面机构的结构分析
题2-1 图a 所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1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴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（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。 解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-1a)
2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p
01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F
原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由
度。
3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。 (1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。 (2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-1d)。
1
1
(c)
题2-1
(d)
5
4
3
6
4
(a)
5
3
2
5
2
1
5
43
6
4
2
6
(b)
3
2
1
讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和
1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d ）所示。
机械原理第七版西北工业大学课后习题答案(2—8章)
机械原理课后习题答案
第二章 机构的结构分析
题2-11 图a 所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1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴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（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。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-11a)
2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p
01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F
原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。 (2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-11d)。
1
1
(c)
题2-11
(d)
5
4
3
6
4
(a)
5
3
2
5
2
1
5
43
6
4
2
6
(b)
3
2
1
讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d ）所示。
机械原理_课后习题答案免费(全面)高教版 西北工大
p' = 2p'l + p'h − 3n' = 2 × 10 + 0 − 3 × 6 = 2
F = 3n − (2pl + ph − p') − F' = 3 × 11 − (2 × 17 + 0 − 2) − 0 =1
4
6
(2-3)
F = 3n − (2pl + ph ) = 3 × 3 − (2 × 4 + 0) = 1
1
F = 3n − (2pl + ph − p') − F' = 3 × 4 − (2 × 5 + 1 − 0) − 0 =1
F = 3n − (2pl + ph − p') − F' = 3 × 7 − (2 × 8 + 2 − 0) − 2 =1
题3-4解
取μι作机构运动简图；并求出各瞬心如图所示。 μl = 2 mm 1）当φ=165时，点C的速度vC =?
v P 24 = ω2 ⋅ P12 P24 μl = ω4 ⋅ P14 P24 μl P12 P24 48.5 ⇒ ω4 = ω2 = 10 × = 4.47 (rad / s ) 108.5 P14 P24
机械原理课后答案第七章作业
a b
x
作能量指示图（如图b），由图b可知，在 c 处机械出现能量
最大值，即ψ= ψc 时，n=nmax。故 ψ(max )=20°+ 30°+ 54.2°=104.2°
这时 nmax =(1+δ/2)nm=(1+0.01/2)×620=623.1(r/min)
b）
3）求装在曲轴上的飞轮转动惯量JF ： △Wmax =Wbc = 89.1Nm 故 JF = 900△Wmax / (π2nm2 [δ] ) = 900×89.1/(π2×6202×0.001) = 2.11(kg· m2) b）
1）曲柄最大转速nmax和相应的曲柄转角ψ(max ) ；
2）装在曲轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。 解：1）确定阻抗力矩 因一个运动循环内驱动功应等 于阻抗功，有
ψTMr = Md(ψ)dψ=200(π/6+π)/2
0
π
a）
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故Mr =200(π/6+π)/π=116.7(Nm)
7-1 如图所示为一机床工作台的传动系统，设已知各齿轮的齿数，
齿轮3的分度圆半径r3，各齿轮的转动惯量J1、J2、J2′、J3，因为
齿轮1直接装在电动机轴上，故包含了电动机转子的转动惯 量，工作台和被加工零件的
重量之和为G。当取齿轮1
机械原理课后练习答案(西工大版)
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；…。
机械原理习题答案
机械原理习题答案
篇一：机械原理_课后习题答案第七版
《机械原理》作业题解
第二章
机构的构造分析
F＝3n－2pl－ph ＝3×－2×－1＝0 34 F = 3n ? (2pl + ph )= 3 ×4 ? (2 ×5 + 1) = 1
7 4
3
8 5 2 9 1-1' F = 3n ?(2pl + ph ? p') ? F'= 3 ×8 ? (2 ×10 + 2 ? 0) ?1
= 1
篇二：机械原理第七版西北工业大学习题答案(特别全答案详解).doc
第二章平面机构的构造分析
题2-1 图a所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1输入，使轴A连续回转；而固装在轴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，以到达冲压的目的。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。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-1a) 2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装能作为一个活动件，故n?3 pl?3 ph?1
F?3n?2pl?ph?3?3?2?4?1?0
