机械原理第八版答案与解析
西工大机械原理第八版答案
免费版 平面机构的结构分析1、如图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（各尺寸由图上量取） ，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 丨绘制其机构运动简图（图 b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图a )由图 b 可知，n3， p i 4， p h 1， p 0， F 0 故：F 3n (2p lp h p) F 3 3 (2 4 1 0)0 0因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件 3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能3）提出修改方案（图 c ）。
运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图b)cDCC%EE图 图 clc2)2C4F P i ED C3 252 51 B1图a )图b )多4P h 03n 2 p i P h 解：n 33n 2p i P h 12、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增 加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图 给出了其中两种方案）。
解：n 4， p i 5，P h 1，F3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
EP h 1 , C、E复合铰链。
解3-1: n 7, p i 10 , P h 0, F 3n 2 p l解3-2: n 8 , p l 11 , p h 1 , F 3n 2 P i P h 1，局部自由度43-2解 3-3： n 9, p l 12 , p h 2, F 3n 2p ] p h 1解：n 10, p l 15, p h 0解：n 11 , P i 17 , P h 0N4、试计算图示精压机的自由度p 2P iP h3n 2 5 0 3 3 1 p 2P i P h 3n 2 10 3 6 2FFF 3n (2p i P h p) F F 3n (2p i P h P ) F310(2 15 0 1) 0 1 311(2 17 0 2) 0 1（其中E、D及H均为复合铰链）（其中c、F、K均为复合铰链）5、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。
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(孙恒等)
齿轮 3、5 和齿条 7 与齿轮 5 的啮合高副所提供的约束数目不同，因为齿轮 3、5 处只有一个 高副，而齿条 7 与齿轮 5 在齿的两侧面均保持接触，故为两个高副。 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：
f 37210 1 2-18 图示为一刹车机构。刹车时，操作杆 j 向右拉，通过构件 2、3、4、5、6 使两闸瓦刹住 车轮。试计算机构的自由度，并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。(注；车轮不属于 刹车机构中的构件。
（1)未刹车时，刹车机构的自由度 2)闸瓦 G、J 之一剃紧车轮时．刹车机构的自由度 3)闸瓦 G、J 同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度
解：
1> f 3628 2
2> f 3527 1
3> f 3426 1
2-23 图示为一内然机的机构运动简图，试计算自由度 t 并分析组成此机构的基本杆组。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者有所不同。
解：
f 37210 1
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
收起(如图中双点划线所示)。现已知机构尺寸 lAB=lAD=90 mm；lBC=lCD=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：机械运动简图如下：
F=3n-(2p1+pb-p`)-F`=3×5-(2×6+1-0)-1=1
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(孙恒等)
解：
1> 2>
f 3 6 2 8 2 f 3 5 2 7 1
f 3 4 2 6 1 3> 2-23 图示为一内然机的机构运动简图，试计算自由度 t 并分析组成此机构的基本杆组。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者有所不同。
解：(1) n=11, p1=17, ph=0, p`=2p1`+ph-3n`=2, F`=0 F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×11-(2×17+0-2)-0=1 (2) 去掉虚约束后 F=3n-(2pl+ph) =3×5-(2×7+0) =1 （d）A、B、C 处为复合铰链。自由度为：F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×6-(2×7+3)-0=1
