重庆大学机械原理课后习题解答

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机械原理习题册答案

参考答案第一章绪论一，填空题1.1 能量，物料，信息1.2运动，动力 1.3制造，运动，装配二、选择题2.1 D 2.2 B 三，简答题第二章机械的结构分析二、综合题1．n = 7 ，p l = 9 ，p h = 121927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。

2．（a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。

n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F3．（c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 313726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4．（a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅱ级组因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。

（c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。

5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。

Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。

可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。

6．（a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。

机械原理课后答案

习题解答第一章绪论1-1 答：1 ）机构是实现传递机械运动和动力的构件组合体。

如齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构等。

2 ）机器是在组成它的实物间进行确定的相对运动时，完成能量转换或做功的多件实物的组合体。

如电动机、内燃机、起重机、汽车等。

3 ）机械是机器和机构的总称。

4 ）a. 同一台机器可由一个或多个机构组成。

b. 同一个机构可以派生出多种性能、用途、外型完全不同的机器。

c. 机构可以独立存在并加以应用。

1-2 答：机构和机器，二者都是人为的实物组合体，各实物之间都具有确定的相对运动。

但后者可以实现能量的转换而前者不具备此作用。

1-3 答：1 ）机构的分析：包括结构分析、运动分析、动力学分析。

2 ）机构的综合：包括常用机构设计、传动系统设计。

1-4 略习题解答第二章平面机构的机构分析2－1 ～2－5 （答案略）2-6(a) 自由度F＝1 (b) 自由度F＝1(c) 自由度F＝12-7题2 －7 图F ＝3 × 7 －2 × 9 －2 ＝12 -8a) n ＝7 ＝10 ＝0 F ＝3×7－2×10 ＝1b) B 局部自由度n ＝3 ＝3 ＝2 F＝3×3 －2×3－2＝1c) B 、D 局部自由度n ＝3 ＝3 ＝2 F＝3×3 －2×3－2 ＝1d) D( 或C) 处为虚约束n ＝3 ＝4 F＝3×3 －2×4＝1e) n ＝5 ＝7 F＝3×5－2×7＝1f) A 、B 、C 、E 复合铰链n ＝7 ＝10 F ＝3×7－2×10 ＝1g) A 处为复合铰链n ＝10 ＝14 F ＝3×10 －2×14＝2h) B 局部自由度n ＝8 ＝11 ＝1 F ＝3×8－2×11－1 ＝1i) B 、J 虚约束C 处局部自由度n ＝6 ＝8 ＝1 F ＝3×6 －2×8－1＝1j) BB' 处虚约束A 、C 、D 复合铰链n ＝7 ＝10 F ＝3×7－2×10＝1 k) C 、D 处复合铰链n＝5 ＝6 ＝2F ＝3×5－2×6－2 ＝1l) n ＝8 ＝11 F ＝3×8－2×11 ＝2m) B 局部自由度I 虚约束4 杆和DG 虚约束n ＝6 ＝8 ＝1 F ＝3×6－2×8－1 ＝12-9a) n ＝3 ＝4 ＝1 F ＝3 × 3 －2 × 8 －1 ＝0 不能动。

机械原理课后习题答案

机械原理课后习题答案1. 两个质量分别为m1和m2的物体，它们分别靠在光滑水平面上的两个弹簧上，两个弹簧的弹性系数分别为k1和k2。

求当两个物体分别受到的外力分别为F1和F2时，两个物体的加速度分别是多少？答，根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度，即F=ma。

根据这个公式，可以得出两个物体的加速度分别为a1=F1/m1，a2=F2/m2。

2. 一个质量为m的物体，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。

求当物体受到外力F时，物体的加速度是多少？答，同样根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度，即F=ma。

根据这个公式，可以得出物体的加速度为a=F/m。

3. 一个质量为m的物体，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。

求当物体受到外力F时，弹簧的位移是多少？答，根据胡克定律，弹簧的位移与受到的外力成正比，即F=kx，其中x为弹簧的位移。

解出x=F/k，即弹簧的位移与外力成反比。

4. 一个质量为m的物体，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。

求当物体受到外力F时，弹簧的振动周期是多少？答，根据弹簧的振动周期公式T=2π√(m/k)，可以得出弹簧的振动周期与物体的质量和弹簧的弹性系数有关，与受到的外力无关。

5. 一个质量为m的物体，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。

求当物体受到外力F时，弹簧的振幅是多少？答，根据弹簧振动的公式x=Acos(ωt+φ)，可以得出弹簧的振幅与受到的外力无关，只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。

求当物体受到外力F时，弹簧的振动频率是多少？答，根据弹簧振动的公式f=1/2π√(k/m)，可以得出弹簧的振动频率与受到的外力无关，只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。

7. 一个半径为r的圆盘，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。

求当圆盘受到外力F时，圆盘的加速度是多少？答，根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度，即F=ma。

