机械原理第八版课后练习答案西工大版孙恒等
孙桓《机械原理》(第8版)课后习题-第一章至第七章(上册)【圣才出品】
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b．还可分为平面运动副和空间运动副。
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：（1）机构运动简图的用处： 通过对机构的组成和运动传递情况的表示，使得了解机械的组成和对机械进行运动和动 力分析变得十分简便。 （2）机构运动简图能表示出原机构组成构件和组成形式的特征。
图 2-1 送料机构
2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项?
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答：在计算平面机构的自由度时，应注意的事项： （1）正确计算运动副的数目。 ①两个以上构件同在一处以转动副相连接的复合铰链，m 个构件组成的复合铰链有（m －1）个转动副； ②以下情况只算一个运动副： a． 两构件在多处接触而构成转动副，且转动轴线重合； b． 两构件在多处接触而构成移动副，且移动方向彼此平行； c． 两构件构成为平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合。 ③若两构件在多处相接触而构成平面高副，而在各接触点处的公法线方向彼此不重合， 则构成了一个复合高副，相当于一个低副。 （2）要除去局部自由度。 （3）要除去虚约束。
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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；……
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孙恒《机械原理》(第八版)复习笔记及课后习题(含考研真题)详解-第12~14章【圣才出品】
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表 12-1-4 普通槽轮机构的运劢系数及运劢特性
3．槽轮机构的几何尺寸计算 在机械中最常用的是径向槽均匀分布的外槽轮机构，对亍这种机构，其设计计算步骤大 致如下： （1）根据工作要求确定槽轮的槽数 z 和主劢拨盘的囿销数 n； （2）挄叐力情况和实际机械所允许的安装空间尺寸，确定中心距 L 和囿销半径 r； （3）最后挄图 12-1-4 所示的几何关系求出其他尺寸，即
解：牛头刨床送迚机构的运劢简图如图 12-2-1 所示，牛头刨床的横向迚给是通过齿轮 1、2，曲柄摇杆机构 2、3、4，棘轮机构 4、5、7 杢使不棘轮固连的丝杠 6 作间歇轩劢， 从而使牛头刨床工作台实现横向间接迚给。通过改发曲柄长度 O2 A 的大小可以改发迚给的 大小。当棘爪 7 处亍图示状态时，棘轮 5 沿逆时针方向作间歇迚给运劢。若将棘爪 7 拔出 绕自身轴线轩 180°后再放下，由亍棘爪工作面的改发，棘轮将改为沿顺时针方向间接迚给。
三、凸轮式间歇运劢机构 1．凸轮式间歇运劢机构的组成和特点（见表 12-1-5）
表 12-1-5 凸轮式间歇运劢机构的组成及特点
2．凸轮式间歇运劢机构的类型及应用（见表 12-1-6） 表 12-1-6 凸轮式间歇运劢机构的类型及应用
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12-1 棘轮机构除常用杢实现间歇运劢的功能外，还常用杢实现什么功能？ 答：棘轮机构除了常用的间歇运劢功能外，还能实现制劢、迚给、轩位、分度、超越运 劢等功能。
12-2 某牛头刨床送迚丝杠的导程为 6mm，要求设计一棘轮机构，使每次送迚量可在 0.2～1.2mm 乊间作有级调整（共 6 级）。设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆杢推 劢，试绘出机构运劢简图，并作必要的计算和说明。
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。
机械原理第八版课后练习答案西工大
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：机械运动简图如下：
F=3n-(2p1 +pb-p`)-F`=3×5-(2×6+1-0)-1=1
第3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 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号 P， ，直接标注在图上) (a)
3） ω1 /ω3 = P36 P13 /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)。
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第2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。
机械原理作业参考答案-第3章-孙桓-第8版A-ok[新版].ppt
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2rad / s,方向为顺时针方向。
3 2 2rad / s,方向为顺时针方向。
0.0
5
l 0.001m/mm
3
C(C2 , C3)
v 0.005m/s/mm
D
2
B p(a, c3)
c2
1
A
1
4
p'(a', c3')
d
e
E c2 '
k'
b
e' d'
3)运用速度影像原理，可求的D点和Eb的' 速度n2 '
，作出速度多边形。
vC2 vB vC2B vC3 vC2C3
大小 ?
√
?
0
?
方向 ?
