机械原理课后全部习题答案

解：
按照课本的方法作图。
3-23试求图3-65所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。
（a） （b） （c） （d）
图3-65题3-23图
提示：列出n个构件，画出n边形，同时结合三心定理。
（a）
绝对瞬心: P12、P13、P14；相对瞬心: P23、P34、P24。
（b）
P13、P14在过C点垂直于BC的无穷远处。
同时把固定铰链中心装在炉子的外壁上。
3-16试设计一个如图3-60所示的平面铰链四杆机构。设已知其摇杆 的长度 ，行程速比系数K=，机架 的长度 ，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角 ，试求其曲柄的长度 和连杆的长度 。
图3-60 题3-16图
解：（符号与课本不太一致）
当行程速比系数K=时，机构的极位夹角为
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。
解：
a)平面高副
b)空间低副
c)平面高副
2-8将图2-27中机构的结构图绘制成机构运动简图，标出原动件和机架，并计算其自由度。
解：
b)n=3， =4 ， =0， F=3×3-2×4=1
摇杆的摆角
3-17如图3-61所示，设已知破碎机的行程速比系数K=，颚板长度 mm，颚板摆角 =35o，曲柄长度lAB=80 mm。求连杆的长度，并验算最小传动角 是否在允许的范围内。
图3-61题3-17图
3-18试设计一曲柄滑块机构，设已知滑块的行程速比系数K=，滑块的冲程H=50 mm，偏距e=20 mm，并求其最大压力角
LAB+LAD<LBC+LCD
(1) A、D整转副 B、C摆转副
（2）AB或CD为机架时，为曲柄摇杆机构
（3）AD为机架时，为双曲柄机构
（4）BC为机架时，为双摇杆机构
3-10图3-57所示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆AB为曲柄的条件。若偏距e=0，则杆AB为曲柄的条件又如何
解:主要分析能否通过极限位置，
机械原理课后全部习题答案
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
有复合铰链：构件3和构件5; 构件3和构件1;
F=3n-2 =3×5－2×7=1
b) n=6， =8， PH=1， 有局部自由度，有虚约束
F=3n-2 - =3x6-2x8-1=1
d) 有虚约束，有复合铰链
n=5， =7， =0，
F=3n-2 - =3×5-2×7-0=1
e) 有对称虚约束
n=5， =7
根据关系式 ， ，补全后的从动件位移、速度和加速度线图如上右图所示。在运动的开始时点 0、以及 处加速度有限突变，所以在这些位置有柔性冲击；在 和 处速度有限突变，加速度无限突变，在理论上将会产生无穷大的惯性力，所以在这些位置有刚性冲击。
4-13设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。已知凸轮以等角速度 顺时针转动，基圆半径 ，滚子半径 ，凸轮轴心偏于从动件轴线右侧，偏距e=10mm。从动件运动规律如下：当轮转过 时，从动件以简谐运动规律上升30mm;当凸轮接着转过 时从动件停歇不动；当凸轮再转过 时，从动件以等加减速运动返回原处；当凸轮转过一周中其余角度时，从动件又停歇不动。
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
反转法画图
4-6设计一对心移动平底从动件盘形凸轮机构。已知基圆半径 ，从动件平底与导路中心线垂直，凸轮顺时针等速转动。从动件运动规律如下：当凸轮转过 时，从动件以简谐运动规律上升30mm; 当凸轮再转过 时，从动件以简谐运动规律返回原处；当凸轮转过其余 时，从动件又停歇不动。
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。
且以最短杆ＡＢ的邻边为机架。故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。ＡＢ为曲柄。
１）以曲柄ＡＢ为主动件，作出摇杆ＣＤ的极限位置如图所示。
∴AC1＝lAB＋lBC＝40＋25＝65
AC2＝lBC－lAB＝40－25＝15
(1)极位夹角θ：出现在AB与连杆BC重合位置
图1
行程速比系数Ｋ＝（１８００＋θ）／（１８００－θ）≈
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。
所以此机构为II级
第三章 平面连杆机构
3-9图3-54所示平面铰链四杆运动链中，已知各构件长度分别为 ， ， ， 。
（1）判断该机构运动链中四个转动副的类型。
（2）取哪个构件为机架可得到曲柄摇杆机构。
（3）取哪个构件为机架可得到双曲柄机构。
（4）取哪个构件为机架可得到双摇杆机构
解：
平面连杆机构
LAB=55 LBC=40 LCD=50 LAD=25
a+e<b
3-11在图3-81所示的铰链四杆机构中，各杆件长度分别为 ， ， ， 。
（1）若取AD为机架，求该机构的极位夹角θ，杆CD的最大摆角 和最小传动角
（2）若取AB为机架，求该机构将演化为何种类型的机构为什么请说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副。
图3-58铰链四杆机构
解：
由于25＋55<40＋50，所以lAB＋lAD≤lBC＋lCD，
解：
a)
n=4， =5， =1
F=3n-2 - =1
所以此机构为III级机构
b) n=3， =3， =2
F=3n-2 - =1
c) n=4， =4， =3
F=3n-2 - =1
d)
n=6， =8 ， =1
F=3n-2 - =1
所以此机构为III级机构
2-13说明图2-32所示的各机构的组成原理，并判别机构的级别和所含杆组的数目。对于图2-32f所示机构，当分别以构件1、3、7作为原动件时，机构的级别会有什么变化
(2)求摇杆的最大摆角φ，从图1，摇杆的最大摆角φ：
φ＝∠B1DC1－∠B2DC2
(3)最小传动角γmin出现在ＡＢ与机架ＡＤ重合位置（分正向重合、反向重合）如图2。
分别求出 、 ，再求最小传动角。
图2
曲柄处于ＡＢ１位置时，传动角γ１＝ =．
曲柄处于ＡＢ２位置时，传动角γ２＝1800－ =．
现比较的γ１、γ２大小，最小传动角取γ１、γ２中最小者．
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。 （ ）
（d）
3-24在图3-66所示的机构中，已知曲柄2顺时针方向匀速转动，角速度 试求在图示位置导杆4的角速度 的大小和方向。
图3-66题3-24图
解：
P12在A0，P14在B0， P34在无穷远
n=4
个
根据P24是的瞬心，两个构件在该点的绝对速度相等。
第四章 凸轮机构
4-10图4-40 所示为一尖端移动从动件盘凸轮机构从动件的运动线图。试在图上补全各段的位移、速度及加速度曲线，并指出在哪些位置会出现刚性冲击哪些位置会出现柔性冲击
F=3n-2 =1
f) 有对称虚约束
n=3， =3， =2
F=3n-2 - =1
g) n=2， =2， =1， n=3， =4 有虚约束
h) 有对称虚约束，
n=3， =4
F=3n-2 =3×3-2×4=1
或者：
n=4， =5 =1，
F=3n-2 - =3×4-2×5-1=1
2-12计算图2-30所示各机构的自由度，并在高副低代后，分析组成这些机构的基本杆组即杆组的级别。
B0F＝ ×cos（θ／２）＝150× mm
∴刨头５构件离曲柄转动中心 点的距离为：
＝ － －( － )／２＝300－150－(300－150× )/2
130
3-22有一曲柄摇杆机构，已知其摇杆长 ，摆角 ，摇杆在两极限位时与机架所成的夹角各为 和 ，机构的行程速比系数K=，设计此四杆机构，并验算最小传动角 。
图2-33机构示意图
机构高副低代后的运动简图
杆组的级别:III