机械原理课后习题答案

第四章课后习题4—12图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F为作用在活塞上的力转动副A及B上所画的小圆为摩擦圆，试决定在此三个位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向（构件重量及惯性力略去不计）。

解：上图中构件2受压力。

因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐减小，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受压力，故FR12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA在逐渐增大，相对角速度ω23也沿顺时针方向，故FR32应切于摩擦圆的上方。

R32解：上图构件2依然受压力。

因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB逐渐减小，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受压力，故F R12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小，故相对角速度ω23沿逆时针方向，F R32应切于摩擦圆的下方。

解：上图构件2受拉力。

因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐增大，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受拉力，故FR12应切于摩擦圆的上方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小，故相对角速度ω23沿顺时针方向，FR32应切于摩擦圆的下方。

4-13 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转，F为作用在推杆2上的外载荷，试确定凸轮1及机架3作用给推杆2的总反力FR12及FR32方位（不考虑构件的重量及惯性力，解：经受力分析，FR12的方向如上图所示。

在FR12的作用下，2相对于3顺时针转动，故FR32应切于摩擦圆的左侧。

补充题1 如图所示，楔块机构中，已知γ＝β＝60°，Q ＝1000N 格接触面摩擦系数f ＝0.15，如Q 为有效阻力，试求所需的驱动力F 。

解:对机构进行受力分析,并作出力三角形如图。

对楔块1，R 21R310F F F ++=由正弦定理有21sin(602sin(90R F F ϕϕ+-=））o o ① 对楔块2，同理有R12R320Q F F ++=sin(90sin(602ϕϕ+-=））o o ②sin(602sin(602F Q ϕϕ+=⋅-））o o且有2112R R F F = ，8.53arctgf ϕ＝＝o ③联立以上三式，求解得F ＝1430.65N2 如图示斜面机构，已知：f （滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数）、λ（滑块1的倾斜角）、Q （工作阻力，沿水平方向），设不计两滑块质量，试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F 。