⊥AB
⊥BC 0.0
∥BC
4
l 0.001m/mm
3
C(C2 , C3)
v 0.005m/s/mm
D
2
B p(a, c3)
c2
1
A
1
4
p'(a', c3')
d
e
E c2 '
k'
b
e'
d'
a 0.05m/s 2/mm
D
2
B p(a, c3)
c2
1
A
1
4
p'(a', c3')
d
e
E c2 '
k'
b
e'
d'
a 0.05m/s 2/mm
3)运用加速度影像原理，可求的D点和bE' 的加n速2 '度
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)2-3
<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。
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。
机械原理第八版课后练习答案
<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：不合理∵，可改为试绘制其机构示意简图并计算自由度。
解：2-16试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度（a）解： A为复合铰链（b）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- (2p l+p h- 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。
西工大《机械原理》课后题全解__孙恒版作业答案精选
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。
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分析修改方案因为原动件的数目为1，所以修改的思路为：将机构的自由度由0变为1。
因此，修改方案应有2种。
方案1：给机构增加1个构件（增加3个独立运动）和1个低副（增加2个约束），使机构自由度增加1，即由0变为1。
如题2-11答图c)、d)、e)所示。
方案2：将机构中的1个低副（2个约束）替换为1个高副（1个约束），使机构中的约束数减少1个，从而使机构自由度增加1，即由0变为1。
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。
机械原理作业参考答案-第2章-孙桓-第8版A-ok
2-17பைடு நூலகம்a)b)c)d)
3
2 1 4
7 6
5 8
《机械原理》（第8版）--孙桓等主编，高等教育出版社
复合铰链
虚约束
局部自由度
或 F 3n 2Pl Ph 35 26 2 1
《机械原理》（第8版）--孙桓等主编，高等教育出版社
虚约束 复合铰链
复合铰链
或 F 3n 2Pl Ph 35 27 0 1
第2章作业：2-11， 2-12， 2-17， 2-23
《机械原理》（第8版）--孙桓等主编，高等教育出版社
《机械原理》（第8版）--孙桓等主编，高等教育出版社
《机械原理》（第8版）--孙桓等主编，高等教育出版社
或 F 3n 2Pl Ph 37 29 2 1
《机械原理》（第8版）--孙桓等主编，高等教育出版社
《机械原理》（第8版）--孙桓等主编，高等教育出版社
《机械原理》（第8版）--孙桓等主编，高等教育出版社
《机械原理》（第8版）--孙桓等主编， 高等教育出版社
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(孙恒等)
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。
(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 mωl=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。
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)
VC2=0
aC2=0
（2 分）
VC3B=0 ω3=0
a kC3C2=0
（3 分）
(b)
答：
（2 分）
（2 分）
VC2=VB+VC2B=VC3+Vc2C3 ω3=ω2=0
（2 分） （1 分）
aB+anC2B+atC2B=aC3+akC2C3+arC2C3 （3 分） (c)
答：
（2 分）
VB3=VB2+VB3B2 （2 分）
3)定出构件 3 的 BC 线上速度最小的 点 E 的 位置,因 BC 线上速度最小的点必与 p13 点的距离 （3 分） 最近，故丛 p13 引 BC 线的垂线交于点 E，由图可得
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（1 分）
（1 分）
Vc3=VB+VC3B=VC2+VC3C2 （2 分） aC3=aB+anC3B+atC3B=aC2+akC3C2+arC3C2 （3 分）
VC2=0
aC2=0
（2 分）
VC3B=0 ω3=0 akC3C2=0
（3 分）
(b)
答：
（2 分）
（2 分）
VC2=VB+VC2B=VC3+Vc2C3 （2 分）
所示, 大腿弯曲 90。时的机构运动简图，如图中虚线所示。其自由度为： F=3n-(2pl+ph-p’)-F’=3×5-(2×7+0-0)-0=1
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 3 7 210 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
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。
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。
（10 分） 3-4 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。
答：1)瞬新的数目： K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15
2)为求ω1/ω3 需求 3 个瞬心 P16、P36、P13 的位置
（2 分）
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)。
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
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
解 (1)取比例尺作机构运动简图如图所示。 (2) F=3n-(2p1+ph-p’)-F’=3×4-(2×4+0-0)-1=1
2-14 图示是为高位截肢的人所设汁的一种假肢膝关节机构。该机构能保持人行走的稳定性。 若以胫骨 1 为机架，试绘制其机构运动简图和计一算其自由度，并作出大腿弯曲时的机构运 动简图。 解 把胫骨 l 相对固定作为机架．假肢膝关节机构的机构运动简图如图
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=μc p13ω3=0.003×52×2.56=0.4(m/s)
第3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 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号 P，，直接标注在图上) (a)
(b)
答：
答：
（10 分） (d)
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）
解：
1> f 3 6 28 2
2> f 3 5 2 7 1 3> f 3 4 2 6 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 3 7 210 1
(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，akB2B3==2ω2vB2B3 对吗?为什么。
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
3)定出构件 3 的 BC 线上速度最小的（点3 E分的）位置,因 BC 线上速度最小的点必与 p13 点的距离 最近，故丛 p13 引 BC 线的垂线交于点 E，由图可得
vE=μl.p13Eω3=0.003×46.5×2.56=0.357(m/s)
4)定出 vc=0 时机构的两个位置（图 c）量出 φ1=26.4° φ2=226.6°
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 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
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
（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 (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)
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
<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。