3） ω1/ω3= P36P13/P16P13=DK/AK 由构件 1、3 在 K 点的速度方向相同，可知ω3 与ω1 同向。 3-6 在图示的四杆机构中， LAB=60mm， LCD=90mm,LAD=LBC=120mm, ω2=10rad/s,试用瞬心法求： 1)当φ=165°时，点的速度 vc； 2)当φ=165°时，构件 3 的 BC 线上速度最小的一点 E 的位置及速度的大小； 3)当 VC=0 时，φ角之值(有两个解)。
1)图 (a)存在哥氏加速度，图 (b)不存在。 (2)由于 akB2B3==2ω2vB2B3 故ω3，vB2B3 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 vB2B3=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。 3-14 在图示的摇块机构中，已知 lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50 mm,lDE=40 mm，曲柄以等 角速度ωl=40rad／S 回转，试用图解法求机构在φ1=45º位置时，点 D 及 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μl 作机构运动简图 (a)所示。 (2)速度分析： 以 C 为重合点，有 vC2 = vB + vC2B = vC3 + vC2C3 大小 ?ω1lAB ? 0 ’ 方向 ? ┴AB ┴BC //BC 以μl 作速度多边形图 (b)，再根据速度影像原理，作△bde∽／△BDE 求得 d 及 e，由图可得 vD=μvpd=0．23 m／s vE=μvpe=0.173m/s ω2=μvbc2/lBC=2 rad/s(顺时针) 解 (3)加速度分析： 以 C 为重合点，有 aC2 == aB + anC2B + atC2B == aC3 + akC2C3 + arC2C3 0 2ω3vC2C3 ? 大小 ω12lAB ω22lBC ? B—A C—B ┴BC ┴BC //BC 方向 其中 anC2B=ω22lBC=0.49 m／s2，akC2C3=2ω3vC2C3=0.7m／s2，以μa 作加速度多边形如图 (c) 所示，由图可得
机械原理第八版习题答案
机械原理第八版习题答案机械原理是机械工程领域中一门重要的基础课程，它涉及到机械系统的基本原理和设计方法。
第八版的习题答案为学生提供了一种检验学习成果和深化理解的途径。
以下是一些典型的习题答案示例，但请注意，这些答案仅供学习和参考之用，具体的答案应以实际的习题和解答为准。
习题1：简述机构运动简图的绘制方法。
答案：机构运动简图是描述机械机构运动特性的一种图形表示方法。
绘制机构运动简图通常包括以下步骤：1. 确定机构的类型和组成，如连杆机构、齿轮机构等。
2. 选择适当的视图，通常是正视图或侧视图，以清晰展示机构的运动。
3. 绘制机构的各个组成部分，包括连杆、曲柄、齿轮等，并用线条表示它们的连接关系。
4. 标注必要的尺寸和角度，如连杆长度、曲柄半径等。
5. 标注运动参数，如曲柄的转速、连杆的行程等。
6. 如果需要，还可以添加辅助线，如机构的死点位置等。
习题2：分析四杆机构的传动角。
答案：四杆机构的传动角是指连杆与曲柄之间的夹角，它影响机构的传动效率和运动特性。
分析四杆机构的传动角通常需要以下步骤：1. 确定机构的类型，如双曲柄机构、曲柄滑块机构等。
2. 计算机构的几何参数，如连杆长度、曲柄长度等。
3. 根据机构的运动方程，确定曲柄的转动角度。
4. 利用几何关系，计算连杆与曲柄的相对位置，从而得到传动角。
5. 分析传动角对机构运动的影响，如传动效率、运动平稳性等。
习题3：解释齿轮传动的基本原理。
答案：齿轮传动是一种通过齿轮啮合来传递运动和力的传动方式。
其基本原理包括：1. 齿轮的啮合条件，即齿轮的齿数和齿形必须满足一定的几何关系，以保证齿轮能够正确啮合。
2. 齿轮的传动比，即输入齿轮和输出齿轮的转速比，它决定了传动系统的速度变换。
3. 齿轮的传动效率，它受到齿轮啮合的摩擦损失、齿轮的制造精度等因素的影响。
4. 齿轮的承载能力，它取决于齿轮的材料、尺寸和形状，以及齿轮的载荷条件。
习题4：讨论凸轮机构的类型和特点。
机械原理第八版答案与解析
机械原理第八版答案与解析Prepared on 22 November 2020机械原理第八版 西北工业大学平面机构的结构分析1、如图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（各尺寸由图上量取），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l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ）由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图 c1） 图 c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度 3－3解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F 4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p （其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链）5、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。
机械原理第八版课后答案
机械原理第八版课后答案1. 第一题，请解释什么是机械原理？机械原理是研究机械运动规律和机械结构性能的一门学科，它是物理学、数学和工程学的交叉学科，主要研究物体的运动、受力和结构等问题。
机械原理的研究对象包括刚体运动学、刚体静力学、刚体动力学、弹性体力学等内容。
2. 第二题，什么是刚体？刚体是指在外力作用下，形状和大小不发生改变的物体。