机械原理课后习题答案部分

第二章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,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;2-5 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2-22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;2-11 如图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组成的凸轮机构将使冲头上下运动以达到冲压目的;试绘出其机构运动简图,分析其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;2分析其是否可实现设计意图;F=3n- 2P l +P h –p’ -F’=3×3-2×4+1-0-0=0此简易冲床不能运动,无法实现设计意图;3修改方案;为了使此机构运动,应增加一个自由度;办法是：增加一个活动构件,一个低副;修改方案很多,现提供两种;※2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵;其偏心轮1绕固定轴心A转动,与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动;当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入,并将空气从阀5中排出,从而形成真空;1试绘制其机构运动简图；2计算其自由度;解：1取比例尺作机构运动简图如图所示;2 F=3n-2p1+p h-p’-F’=3×4-2×4+0-0-1=12-14 解：1绘制机构运动简图1）绘制机构运动简图F=3n-2P l +P h –p’-F’=3×5-2×7+0-0-0=12）弯曲90o 时的机构运动简图※2-15试绘制所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图以手掌8作为相对固定的机架,井计算自由度;解：1取比倒尺肌作机构运动简图；2计算自由度1⨯=-F210⨯73=2-17 计算如图所示各机构的自由度;aF=3n- 2P l +P h–p’-F’=3×4-2×5+1 -0-0=1A处为复合铰链bF=3n-2P l +P h–p’-F’=3×7-2×8+2-0-2=12、4处存在局部自由度cp’= 2P l ’+P h ’-3n’=2×10+0-3×6=2,F=3n-2P l +P h–p’-F’=3×11-2×17+0-2-0=1C、F、K 处存在复合铰链,重复部分引入虚约束※2-21图示为一收放式折叠支架机构;该支架中的件1和5分别用木螺钉连接于固定台板1’和括动台板5’上．两者在D处铰接,使活动台板能相对于固定台极转动;又通过件1,2,3,4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽连接使活动台板实现收放动作;在图示位置时,虽在活动台板上放有较重的重物．活动台板也不会自动收起,必须沿箭头方向推动件2,使铰链B,D重合时．活动台板才可收起如图中双点划线所示;现已知机构尺寸l AB=l AD=90 mm；l BC=l CD=25 mm,其余尺寸见图;试绘制该机构的运动简图,并计算其自由度;解：F=3n-2p1+p b-p’-F’=3×5-2×6+1-0-1=12-23 图示为一内燃机的机构简图,试计算其自由度,并分析组成此机构的基本杆组;有如在该机构中改选EG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同;解：1计算自由度F=3n-2P l +P h–p’-F’=3×7-2×10+0-0-0=12拆组3EG 为原动件,拆组2-24 试计算如图所示平面高副机构的自由度,并在高副低代后分析组成该机构的基本杆组;1、解：1计算自由度F=3n-2P l +P h –p ’-F ’=3×5-2×6+1-0-1=12从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副如图2所示 3高副低代如图3所示 4拆组如图4所示 2、解：1计算自由度F=3n-2P l +P h –p ’-F ’=3×-2×9+1-0-1=12从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副如图b 所示 3高副低代如图c 所示 4拆组如图d 所示第三章3—1 何谓速度瞬心相对瞬心与绝对瞬心有何异同点答：参考教材30~31页;3—2 何谓三心定理何种情况下的瞬心需用三心定理来确定答：参考教材31页;※3-3机构中,设已知构件的尺寸及点B 的速度v B 即速度矢量pb,试作出各机构在图示位置时的速度多边形;※3-4 试判断在图示的两机构中．B 点足否都存在哥氏加速度又在何位置哥氏加速度为零怍出相应的III 级组II 级组II 级组II 级组机构位置图;并思考下列问题;1什么条件下存在氏加速度2根椐上一条．请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否已全部找出;3图 a 中,a kB2B3=2ω2v B2B3对吗为什么;解：1图 a 存在哥氏加速度,图 b 不存在;2由于a kB2B3==2ω2v B2B3故ω3,v B2B3中只要有一项为零,则哥氏加速度为零;图 a 中B 点到达最高和最低点时构件1,3．4重合,此时v B2B3=0,当构件1与构件3相互垂直．即_f=；点到达最左及最右位置时ω2=ω3=0．故在此四个位置无哥氏加速度;图 b 中无论在什么位置都有ω2=ω3=0,故该机构在任何位置哥矢加速度都为零; 3对;因为ω3≡ω2;3-5 在图示的曲柄滑块机构中,已知mm l mm l mm l mm l DE BD A AB 40,50,100,30C ====,曲柄以等角速度s rad /101=ω回转,试用图解法求机构在︒=451ϕ位置时,点D 、E 的速度和加速度以及构件2的角速度和角加速度;解：1以选定的比例尺l μ作机构运动简图（2）速度分析AB)(m/s 3.01⊥==AB B l v ωBCBCv v v v v C C C B C B C //32322⊥∨∨+=+=？方向：？0？大小：？根据速度影像原理,作BC BD bc bd //2=求得点d,连接pd;根据速度影像原理,作BDE bde ∆≈∆求得点e,连接pe,由图可知)(/r 2/m/s,175.0m/s,173.0,m/s 23.0223232顺时针s ad l bc c c v pe v pd v BC v v C C v E v D ========μωμμμ （3）加速度分析A)(B m/s 3221→==AB B l a ω根据速度影像原理作BC BD c b d b /''/''2=求得点'd ,连接''d p ;根据速度影像原理,作BDE e d b ∆≈'''∆求得点e ',连接e p '',由图可知)(/36.8//,m/s 8.2'',m/s 64.2''2'2'22222顺时针s rad l c n l a e p a d p a BC a BC B C a E a D =======μαμμτ 3-6 在图示机构中,设已知各构件的尺寸,原动件1以等角速度1ω顺时针方向转动,试用图解法求机构在图示位置时构件3上C 点速度和加速度比例尺任选;abc3-7 在图示机构中,已知mm l mm l mm l mm l mm l BC CD EF A AE 50,75,35,40,70B =====,曲柄以等角速度s rad /101=ω回转,试用图解法求机构在︒=501ϕ位置时,C 点的速度c v 和加速度c a ; 解：1以选定的比例尺l μ作机构运动简图;速度分析m/s 72.0m/s,4.01111====AF F AB B l v l v ωω AFAF EFv v v v F F F F F //15145⊥⊥∨+==方向：大小：v d 用速度影响法求2速度分析CD ED v v v CDD C ⊥⊥∨+=方向：大小： BC AB v v v CBB C ⊥⊥∨+=方向：大小：3加速度分析)(m/s 2.7A),(B m/s 42211221A F l a l a AF F AB B →==→==ωω AFA F v a a a a a F F rF F k F F F F F ///21511515145→→∨++==方向：大小：ω EFEF l a a a a a EFEF n E F E F F ⊥→++==方向：大小：2444450ωτa d 用加速度影像法求CD D C l a a a a CDCDnCD D C ⊥→∨∨++=方向：大小：23ωτ CBB C l a a a a CB CBnCB B C ⊥→∨∨++=方向：大小：22ωτ 2m/s 3''=⋅=a C c p a μ3-8 在图示凸轮机构中,已知凸轮1以等角速度s rad /101=ω转动,凸轮为一偏心圆,其半径︒====90,50,15,251B ϕmm l mm l mm R AD A ;试用图解法求构件2的角速度2ω和角加速度2α; 解：1以选定的比例尺l μ作机构运动简图;2速度分析：将机构进行高副低代,其替代机构如图b 所示;m/s 15.0141===AB B B l v v ωCDAB BD v v v B B B B //4242⊥⊥∨+=方向：大小：？？)(/3.2//222逆时针s rad l pb l v BD v BD B ===μω3加速度分析A)m/s(B 5.12141→===AB B B l a a ω其中,）（顺时针222222222242242rad/s 9.143/''/,m/s 286.0,m/s 746.02=======BD a BD D B BD n D B B B k B B l b n l a l a v a μαωωτ 3-11 试求图示机构在图示位置时的全部瞬心; 解：a 总瞬心数：4×3/2=6对P 13：P 12、P 23、P 13在同一直线上, P 14、P 34、P 13在同一直线上对P 24:P 23、P 34、P 24在同一直线上,P 12、P 14、P 24在同一直线上 d 总瞬心数：4×3/2=6对P 13：P 12、P 23、P 13在同一直线上, P 14、P 34、P 13在同一直线上对P 24:P 23、P 34、P 24在同一直线上,P 12、P 14、P 24在同一直线上※3-12 标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心,并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3; 解：1瞬新的数目：K=NN-1/2=66-1/2=152)为求ω1/ω3需求3个瞬心P 16、P 36、P 13的位置,3)ω1/ω3= P 36P 13/P 16P 13=DK/AK,由构件1、3在K 点的速度方向相同,可知ω3与ω1同向;3-13 在图示四杆机构中,s rad mm l mm l CD AB /10,90,602===ω,试用瞬心法求：1当︒=165ϕ时点C 的速度C v ；当︒=165ϕ时构件3的BC 线上或其延长线上速度最小的一点E 的位置及其速度大小；3当0=C v 时ϕ角之值有两解;解：1以选定的比例尺l μ作机构运动简图（2）因P 24为构件2、4的顺心,则m/s 4.0rad/s 5.4424242242424=⋅==⋅=⋅=CD C D P A P l v DP AP l l ωωωω，对P 24:P 23、P 34、P 24在同一直线上,P 12、P 14、P 24在同一直线上（3）因构件3的BC 线上速度最小的点到绝对瞬心P 13的距离最近,故从P 13作BC 线的垂线交于E 点; 对P 13：P 12、P 23、P 13在同一直线上, P 14、P 34、P 13在同一直线上,故m/s 357.0131321313133313=⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅⋅=⋅=E P B P l E P u B P v E P l v ABl l B l E P E ωμμωω（4）若0=C v ,则04=ω,DP AP l l DP A P 24242242424⋅=⋅=ωωω若024=A P ,则P 24与P 12重合,对P 24:P 23、P 34、P 24在同一直线上,P 12、P 14、P 24在同一直线上若024=A P ,则A 、B 、C 三点共线;︒=⋅-++︒=︒=⋅-+=6.226)2arccos(1804.26)2arccos(22222221212211ADAC D C AD AC AD AC D C AD AC ϕϕ， ※3-15 在图示的牛头刨机构中,l AB =200 mnl,l CD =960 mm,l DE =160 mm, h=800mm,h 1=360mm,h 2=120mm;设曲柄以等角速度ω1=5 rad ／s ．逆时针方向回转．试以图解法求机构在φ1=135o 位置时．刨头点的速度v C ;sm AP v v P P P l p c l /24.1,,)2(151********===μωμ出瞬心利用顺心多边形依次定所示作机构运动简图，如图（1）以:解。

