机械原理-郭宏亮-孙志宏-第二章答案
机械原理课后答案第2章
机械原理课后答案第2章第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解：342511f=⨯-⨯-=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。
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。
机械原理第2章习题答案
2-1 绘制题图2-1所示各个平面机械实体的机构运动示意图（无精确尺寸的比例要求）。
手摇打气筒汽车发动机罩壳泵手动冲孔机1颚式破碎机偏心轮传动机构水泵折叠椅开关窗机构夹钳剪刀式千斤顶题图2-1解：2-4 在题图2-4所示的铰链四杆机构中，已知l AB =50mm ，l BO 1=35mm ，l O 1O 3 =30mm ，取O 1O 3为机架。
（1） 如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且O 1A 是曲柄，求l AO 1的取值范围； （2） 如果该机构能成为双曲柄机构，求l AO 1的取值范围； （3） 如果该机构能成为双摇杆机构，求l AO 1的取值范围。
AB1O 3O题图2-4答：(1) l AO115mm(2) 45mm l AO155mm(3) 15mm< l AO1<45mm 或55< l AO1<1152-5 在题图2-5所示的铰链四杆机构中，各杆件长度分别为l AB =28mm ，l BC =70mm ，l CD =50mm ，l AD =72mm 。
若取AB 为机架，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ABC题图2-5答：由于28+72 < 70+50，因此存在曲柄，又因为AB 为最短杆，故若取AB 为机架，该机构将演化为为双曲柄机构。
这时C 、D 均为摆转副。
2-6 试推导有无偏置条件下，曲柄滑块机构中的曲柄存在条件。
已知曲柄长为a ，连杆长为b ，偏置为e 。
答：无偏置时，曲柄存在的条件是ab ；有偏置时，曲柄存在的条件是a +eb 。
机械原理课后答案——第二章 机构的结构分析
Ⅱ级组
Ⅱ级组
解：3）EG为原动件，拆组
Ⅲ 级组
Ⅱ级组
2-24 试计算如图所示平面高副机构的自由度
解：1）计算自由度 F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ =3×5 - (2×6+1 -0)-1 =1
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度 解：2）从结构上去除局部自由度、 虚约束、多余的移动副、转动副
2-16 计算如图所示各机构的自由度。
F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ =3×7 - (2×8+2 -0)-2 =1 （2、4处存在局部自由度）
F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ p’ = ( 2Pl ’ + Ph ’)- 3n’ =3×11 - (2×17+0 -2)-0 =2×10 +0 -3 × 6 =1 =2 （C、F、K 处存在复合铰链） （重复部分引入虚约束）
2-14
解：1）绘制机构运动简图
F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ =3×5 - (2×7+0 -0)-0 =1
2）弯曲90º 时的机由度。
F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ =3×4 - (2×5+1 -0)-0 =1 （A处为复合铰链）
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度 解：2）从结构上去除局部自由度、 虚约束、多余的移动副、转动副
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度 解：3）高副低代
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度 解：4）拆组
Ⅲ 级组
Ⅱ级组
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度 解：3）高副低代
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机械原理课后全部习题答案目录第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。
机械原理第二章第三章课后答案
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。
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5-4 何谓重合度 ?重合度的大小与齿数 z 、模数 m、压力角 α 、齿顶高系数 ha* 、顶隙系数 c*
及中心距 a 之间有何关系 ?
答 通常把一对齿轮的实际啮合线长度与齿轮的法向齿距
pb 的比值 ε α。称为齿轮传动的重
合度。重合度的表达式为：
εα =[z 1(tan α al — tan α ’ ) ± z2(tan α a2-tan α’ )/2 π
解：
题图 2-7
1)分析 该机构包括 6 个活动构件，其中导杆与扇形齿轮固联在一起组成构件 联在一起组成构件 6。
2)计算自由度
5，齿轮与指针固
活动构件数为 n 6 ，机构中低副数 PL 8 ，高副数 PH 1 于是求得机构的自由度为：
F 3n 2PL PH 3 6 2 8 1 1
故该机构具有确定的运动。
5-5 齿轮齿条啮合传动有何特点 ?为什么说无论齿条是否为标准安装， 啮合线的位置都不会
改变 ?