刚体的运动学研究刚体在空间中的运动规律，包括平动和转动；刚体静力学研究刚体在平衡状态下受力的平衡条件；刚体动力学研究刚体在外力作用下的运动规律。
3. 第三题，请解释什么是平动？平动是指刚体上任意两点的相对位置保持不变的运动。
在平动运动中，刚体上各点的速度和加速度相等，且方向相同。
4. 第四题，请解释什么是转动？转动是指刚体绕某一固定轴线旋转的运动。
在转动运动中，刚体上各点的速度和加速度不相等，且方向不同。
5. 第五题，请解释什么是力矩？力矩是力对物体产生转动效果的物理量，它等于力的大小乘以力臂的长度。
力矩的方向由右手螺旋定则确定，即力矩的方向与力和力臂的方向构成右手螺旋。
6. 第六题，请解释什么是动量矩？动量矩是刚体上各点的动量对某一轴线产生的转动效果的物理量，它等于动量的大小乘以力臂的长度。
动量矩的方向由右手螺旋定则确定，即动量矩的方向与动量和力臂的方向构成右手螺旋。
7. 第七题，请解释什么是惯性矩？惯性矩是刚体对旋转运动的惯性大小的物理量，它等于物体质量乘以平行轴定理中的距离平方。
惯性矩的大小与物体的形状和质量分布有关。
8. 第八题，请解释什么是牛顿定律？牛顿定律是经典力学的基本定律，包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律指出，物体要么静止，要么匀速直线运动，除非受到外力的作用。
牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比，方向与合外力方向相同。
牛顿第三定律指出，任何两个物体之间的相互作用力大小相等，方向相反。
机械原理第八版课后答案
机械原理第八版课后答案1. 什么是机械原理？机械原理是研究机械运动规律和原理的科学。
它是机械工程的基础学科，包括静力学、动力学、运动学等内容。
在工程实践中，机械原理是设计、分析和改进机械系统的重要工具。
2. 机械原理的应用领域有哪些？机械原理广泛应用于各个领域，包括机械制造、航空航天、汽车工程、船舶工程、建筑工程等。
在这些领域中，机械原理的应用可以帮助工程师们更好地理解和设计复杂的机械系统，提高系统的性能和效率。
3. 机械原理的基本原理是什么？机械原理的基本原理包括牛顿定律、能量守恒定律、动量守恒定律等。
这些原理是机械系统运动规律的基础，可以帮助工程师们分析和解决机械系统中的各种问题。
4. 机械原理的学习方法有哪些？学习机械原理需要掌握一定的数学和物理知识，同时需要进行大量的实践和实验。
在学习过程中，可以通过课堂学习、实验教学、自学等方式来提高自己的理论水平和实践能力。
5. 机械原理的发展趋势是什么？随着科学技术的不断发展，机械原理也在不断地完善和发展。
未来，机械原理将更加注重与其他学科的交叉应用，例如材料科学、电子技术等，以满足人们对机械系统性能和功能的不断提高的需求。
6. 机械原理的学习意义是什么？学习机械原理可以帮助我们更好地理解机械系统的运动规律和原理，提高我们的工程设计和分析能力。
同时，机械原理的学习也可以培养我们的逻辑思维能力和动手能力，为我们将来的工程实践打下良好的基础。
7. 机械原理的实际应用案例有哪些？在实际工程中，机械原理被广泛应用于各种机械系统的设计和分析中。
例如，汽车的发动机、飞机的机翼结构、机械臂的运动规律等都离不开机械原理的支持和指导。
总结：机械原理是机械工程的基础学科，它研究机械系统的运动规律和原理，广泛应用于各个工程领域。
学习机械原理不仅可以提高我们的理论水平和实践能力，还可以培养我们的逻辑思维能力和动手能力。
未来，随着科学技术的不断发展，机械原理也将不断完善和发展，为人类创造更多的机械奇迹。
机械原理第八版答案解析
机械原理 第八版 西北工业大学 平面机构的结构分析1、如图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（各尺寸由图上量取），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l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图 c1） 图 c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F 图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1 解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度3－3 解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=（其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链）5、图示为一燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
机械原理第八版答案与解析
机械原理第八版 西北工业大学平面机构的结构分析1、如图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（各尺寸由图上量取），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l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图 c1） 图 c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度3－3 解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=（其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链）5、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。