的自由度。尽在轴A上，只
原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由度。3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低
副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。
西北工业大学机械原理课后参考答案
第七章 机械的运转及其速度波动的调节
题7-7如图所示为一机床工作台的传动系统，设已知各齿轮的齿数，齿轮3的分度圆半径r 3，各齿轮的转动惯量J 1、J 2、J 2`、J 3，因为齿轮1直接装在电动机轴上，故J 1中包含了电动机转子的转动惯量，工作台和被加工零件的重量之和为G 。当取齿轮1为等效构件时，试求该机械系统的等效转动惯量J e 。
解：根据等效转动惯量的等效原则，有
∑=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=n
i i Si Si i e J v m J 122ωωω 2
12133212221
221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=''ωωωωωωωv g G J J J J J e 2322123232213221222
121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+='''Z Z Z Z r g G Z Z Z Z J Z Z J Z Z J J J e 题7-9已知某机械稳定运转时其主轴的角速度ωs =100rad/s ，机械的等效转动惯量J e =0.5Kg ·m 2，制动器的最大制动力矩M r =20N ·m （该制动器与机械主轴直接相联，并取主轴为等效构件）。设要求制动时间不超过3s ，试检验该制动器是否能满足工作要求。
解：因此机械系统的等效转动惯量J e 及等效力矩M e 均为常数，故可利用力矩形式的机械运动方程式dt
d J M
e e ω= 其中：25.020m kg m N M M r e ⋅=⋅-=-= ωωωd d d M J dt r e 025.020
机械原理孙恒课后答案
机械原理孙恒课后答案
【篇一：机械原理(第七版) 孙桓主编第7章】
ss=txt>1.设某机器的等效转动惯量为常数，则该机器作匀速稳定运转的条件
是，作变速稳定运转的条件
是。
2.机器中安装飞轮的原因，一般是为了，同时还可获得的效果。
3.在机器的稳定运转时期，机器主轴的转速可有两种不同情况，即稳定运转，在前一种情况，机器主轴速度是，在后一种情况，机器主轴速度
是。
4.机器中安装飞轮的目的是和。
7.机器等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转
化的，因而它的数值除了与各构件本身的质量（转动惯量)有关外，还
与。
8.机器等效动力学模型中的等效力(矩)是根据则进行转化的，等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转化的。
9.机器等效动力模型中的等效力(矩)是根据的原则进行转化的，
因而它的数值除了与原作用力(矩)的大小有关外，还与有关。
10.若机器处于起动(开车)阶段，则机器的功能关系应
是，机器主轴转速的变化情况将
是。
11.若机器处于停车阶段，则机器的功能关系应是，机
器主轴转速的变化情况将
是。
12.用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动
惯量将越，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，
应将飞轮安装在轴上。
13.当机器运转时，由于负荷发生变化使机器原来的能量平衡关系遭到破坏，引起机器
运转速度的变化，称为，为了重新达到稳定运转，需要采用来
调节。
14.在机器稳定运转的一个运动循环中，运动构件的重力作功等于因为。
15.机器运转时的速度波动有速度波动两种，
机械原理第七版西北工业大学课后习题答(2-7章)
第二章 机构的结构分析
题2-11 图a 所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1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴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（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。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-11a)
2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p
01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F
原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。 (2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-11d)。
题2-11
讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d ）所示。
题2-12 图a 所示为一小型压力机。图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O 连续转动。在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
西北工业大学机械原理课后答案第7章
第7章课后习题参考答案
7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么?
7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节?
答: 当作用在机械上的驱动力（力矩)周期性变化时，机械的速度会周期性波动。机械的速度波动不仅影响机械的工作质量，而且会影响机械的效率和寿命。调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。
7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么?
答： 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化．就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮轴的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，机械运转速度减慢．飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。
非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，机械就会越转越快或越转越慢．而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况，起不到调速的作用，所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。 7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用?