机械原理课后全部习题解答

机械原理课后全部习题解答文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]《机械原理》习题解答机械工程学院目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么2）、机器与机构有什么异同点3）、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。

4）、设计机器时应满足哪些基本要求试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。

2、填空题1)、机器或机构，都是由组合而成的。

2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。

3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。

4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。

5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。

6）、构件是机器的单元。

零件是机器的单元。

7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。

8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。

9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。

3、判断题1)、构件都是可动的。

（）2）、机器的传动部分都是机构。

（）3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。

（）4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。

（）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。

（）6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。

（）7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。

（）2 填空题答案1）、构件 2）、构件 3）、代替机械功 4）、相对运动 5）、传递转换6）、运动制造 7）、预定终端 8）、中间环节 9）、确定有用构件3判断题答案1）、√ 2）、√ 3）、√ 4）、√ 5）、× 6）、√ 7）、√第二章机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。

机械原理答案重点(课后习题)

题2-14 图a 所示是为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能保持人行走的稳定性。

若以颈骨1为机架，试绘制其机构运动简图和计算其自由度，并作出大腿弯曲90度时的机构运动简图。

解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。

大腿弯曲90度时的机构运动简图如虚线所示。

(如图2-5所示)2) 5=n 7=l p 0=h p10725323=-⨯-⨯=--=h l p p n F弯曲90º 时的机构运动简图题2-16 试计算如图所示各机构的自由度。

图a 、d 为齿轮-连杆组合机构；图b 为凸轮-连杆组合机构（图中在D 处为铰接在一起的两个滑块）；图c 为一精压机机构。

并问在图d 所示机构中，齿轮3与5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同为什么解： a) 4=n 5=l p 1=h p11524323=-⨯-⨯=--=h l p p n F A 处为复合铰链b) 解法一：5=n 6=l p 2=h p12625323=-⨯-⨯=--=h l p p n F解法二：7=n 8=l p 2=h p 虚约束0='p 局部自由度 2='F12)0282(73)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l 2、4处存在局部自由度c) 解法一：5=n 7=l p 0=h p10725323=-⨯-⨯=--=h l p p n F解法二：11=n 17=l p 0=h p虚约束263010232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p hl 局部自由度 0='F 10)20172(113)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l C 、F 、K 处存在复合铰链d) 6=n 7=l p 3=h p13726323=-⨯-⨯=--=h l p p n F齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约束，故应为单侧接触）将提供1个约束。