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(孙恒等)
解：1）以选定的比例尺μ机械运动简图（图 b） 2）求 vc 定出瞬心 p12 的位置（图 b） 因 p13为构件 3 的绝对瞬心，则有 ω3=vB/lBp13=ω2lAB/μl.Bp13=10×0.06/0.003×78=2.56(rad/s) vc=μcp13ω3=0.003×52×2.56=0.4(m/s)
2-15 试绘制图 n 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。 （1)取比倒尺肌作机构运动简图 （2)计算自由度
解：
f 37210 1
2-18 图示为一刹车机构。刹车时，操作杆 j 向右拉，通过构件 2、3、4、5、6 使两闸瓦刹住 车轮。试计算机构的自由度，并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。(注；车轮不属于 刹车机构中的构件。 （1)未刹车时，刹车机构的自由度 2)闸瓦 G、J 之一剃紧车轮时．刹车机构的自由度 3)闸瓦 G、J 同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度
解：(1) n=11, p1=17, ph=0, p`=2p1`+ph-3n`=2, F`=0 F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×11-(2×17+0-2)-0=1 (2) 去掉虚约束后 F=3n-(2pl+ph) =3×5-(2×7+0) =1 （d）A、B、C 处为复合铰链。自由度为：F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×6-(2×7+3)-0=1
<机械原理>第八版
西工大教研室编
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；…。 2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿 部机构的机构运动简图，并计算其自由度。 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 j 输入，使轴 A 连续 回转；而固装在轴^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。 1)取比例尺绘制机构运动简图 2)分析是否能实现设计意图
西工大机械原理第八版答案
免费版平面机构的结构分析1、如图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（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解1）取比例尺丨绘制其机构运动简图（图b）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图a)由图b可知，n3，p i 4，p h 1，p 0，F 0故：F 3n (2p l p h p) F 3 3 (2 4 1 0) 0 0因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图b）3）提出修改方案（图c）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图给出了其中两种方案）。
DCE) %£E图cl）图c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a)解: n 3，p i 4，P h 0，F 3n 2p i P h 1 Array图b）解: n 4， p i 5，P h 1，F 3n 2 p i P h3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
解3—1: n 7, p l10, p h 0, F 3n解3-2：n 8, p l 11 , P h 1 , F 3n2P i解3-3：n 9, p l 12 , P h 2, F 3n 2P] p h 1N 4、试计算图示精压机的自由度5、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。
又 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者有所不同。
解1）计算此机构的自由度2）取构件AB 为原动件时 机构的基本杆组图为此机构为n 级机构3）取构件EG为原动件时 此机构的基本杆组图为解：n 10, P i 15, P h 0p 2p i p h 3n 2 5 0 3 3F 0F 3n (2p i P h P) F3 10 （2 15 0 1） 0 1 （其中E 、D 及H 均为复合铰链）解:n 11 , P i 17 , P h 01p 2p i p h 3n 2 10 3 6 2FF 3n (2P iP h P) F3 11 (2 仃 0 2) 0 1（其中C 、F 、K 均为复合铰链）F 3n (2p i p h p ) F 3 7 2 10 1此机构为川级机构平面机构的运动分析1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号R j直接标注在图上）2、在图a 所示的四杆机构中，I AB =60mm , l CD=90mm , l AD= l BC=120mm ,2=10rad/s，试用瞬心法求：1）当=165时，点C的速度V C；2）当=165时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及其速度的大小；3）当V c=O时，角之值（有两个解）。