解： 因为安装飞轮后，飞轮起到一个能量储存器的作用，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。对于锻压机械来说，在一个工作周期中，工作时间很短．而峰值载荷很大。安装飞轮后．可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，达到节能的目的，因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。 7—5由式J F =△W max ／(ωm 2 [δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)? 答：①当△W max 与ωm 一定时，若[δ]下降，则J F 增加。所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。
西北工业大学机械原理课后答案
第七章 机械的运转及其速度波动的调节
题7-7如图所示为一机床工作台的传动系统，设已知各齿轮的齿数，齿轮3的分度圆半径r 3，各齿轮的转动惯量J 1、J 2、J 2`、J 3，因为齿轮1直接装在电动机轴上，故J 1中包含了电动机转子的转动惯量，工作台和被加工零件的重量之和为G 。当取齿轮1为等效构件时，试求该机械系统的等效转动惯量J e 。
解：根据等效转动惯量的等效原则，有
∑=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=n
i i Si Si i e J v m J 122ωωω 2322123232213221222
121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+='''Z Z Z Z r g G Z Z Z Z J Z Z J Z Z J J J e 212133212221
221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=''ωωωωωωωv g G J J J J J e 题7-9已知某机械稳定运转时其主轴的角速度ωs =100rad/s ，机械的等效转动惯量J e =0.5Kg ·m 2，制动器的最大制动力矩M r =20N ·m （该制动器与机械主轴直接相联，并取主轴为等效构件）。设要求制动时间不超过3s ，试检验该制动器是否能满足工作要求。
解：因此机械系统的等效转动惯量J e 及等效力矩M e 均为常数，故可利用力矩形式的机械运动方程式dt
d J M
e e ω= 其中：25.020m kg m N M M r e ⋅=⋅-=-= ωωωd d d M J dt r e 025.020
机械原理(西工大第七版)习题册答案1——7章
第二章
平面机构的结构分析
题2-1 图a 所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1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴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（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。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-1a) 2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故
3=n 3=l p 1=h p
01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F
原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即
不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由度。 3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。 (1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。 (2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。 (3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平
面高副(图2-1d)。
1
1
(c)
题2-1
(d)
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4
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6
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(a)
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(b)
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1
讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给
机构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以
西北工业大学机械原理习题答案
5．3个彼此作平面平行运动的构件间共有3个速度瞬心，这几个瞬心必定位于一条直线上。
6．机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是K＝N(N－1)/2。
7．铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心。
8．速度比例尺μν表示图上每单位长度所代表的速度大小，单位为：(m/s)/mm。
方向：⊥CD ⊥AB ⊥BC 方向：C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
大小： ？ ω1lAB？ 大小：ωCD2lCD？ ω12lABωCB2lCB？
有：vC=0，ω3=0，ω2=0.5ω1aC=aCt=1.5aB=1.5ω12lAB
方向： ? ⊥AB ⊥BC∥BC
大小： ？ ω1lAB？ 0 ?
10．平面机构是指组成机构的各个构件均在同一个平面上运动。
11．在平面机构中，平面低副提供2个约束，平面高副提供1个约束。
12．机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。
13．机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目应等于机构的自由度的数目。
1—2试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写出结果）。其中：
n=10pL=13pH=2
p'=0F'=1
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
机械原理(西工大第七版)习题选解
机械原理习题选解
武秀东
2007年6月
教材：