机械原理习题册答案

2．（a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。

（c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。

5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。

Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。

可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。

6．（a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。

重庆大学机械原理习题集-1机构的结构及组成

0绪论0.1机器有哪些特征？机构有哪些特征？0.2何为构件？何为零件？1 机构的结构和组成1.1何为自由度、约束？1.2一个平面自由运动构件有几个自由度？1.3何为高副、低副？1.4平面低副、平面高副有几个约束？1.5何为平面机构？1.6何为运动链？运动链如何分类？运动链成为机构的条件是什么？1.7何为机架、原动件、输出构件、从动件、连架杆？1.8机构示意图和机构运动简图的区别是什么？1.9机构具有确定运动的条件是什么1.10复合铰链如何定义？若有m 个构件，则有几个转动副？1.11何为局部自由度？1.12何为虚约束？1.14运动时，两构件上的两点距离始终不变，如何构造虚约束？1.15如何处理对运动不起作用的对称部分？1.16替代构件有哪2种？1.17高副低代的原则是什么、方法是什么？1.18平面低副机构组成原理是什么？有哪两个限制条件？1.19基本组定义是什么、结构公式是什么？1.20Ⅱ级组、Ⅲ级组、Ⅳ级组的结构特征是什么？1.21为什么说将Ⅳ级组划分成两个Ⅱ级组是错误的？1.22为什么不能将杆组的各个外接副联接到同一个构件上？1.23何为机构级别？1.24验证拆组是否正确的标准是什么？1.25何为І级机构、简单机构、复杂机构？1.26 Ⅲ级杆组应由几个构件和几个运动副组成？1.27 图1-1所示为一简易冲床的初拟设计方案。

设计的思路是：动力由１输入，使轴Ａ连续回转；而固定在轴Ａ上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。

图1-11.28画出图1-2所示机构的运动简图。

(a) (b)图1-21.29计算图1-3所示机构自由度，并指出其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束，说明计算自由度时应作何处理。

(a) (b)(c) (d)(e) (f)(g) (h)(i) (j)图1-31.30计算图1-4所示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度及虚约束请指明），进行杆组分析（并画出杆组图），指出各级杆组的级别及机构的级别。

机械原理课后习题答案

机械原理课后习题答案1. 机械原理是机械工程专业的重要基础课程，通过学习机械原理，可以帮助我们更好地理解和应用机械知识。

下面是一些机械原理课后习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。

2. 习题一，已知一个力为200N的物体沿水平方向移动了5m，求所做的功。

答案，功的计算公式为W=Fs，其中W为功，F为力，s为位移。

根据题目，力F为200N，位移s为5m，代入公式计算得W=200N5m=1000J。

所做的功为1000焦耳。

习题二，一个质量为2kg的物体，受到一个力为10N的水平拉力，求物体的加速度。

答案，根据牛顿第二定律F=ma，其中F为力，m为质量，a为加速度。

代入题目数据，10N=2kga，解得a=5m/s²。

物体的加速度为5米每秒平方。

习题三，一个质量为5kg的物体，从静止开始受到一个力为20N的水平拉力，求物体移动2秒后的速度。

答案，根据牛顿第二定律F=ma和速度公式v=at，首先求加速度a=20N/5kg=4m/s²，然后代入速度公式v=4m/s²2s=8m/s。

物体移动2秒后的速度为8米每秒。

3. 通过以上习题的答案，我们可以看到机械原理课程中涉及到了力、功、加速度等重要概念的计算和应用。

这些知识对于我们理解和分析机械运动、设计机械系统等具有重要意义。

希望大家在学习机械原理课程时，能够认真对待课后习题，加强对知识点的理解和掌握，为将来的学习和工作打下坚实的基础。

4. 总之，机械原理课后习题的答案是我们学习和掌握知识的重要参考，希望大家在学习过程中能够认真对待，勤加练习，提高自己的理论水平和实际能力。

祝大家学习进步，取得优异成绩！。

机械原理第九版课后题答案

机械原理第九版课后题答案1. 多杆杆机构1.题目：一个三杆杆机构可构成一个正运动副吗？答案：一个三杆杆机构可以构成一个正运动副，只需要其中两个杆满足以下条件即可：–杆的长度之和大于第三个杆的长度。