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)0001
V机械原理〉第八版西匸大教研室编第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，而且也可用來进行动力分析。
2-3机构具有确定运动的条件是什么？十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贞。
2-4何谓般小阻力定律？试举出在机械L程中应用最小阻力定律的1、2个实例。
2-5在汁算平面机构的自由度时.应注总哪些爭项？答：参考教材15~17页°2-6在图2・20所示的机构中.在狡链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，因为在饺链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干其他两处的作用，所以只能算一处。
2-7何谓机构的组成压理?何谓基木杆组?它具有什么持性?如何确定基木杆组的级别及机构的级别？答：参考教材18~19贞c2-8为何要对平面舟副机构进行“商副低代”？“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宜（或其他装宜）.试画出其机构运动简图，并讣算其自由度。
1）折叠桌或折叠椅：2）酒瓶轶木塞开盖湍：3）衣柜上的弹簧合贞：4）可涮臂台灯机构：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）侨乍挡风玻璃雨刷机构：9）公共汽车自动开闭门机构：10）挖掘机机械臂机构：…。
2-10请说岀你自己身上腿部的慨关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图.并汁算其自由度。
2・11图示为一简易冲床的初拟设汁方案。
设计者的思路是：动力由齿轮j输入，使轴A连续回转：而固装在轴“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。
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)解析
<机械原理>第八版西工大教研室编第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j输入，使轴A连续回转；而固装在轴^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。
1)取比例尺绘制机构运动简图2)分析是否能实现设计意图解：332410f =⨯-⨯-=不合理 ∵0f =，可改为2-12图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构，试绘制其机构示意简图并计算自由度。
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(孙恒等)
解：(1) n=11, p1=17, ph=0, p`=2p1`+ph-3n`=2, F`=0 F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×11-(2×17+0-2)-0=1 (2) 去掉虚约束后 F=3n-(2pl+ph) =3×5-(2×7+0) =1 （d）A、B、C 处为复合铰链。自由度为：F=3n-(2p1+ph-p`)-F`=3×6-(2×7+3)-0=1
（3 分）
3-8 机构中，设已知构件的尺寸及点 B 的速度 vB(即速度矢量 pb)，试作出 各机构在图示位置时的速度多边形。
答：
（10 分） （b）
答：
答：
3—11 速度多边形和加速度多边彤有哪些特性?试标出图中的方向。 答 速度多边形和加速度多边形特性参见下图，各速度方向在图中用箭头标出。
3-12 在图示的机构中，设已知构件的尺寸及原动件 1 的角速度ω1 (顺时针)，试用图解法求机 构在图示位置时 C 点的速度和加速度。 (a)
齿轮 3、5 和齿条 7 与齿轮 5 的啮合高副所提供的约束数目不同，因为齿轮 3、5 处只有一个 高副，而齿条 7 与齿轮 5 在齿的两侧面均保持接触，故为两个高副。 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> 2>
f 3628 2 f 3527 1
f 3426 1 3> 2-23 图示为一内然机的机构运动简图，试计算自由度 t 并分析组成此机构的基本杆组。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者有所不同。
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(孙恒等)
解：1）以选定的比例尺μ机械运动简图（图 b） 2）求 vc 定出瞬心 p12 的位置（图 b） 因 p13为构件 3 的绝对瞬心，则有 ω3=vB/lBp13=ω2lAB/μl.Bp13=10×0.06/0.003×78=2.56(rad/s) vc=μcp13ω3=0.003×52×2.56=0.4(m/s)
（3 分）
3-8 机构中，设已知构件的尺寸及点 B 的速度 vB(即速度矢量 pb)，试作出 各机构在图示位置时的速度多边形。
答：
（10 分） （b）
答：
答：
3—11 速度多边形和加速度多边彤有哪些特性?试标出图中的方向。 答 速度多边形和加速度多边形特性参见下图，各速度方向在图中用箭头标出。
3-12 在图示的机构中，设已知构件的尺寸及原动件 1 的角速度ω1 (顺时针)，试用图解法求机 构在图示位置时 C 点的速度和加速度。 (a)
解：
f 33241 0不合理
∵ f 0，可改为