普通高等教育“十五”国家级规划教材
机械原理
（第七版）
西北工业大学机械原理及机械零件教研室编
孙桓陈作模葛文杰主编
高等教育出版社
本教材第四版曾获全国第二届高等学校优秀教材优秀奖
本教材第五版曾获教育部科技进步奖二等奖
第二章机构的结构分析
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1输入，使轴A连续回转；
而固装在轴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（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（要求用机构示意
图表示出来）。
解
⑴分析：绘制机构运动简图
沿着运动传递的路线，根据各个活动构件参与构成运动副的情况（两构件组成的运动副的类型，取决于两构件之间的相对运动关系），确定表示各个构件的符号，再将各个构件符号连接起来，就得到机构运动简图（或机构示意图）。
构件2：与机架5构成转动副A；与构件3构成凸轮高副。所以构件2的符号为图a)。
构件3：与构件2构成凸轮高副；与机架5构成转动副；与机架4构成转动副。所以构件3的符号为图b)。
构件4：与机架3构成转动副；与机架5构成移动副。所以构件4的符号为图c)或图d)。
将这些构件符号依次连接起来，就得到机构运动简图，如题2-11答图a)或b)所示。机构运动简图，如题2-11答图a)或b)所示。
题2-11图图a) 图b) 图c)
⑵分析：是否能实现设计意图
在机构的结构分析中判断该方案否能实现设计意图，应该从以下两点考虑：①机构自由度是否大于零；②机构原动件的数目是否等于机构自由度的数目。因此，必须计算该机构的自由度F=3n-(2p L +p H )=3×3-(2×4+1)=0。 因为机构的自由度为 F=3n-(2p L +p H )=3×3-(2×4+1)=0 可知，该机构不能运动，不能实现设计意图。 ⑶分析修改方案
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第七章 机械的运转及其速度波动的调节
题7-7如图所示为一机床工作台的传动系统，设已知各齿轮的齿数，齿轮3的分度圆半径r 3，各齿轮的转动惯量J 1、J 2、J 2`、J 3，因为齿轮1直接装在电动机轴上，故J 1中包含了电动机转子的转动惯量，工作台和被加工零件的重量之和为
G 。当取齿轮1为等效构件时，试求该机械系统的等效转动惯量J e 。
解：根据等效转动惯量的等效原则，有
∑=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=n
i i Si Si i e J v m J 122ωωω 212133212221
221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=''ωωωωωωωv g G J J J J J e 2
322123232213221222
121⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+='''Z Z Z Z r g G Z Z Z Z J Z Z J Z Z J J J e 题7-9已知某机械稳定运转时其主轴的角速度ωs =100rad/s ，机械的等效转动惯量J e =·m 2，制动器的最大制动力矩M r =20N ·m （该制动器与机械主轴直接相联，并取主轴为等效构件）。设要求制动时间不超过3s ，试检验该制动器是否能满足工作要求。
解：因此机械系统的等效转动惯量J e 及等效力矩M e 均为常数，故可利用力矩形式的机械运动方程式dt
d J M
e e ω= 其中：25.020m kg m N M M r e ⋅=⋅-=-= ωωωd d d M J dt r e 025.020
5.0-=-=-= ()s t S S 5.2025.0025.0==--=∴ωωω
由于 s s t 35.2<= 所以该制动器满足工作要求。
题7-11 在图a 所示的刨床机构中，已知空程和工作行程中消耗于克服阻抗力的恒功率分别为P 1=和P 2=3677W ，曲柄的平均转速n=100r/min ，空程中曲柄的转角φ1=120°。当机构的运转不均匀系数δ=
时，试确定电动机所需的平均功率，并分别计算在以下两种情况中的飞轮转动惯量J F （略去各构件的重量和转动惯量）：
1）飞轮装在曲柄轴上；
2）飞轮装在电动机轴上，电动机的额定转速n n =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。
解：（1）根据在一个运动循环内，驱动功与阻抗功应相等。可得
2211t P t P PT +=
()()
W
p p T t P t P P 9.2573323677317.3672122112211=⎪⎭⎫ ⎝
⎛⨯+⨯=++=+=φφφφ （2）最大盈亏功为 ()()
()m N n
P P t P P W ⋅=⨯⨯⨯-=-=-=∆24.441100
131607.3679.25732601
111max πφ （3）求飞轮转动惯量
当飞轮装在曲柄轴上时，飞轮的转动惯量为
[]22222max 473.8005
.010024.441900900m kg n W J F ⋅=⨯⨯⨯=∆=πδπ
当飞轮装在电机轴上时，飞轮的转动惯量为
22
2388.01440100473.80m kg n n J J n F F ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=' 讨论：由此可见，飞轮安装在高速轴（即电机轴）上的转动惯量要比安装在低速轴（即曲柄轴）上的转动惯量小得多。
题7-12 某内燃机的曲柄输出力矩M d 随曲柄转角φ的变化曲线如图a 所示，其运动周期πφ=T ，曲柄的平均转速m in 620r n m =，当用该内燃机驱动一阻力为常数的机械时如果要求运转不均匀系数01.0=δ，试求：
1) 曲轴最大转速m ax n 和相应的曲柄转角位置()m ax φ；
2) 装在曲轴上的飞轮转动惯量F J （不计其余构件的转动惯量）。
解: 1)确定阻抗力矩
因一个运动循环内驱动功应 等于 阻抗功，有
⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⨯⨯==ππφ621200OABC T T A M 解得()
m N M r ⋅=+=67.11626200πππ
2)求m ax n 和()m ax φ
作其系统的能量指示图（图b ），由图b 知，
在 c 处机构出现能量最大值，即
C φφ=时，max n n =故()C φφ=m ax
()︒=-⨯
+︒+︒=16.10420067.1162001303020m ax φ 这时()()min 1.623620201.0121max r n n m
=⨯+=+=δ 3)求装在曲轴上的飞轮转动惯量F J ()m
N A W aABc ⋅=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯++-⨯+-==∆08.892
120067.116200180130620067.11620018020667.116200max ππππ
故[]22222max 113.201
.062008.89900900m kg n W J F ⋅=⨯⨯⨯=∆=πδπ