–两个杆的长度之差小于第三个杆的长度。

2.题目：判定一个六杆机构能否构成一个运动副。

答案：判定一个六杆机构能否构成一个运动副，可以有两种方法：1.根据杆的数目和自由度之间的关系，自由度即为杆数减去2。

•六杆机构的自由度为6-2=4，而运动副的自由度为1，因此六杆机构不能构成一个运动副。

2.根据六杆机构的几何特性，判定它是否为运动副，如判断杆的长度是否满足某些条件。

3.题目：一个六杆机构有一个杆为固定杆，其他杆均可任意旋转，是否可以构成一个四杆机构？答案：一个六杆机构有一个杆为固定杆，其他杆均可任意旋转，可以构成一个四杆机构。

由于固定杆不会运动，因此可以将它从机构中去掉，这样剩下的五杆就构成了一个四杆机构。

2. 齿轮传动4.题目：两个齿轮的模数分别为4和6，齿数分别为24和36，求它们的传动比。

答案：传动比可以通过齿轮的齿数比和模数比来计算。

传动比等于从驱动齿轮到被动齿轮的转速比，即被动齿轮的齿数除以驱动齿轮的齿数。

传动比 = 36 / 24 = 1.55.题目：一个齿轮传动系统，输入齿轮的转速为2000 rpm，输出齿轮的齿数为40。

如果两个齿轮的模数相等，求输出齿轮的转速。

答案：齿轮传动系统的转速比等于被动齿轮的齿数除以驱动齿轮的齿数。

假设输入齿轮的转速为N1，输出齿轮的转速为N2，输入齿轮的齿数为Z1，输出齿轮的齿数为Z2，则有公式：转速比 = N2 / N1 = Z2 / Z1在本题中，已知N1 = 2000 rpm，Z2 = 40，且两个齿轮的模数相等，即Z1 = Z2，所以有：N2 / 2000 = 40 / 40N2 = 2000 rpm6.题目：一个齿轮传动系统中，输入齿轮的齿数为20，传动比为4，求输出齿轮的齿数。

机械原理课后题答案

机械原理课后题答案1. 列举并解释一下机械原理中的三大支配因素。

- 动力：指施加在机构元件上的力或力矩，用来驱动机构执行运动或产生工作效果。

- 运动：指机构元件相对运动的方式、路径和速度。

- 连结：指机构元件之间的连接方式，包括直接和间接连接两种形式。

2. 解释一下机械原理中的三大运动副类型。

- 滑动副：两个机构元件之间只能沿着一条确定的直线运动，如推拉杆、滑块等。

- 旋转副：两个机构元件之间只能绕一条确定的轴线旋转运动，如轴承、齿轮等。

- 滚动副：两个机构元件之间存在滚动运动，如滚子轴承、滚珠丝杠等。

3. 什么是机械原理中的受力分析方法？受力分析方法是指通过分析机构元件之间的力和力矩关系，找出各个元件的受力情况，以解决机构设计和运动性能分析的方法。

常用的受力分析方法包括力平衡法、力矩平衡法、虚功原理等。

4. 什么是力平衡法？力平衡法是一种受力分析方法，通过分析机构元件之间的力平衡关系，得到各个元件所受力的大小和方向。

它基于牛顿第一定律，即所有物体受力之和为零，可用来解决机构中受力平衡问题，确定力的大小和方向。

5. 解释一下力矩平衡法。

力矩平衡法是一种受力分析方法，通过分析机构元件之间的力矩平衡关系，得到各个元件所受力的大小和方向。

在机械原理中，力矩平衡法常被用于解决转动副运动问题，根据力矩平衡条件，求解未知力矩和力矩的方向。

6. 什么是虚功原理？虚功原理是一种受力分析方法，通过分析机构元件之间的虚功平衡关系，得到各个元件所受力的大小和方向。

虚功原理是基于功率平衡的原理，即虚功平衡原理，在机械原理中常用于分析运动副的受力情况和功率传递效率。

7. 介绍一下机械原理中的摩擦现象。

摩擦是指两个物体相对运动时由接触面之间的相互作用力导致的阻碍运动的力。

在机械运动中，正常情况下不可避免地存在摩擦力，摩擦力会导致机械能的损失、能量的消耗和部件的磨损。

因此在机械原理中需要对摩擦进行充分的考虑和分析。

重庆大学机械原理第一章思考题及复习题(含答案)