2-12 图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构，试绘制其机构示意简图并计算自由度。
解：
f 38210211
2-16 试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度 （a）
解： （b）
f 342511
A 为复合铰链
解：（1） 图示机构在 D 处的结构与图 2-1 所示者一致，经分析知该机构共有 7 个活动构件， 8 个低副(注意移动副 F 与 F’，E 与 E’均只算作一个移动副)，2 个高副；因有两个滚子 2、4， 所以有两个局部自由度，没有虚约束，故机构的自由度为 F=3n- (2pl+ph- p’)- F’=3ⅹ7- (2ⅹ8+2-0)- 2=1 （2）如将 D 处结构改为如图 b 所示形式，即仅由两个移动副组成。注意，此时在该处 将带来一个虚约束。因为构件 3、6 和构件 5、6 均组成移动副，均要限制构件 6 在图纸平面 内转动，这两者是重复的，故其中有一个为虚约束。经分析知这时机构的活动构件数为 6， 低副数为 7，高副数和局部自由度数均为 2，虚约束数为 1，故机构的自由度为 F=3n- (2pl+ph- p’)- F’ =3×6- (2ⅹ7+2-1)- 2=1 上述两种结构的机构虽然自由度均为一，但在性能上却各有千秋：前者的结构较复杂，但没 有虚约束，在运动中不易产生卡涩现象；后者则相反，由于有一个虚约束，假如不能保证在 运动过程中构件 3、5 始终垂直，在运动中就会出现卡涩甚至卡死现象，故其对制造精度要求 较高。 （c）
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)
<机械原理>第八版西工大教研室编第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；…。
2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计算其自由度。
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j输入，使轴A连续回转；而固装在轴^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。
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机械原理 第八版 西北工业大学 平面机构的结构分析1、如图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（各尺寸由图上量取），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l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图 c1） 图 c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度3－3 解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=（其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链）5、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。
又如在该机构中改选EG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。
解1）计算此机构的自由度110273)2(3=⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l2）取构件AB 为原动件时 机构的基本杆组图为此机构为Ⅱ级机构3）取构件EG为原动件时此机构的基本杆组图为此机构为Ⅲ级机构平面机构的运动分析P直接标注在图上）。
1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号ij2、在图a 所示的四杆机构中，AB l =60mm ，CD l =90mm ，AD l =BC l =120mm ，2ω=10rad/s ，试用瞬心法求：1） 当ϕ= 165时，点C 的速度C v；2） 当ϕ=165时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及其速度的大小； 3）当C v=0 时，ϕ角之值（有两个解）。
解1）以选定的比例尺l μ作机构运动简图（图b ）。
b)2）求C v，定出瞬心13P 的位置（图b ）因13p 为构件3的绝对速度瞬心，则有：)/(56.278003.0/06.010132313s rad BP u l w l v w l AB BP B =⨯⨯=⋅==)/(4.056.252003.0313s m w CP u v l C =⨯⨯==3）定出构件3的BC 线上速度最小的点E 的位置因BC 线上速度最小之点必与13P 点的距离最近，故从13P 引BC 线的垂线交于点E ，由图可得：)/(357.056.25.46003.0313s m w E P u v l E =⨯⨯=⋅=4）定出C v=0时机构的两个位置（作于 图C 处），量出 ︒=4.261ϕ︒=6.2262ϕ c)3、在图示的机构中，设已知各构件的长度AD l ＝85 mm ，AB l =25mm ，CD l =45mm ，BC l =70mm ，原动件以等角速度1ω=10rad/s 转动，试用图解法求图示位置时点E 的速度Ev 和加速度E a以及构件2的角速度2ω及角加速度2α。
a) μl =0.002m/mm解1）以l μ=0.002m/mm 作机构运动简图（图a ） 2）速度分析 根据速度矢量方程：CB B C v v v+= 以v μ＝0.005(m/s)/mm 作其速度多边形（图b ）。