第一章平面机构的结构分析
基本概念题与答案
1.什么是平面机构？
答：组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面上运动。
2.什么是运动副？平面运动副分几类，各类都有哪些运动副？其约束等于几个？
答：运动副：两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接叫运动副。
平面运动副分两类：
（1）平面低副（面接触）包括：转动副、移动副，其约束为 2。
（4）构件的自由度是指；机构的自由度是指。
（5）在平面机构中若引入一个高副将引入个约束，而引入一个低副将引入个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。
（6）一种相同的机构组成不同的机器。
Ａ.可以B.不可以
（7）Ⅲ级杆组应由组成。
A.三个构件和六个低副； B．四个构件和六个低副；C.二个构件和三个低副。
F＝3n－2PL－PH＝3×4－2×5－1＝1
此运动链有一个原动件，故能成为机构。
（c）A处为复合铰链。
n＝10，PL＝14
F = 3n－2PL＝3×l0－2×14＝2
此运动链有两个自由度，但只有一个原动件，运动链的运动不能确定，故不能成为机构。欲使其成为机构，需再增加一个原动件（如杆AK）。
（d）此轮系有两行星轮2，其中有一个为“对传递运动不起独立作用的对称部分”，则此行星轮及与其有关的一个转动副和两个高副为虚约束。另外，轮5（系杆H）与机架在B和C处均构成转动副，可将B处的转动副视为虚约束；也可将C处的转动副视为虚约束，则B处为复合铰链。
17．计算图示机构的自由度；当构件1和构件5分别作为原动件时，分析组成机构的基本杆组数目及级别，并判定机构的级别；
17题图
18题图
18．如图所示为牛头刨床的一个机构设计方案简图。设计者的意图是动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3作往复摆动，并带动滑枕4往复移动以达到刨削的目的。试分析该方案能否实现设计意图？若不能实现，应如何修改？

重庆大学机械原理-第二章习题（1）

重庆大学机械原理-第二章习题（1）第二章习题(1)2-1 已知题图2-1所示铰链四杆机构ABCD 中，l BC =50mm ，l CD =35mm ，l AD =30mm ，取AD 为机架。

1）如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB 是曲柄，求l AB 的取值范围；2）如果该机构能成为双曲柄机构，求 l AB 的取值范围；3）如果该机构能成为双摇杆机构，求 l AB 的取值范围。

2-2 在题图2-2所示的铰链四杆机构中，各构件的长度分别为：l AB =28mm ，l BC =52mm ，l CD =50mm ，l AD =72mm 。

1）若取AD 为机架，求该机构的极位夹角θ 和行程速度变化系数K ，杆CD 的最大摆角? 和最小传动角γmin ；2）若取AB 为机架，该机构将演化为何种类型的机构？为什么？这时C 、D 两个转动副是整转副还是摆转副？2-3 在题图2-3所示六杆机构中，各构件的尺寸为：l AB =30mm ，l BC =55mm ，l AD =50mm ，l CD =40mm ，l DE =20mm ，l EF =60mm ，滑块F为运动输出构件。

试确定：1）四杆机构ABCD 的类型；2）机构的行程速度变化系数K 为多少？3）滑块F 的行程H 为多少？ 4）求机构的最小传动角γmin ？5）导轨DF 在什么位置时滑块在运动中的压力角最小？2-4 题图2-4所示为六杆机构，已知l AB =200mm ，l AC =585mm ，l CD =300mm ，l DE =700mm ，ω1为常数。

试求：1）机构的行程速度变化系数K ；2）构件5的行程H ；3）机构最大压力角αmax 发生的位置及大小；4）在其它尺寸不变的情况下，欲使构件5的行程为原行程的2倍，问曲柄长度应为多少？题图 2-1题图 2-2题图 2-3题图 2-42-5试求题图2-5所示各机构在图示位置时的全部瞬心的位置。

2-6 在题图2-6所示凸轮机构中，已知r =50mm ，l OA =22mm ，l AC =80mm ，?1=90?，凸轮1以角速度ω1=10rad/s 逆时针方向转动。

机械原理课后习题解答(最新)

由速度瞬心的概念，在速度瞬心点两构件的绝对速度相同，便可求解未知转速。在速度瞬心点P12有
式中和可直接从所作的图中量取。由上式可解出
由绝对速度方向，得出ω2方向为顺时针方向。
同理，在速度瞬心点P13有
由绝对速度的方向，可知其为逆时针方向。
例5-2在图5-4所示的凸轮机构，已知该机构的结构尺寸和凸轮1的角速度。利用瞬心法，求机构在图示位置时从动件2的线速度。机构运动简图的比例尺为。
按照以上分析，自由度分别为１、２和３的Ⅲ级机构最简单的结构分别如图中（a）、（b）和（c）所示。
4-12确定图4-19a所示机构当构件８为原动件时机构的级别。
解：确定机构的级别关键是要拆出机构中所含的基本杆组。当构件８为原动件时，拆基本杆组首先应当从最远离原动件的构件1拆起，可以拆出Ⅱ级基本杆组ABC，然后，又依次可以拆出Ⅱ级基本杆组DEF和GHI。如下图示。所以该机构为Ⅱ级机构。
（e）、，机构没有确定的运动。没有局部自由度、复合铰链、虚约束。
4-7计算题4-7图所示齿轮－连杆机构的自由度。
解：（a）、 ,铰链点A为复合铰链，齿轮副为高副。
（b）、，铰链点B、C、D均为复合铰链。
4-8题4-８图所示为缝纫机中的送料机构。计算该机构的自由度，该机构在什么条件下具有确定的运动？
则机构自由度为:
4-6在题4-6图所示所有机构中，原动件数目均为1时，判断图示机构是否有确定的运动。如有局部自由度、复合铰链和虚约束请予以指出。
解：（a）、，机构有确定的运动。其中：Ｆ、D、B、C四处均为复合铰链，没有局部自由度、虚约束；
（b）、，机构没有确定的运动。其中：Ａ处为复合铰链，Ｋ处为局部自由度，没有虚约束；
去掉机构中的虚约束，则机构中活动构件数为，机构中低副数，得