b) a μ=0.005(m/s 2)/mm（继续完善速度多边形图，并求E v及2ω）。
根据速度影像原理，作BCE bce ∆∆~，且字母 顺序一致得点e ，由图得：)(31.062005.0s m pe v v E =⨯=⋅=μ)(25.207.0/5.31005.02s m l bc w BC v =⨯=⋅=μ（顺时针）)(27.3045.0/33005.03s m l pc w CO v =⨯=⋅=μ（逆时针）3）加速度分析 根据加速度矢量方程： t CB n CB B t C n C C a a a a a a ++=+=以a μ=0.005(m/s 2)/mm 作加速度多边形（图c ）。
（继续完善加速度多边形图，并求E a及2α）。
根据加速度影像原理，作BCE e c b ∆'''∆~，且字母顺序一致得点e '，由图得：)/(5.37005.02s m e p a a E =⨯=''⋅=μ)/(6.1907.0/5.2705.0/222s rad l C n l a a BC a BC tCB =⨯=''⋅==μ（逆时针）4、在图示的摇块机构中，已知AB l =30mm ，AC l =100mm ，BD l =50mm ，DE l =40mm ，曲柄以1ω=10rad/s 等角速度回转，试用图解法求机构在1ϕ＝45时，点D 和点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l μ=0.002m/mm 作机构运动简图（图a ）。
2）速度分析v μ=0.005(m/s)/mm 选C 点为重合点，有：?//132322？？大小？方向ABC C C B C B C l w BC BC AB v v v v v ⊥⊥+=+=以v μ作速度多边形（图b ）再根据速度影像原理， 作BC BD bC bd =2，BDE bde ∆∆~，求得点d 及e ， 由图可得)/(23.05.45005.0s m pd v v D =⨯==μ )/(173.05.34005.0s m pe v v E =⨯==μ)/(2122.0/5.48005.012s rad l bc w BC v =⨯==μ（顺时针）3）加速度分析a μ=0.04(m/s 2)/mm根据?20??//?323222132323222C C BCABr C C k C C C tB C n B C B C v w l w l w BCBC BC B C A B a a a a a a a 大小方向⊥⊥→→++=++=其中：49.0122.022222=⨯==BC n B C l w a7.035005.022232232=⨯⨯⨯==C C k C C v w a以a μ作加速度多边形（图c ），由图可得：)/(64.26604.02s m d p a a D =⨯=''⋅=μ )/(8.27004.02s m e p a a E =⨯=''⋅=μ)/(36.8122.0/5.2504.0122.0//22222s rad C n l a a a CB t B C =⨯=''==μ（顺时针）5、在图示的齿轮-连杆组合机构中，MM 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1ω顺时针方向回转，试以图解法求机构在图示位置时，E 点的速度E v及齿轮3、4的速度影像。
解1）以l μ作机构运动简图（图a ） 2）速度分析（图b ）此齿轮－连杆机构可看作为ABCD 及DCEF 两 个机构串连而成，则可写出CB B C v v v += EC C E v v v +=取v μ作其速度多边形于图b 处，由图得)/(s m pe v v E μ=取齿轮3与齿轮4啮合点为K ，根据速度影像原来，在速度图图b 中，作DCK dck ∆∆~求出k 点，然后分别以c 、e 为圆心，以ck 、ek 为半径作圆得圆3g 及圆4g 。
求得pe v v E ⨯=μ 齿轮3的速度影像是3g 齿轮4的速度影像是4g6、在图示的机构中，已知原动件1以等速度1ω=10rad/s 逆时针方向转动，AB l =100mm ，BC l =300mm ，e =30mm 。
当1ϕ= 50、 220时，试用矢量方程解析法求构件2的角位移2θ及角速度2ω、角加速度2α和构件3的速度3v 和加速度3α。
解1）位置分析 机构矢量封闭方程)(321a es l l+=+分别用i 和j点积上式两端，有)(sin sin cos cos 221132211b e l l s l l ⎭⎬⎫=+=+θϕθϕ故得：]/)sin arcsin[(2112l l e ϕθ-=)(cos cos 22113c l l s θϕ+=2）速度分析 式a 对时间一次求导，得 )(3222111d iv e w l e w l tt=+上式两端用j点积，求得：)(cos /cos 221112e l w l w θϕ-=式d ）用2e点积，消去2w ，求得 )(cos /)sin(221113f w l v θθϕ--=3）加速度分析 将式（d ）对时间t 求一次导，得：)(322222221211g ia e w l e l e w l nt n =++α用j点积上式的两端，求得：)(cos ]sin sin [22222212112h l w l w l a θθϕ+-=用2e点积（g ），可求得：)(cos ])cos([2222212113i w l w l a θθϕ+--=1ϕ︒50︒220)(2︒θ351.063 18.316 )/(2s rad w －2.169 2.690 )/(22s rad a －25.109 20.174 )/(3s m v －0.867 0.389 27、在图示双滑块机构中，两导路互相垂直，滑块1为主动件，其速度为100mm/s ，方向向右，AB l =500mm ，图示位置时A x =250mm 。