机械原理课后题答案

选择填空：（1）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（ B ）确定运动。

A.有；B.没有；C.不一定；（2）在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（ A ）。

A.虚约束；B.局部自由度；C.复合铰链；（3）机构具有确定运动的条件是（B ）。

A.机构自由度数小于原动件数；机构自由度数大于原动件数；B.机构自由度数等于原动件数；（4）用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有（ B ）个自由度。

A.3；B.4；C.5；D.6；（5）杆组是自由度等于（ A ）的运动链。

A.0；B.1；C.原动件数。

（6）平面运动副所提供的约束为（ D ）。

A.1；B.2；C.3；D.1或2；（7）某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是（ D ）。

A.含有一个原动件组；B.原动件；C.至少含有一个Ⅱ级杆组；D.至少含有一个Ⅲ级杆组；（8）机构中只有一个（D ）。

A.闭式运动链；B.原动件；C.从动件；D.机架。

（9）具有确定运动的差动轮系中其原动件数目（ C ）。

A.至少应有2个；B.最多有2个；C.只有2个；D. 不受限制。

（10）在加速度多边形中，连接极点至任一点的矢量，代表构件上相应点的____B__加速度；而其它任意两点间矢量，则代表构件上相应两点间的______加速度。

A.法向; 切向B.绝对; 相对C.法向; 相对D.合成; 切向（11）在速度多边形中，极点代表该构件上_____A_为零的点。

A.绝对速度B.加速度C.相对速度D.哥氏加速度（12）机械出现自锁是由于（ A ）。

A. 机械效率小于零；B. 驱动力太小；C. 阻力太大；D. 约束反力太大；（13）当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角＿B ＿。

A. 为00；B. 为090；C. 与构件尺寸有关；（14）四杆机构的急回特性是针对主动件＿D ＿而言的。

D. 等速运动；E. 等速移动；F. 变速转动或变速移动；（15）对于双摇杆机构，最短构件与最长构件之和＿H ＿大于其余两构件长度之和。

重庆大学机械原理习题1

１-1．图题1-1是由点(线)接触所构成的运动副。

试分析计算它们的自由度数量和性质，并从封闭形式和受力状况与相对应的面接触低副进行比较。

1-2．观察分析工作原理，绘制机构运动简图，计算机构自由度。

题图１-２a为一夹持自由度。

实线位置为从上输送带取出工件（夹头处于夹紧状态）；虚线位置为将工件放到下输送带上（夹头松开）。

该机构是由行星轮系、凸轮机构及连杆机构组合而成。

题图１-２b是为了减小活塞与汽缸盖之间的摩擦而设计的一种结构形式的内燃机，画出它们的机构运动简图、计算其自由度。

分析结构中存在的虚约束和它们是如何来实现减小摩擦这一目的的。

题图１-２c为一种型式的偏心油泵，画出其机构运动简图，计算其自由度，并分析它们是如何由运动简图演化得到的。

题图１-２d为针织机的针杆驱动装置的结构示意图，绘制其机构运动简图及运动链图。

１－3．用公式推导法，求出Ｆ＝１、Ｎ＝１０的单铰运动链的基本结构方案以及它们的单铰数和所形成的闭环数k，并从中找出图１－１７所示的双柱压力机构简图所对应的运动链。

1－４．计算下列各机构的自由度。

注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。

题图１－４a为使５、６构件能在相互垂直方向上作直线移动的机构，其中ＡＢ＝ＢＣ＝ＣＤ＝ＡＤ。

题图１－４b为凸轮式４缸活塞气压机的结构简图，在水平和垂直方向上作直线运动，其中仍满足ＡＢ＝ＢＣ＝ＣＤ＝ＡＤ。

题图１－４c所示机构，导路ＡＤ⊥ＡＣ、ＢＣ＝ＣＤ／２＝ＡＢ。

该机构可有多种实际用途，可用于椭圆仪，准确的直线轨迹产生器，或作为压缩机或机动马达等。

题图１－４d为一大功率液压动力机。

其中ＡＢ＝Ａ｀Ｂ｀，ＢＣ＝Ｂ｀Ｃ｀，ＣＤ＝Ｃ｀Ｄ｀，ＣＥ＝Ｃ｀Ｅ｀，且Ｅ、Ｅ｀处于滑块移动轴线的对称位置。

１－５采用基本杆组法综合运动链和机构。

１）试用Ⅱ级和Ⅲ级基本杆组，综合出如下的瓦特杆链和斯蒂芬逊６杆链。

２）取题图１－５b、stephenson６杆链中的不同构件为机架和原动件，得出不同级别、不同组合方式得机构。