答 由于不论齿条在任何位置， 其齿廓总与原始位置的齿廓平行． 而啮合线垂直于齿廓， 因
此，不论齿轮与齿条是否按标准安装，其啮合线的位置总是不变的，节点位置确定，齿轮的
节圆确定； 当齿轮与齿条按标准安装时， 齿轮的分度圆应与齿条的分度线相切。 这时齿轮的
由重合度的计算公式可见， 重合度 ε α与模数 m无关． 随着齿数 z 的增多而加大， 对于
按标准中心距安装的标准齿轮传动， 当两轮的齿数趋于无穷大时的极限重合度 ε α=1.981 此
外重合度还随啮合角 α ’的减小和齿顶高系数 ha* 的增大而增大。 重合度与中心距 a 有关 ( 涉
及啮合角 α’ ) ，与压力角 α、顶隙系数 c* 无关。
节圆与其分度圆重合，齿条的常节线也与其分度线重合。
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[解]
（1）取μι作机构运动简图；
μl
=
0.002
m mm
C3
lBC =
l
2 AB
+
l
2 AC
−
l AB
⋅ lAB
⋅ cos135
= 302 + 1002 − 30 ×100 × cos135 = 123 (mm)
B
D
2
1 ω1
A
ϕ1
4
E
（2）速度分析 取C为重合点：C( C2, C3)
vB → vC 2 → vD ,vE → ω2
p(c3)
ω2
2
D
c2
2) 求aC2
aC 2 = aB
+ aCn 2B
+
at C 2B
=
aC 3
+
aCk
2C 3
+ aCr 2C 3
方向： B→A C→B ⊥CB
0 ⊥CБайду номын сангаас向下 ∥BC e
大小： √ √
?
0√
?
E
d
b
其中:
an C 2B
= ω2 2
lBC
=
2.02
4
C P34
1
A P12
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
b) P13
P34 B
3
P 23 →∞
2
P12
A
4
C P14→∞
P24
1
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
c)
P13 P14 C
4
→∞ P 34
M
vM
机械原理课后习题答案
《机械原理》课后习题答案第2章（P27）2-2 计算下列机构的自由度，如遇有复合铰链、局部自由度、虚约束等加以说明。
（a）n=3，p l=3 F=3*3-2*3=3（b）n=3，p l=3，p h=2 F=3*3-2*3-2=1 （B处有局部自由度）（c）n=7，p l=10 F=3*7-2*10=1（d）n=4，p l=4，p h=2 F=3*4-2*4-2=2 （A处有复合铰链）（e）n=3，p l=4 F=3*3-2*4=1 （A或D处有虚约束）（f）n=3，p l=4 F=3*3-2*4=1 （构件4和转动副E、F引入虚约束）（g）n=3，p l=5 F=(3-1)*3-(2-1)*5=1 （有公共约束）（h）n=9，p l=12，p h=2 F=3*9-2*12-2=1 （M处有复合铰链，C处有局部自由度）2-3 计算下列机构的自由度，拆杆组并确定机构的级别。
（a）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1由于组成该机构的基本杆组的最高级别为Ⅱ级杆组，故此机构为Ⅱ级机构。
（b）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1此机构为Ⅱ级机构。
（c）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1拆分时只须将主动件拆下，其它构件组成一个Ⅲ级杆组，故此机构为Ⅲ级机构。
2-4 验算下列运动链的运动是否确定，并提出具有确定运动的修改方案。
（a）n=3，p l=4，p h=1 F=3*3-2*4-1=0 该运动链不能运动。
修改方案如下图所示：（b）n=4，p l=6 F=3*4-2*6=0 该运动链不能运动。
修改方案如下图所示：12或第3章（P 42）3-2 下列机构中，已知机构尺寸，求在图示位置时的所有瞬心。
（a ） （b ） （c ） (a) v 3=v P13=ω1P 14P 13μl3-6 在图示齿轮连杆机构中，三个圆互作纯滚，试利用相对瞬心P 13来讨论轮1与轮3的传动比i 13。
第5章 （P 80）5-2 一铰接四杆机构（2）机构的两极限位置如下图：35-3题略解：若使其成为曲柄摇杆机构，则最短杆必为连架杆，即a 为最短杆。
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。
机械原理第二章练习题答案
机械原理第二章练习题答案机械原理第二章练习题答案第一题：一个质量为10kg的物体以2m/s的速度向上运动，经过2s后速度变为4m/s，请问这个物体所受到的力是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
首先计算加速度，加速度等于速度变化量除以时间，即(4m/s - 2m/s) / 2s = 1m/s²。
然后将加速度代入公式，力等于质量乘以加速度，即10kg * 1m/s² = 10N。
所以这个物体所受到的力是10N。
第二题：一个力为20N的物体受到一个与其运动方向相反的恒力作用，物体的加速度为4m/s²，请问物体的质量是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，20N = 质量* 4m/s²。
解方程可得质量= 20N / 4m/s² = 5kg。
所以物体的质量是5kg。
第三题：一个质量为2kg的物体受到一个力为10N的作用，物体的加速度是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，10N = 2kg * 加速度。
解方程可得加速度 = 10N / 2kg = 5m/s²。
所以物体的加速度是5m/s²。
第四题：一个质量为5kg的物体受到一个力为30N的作用，物体的加速度是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，30N = 5kg * 加速度。
解方程可得加速度= 30N / 5kg = 6m/s²。
所以物体的加速度是6m/s²。
第五题：一个质量为10kg的物体受到一个力为50N的作用，物体的加速度是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，50N = 10kg * 加速度。
解方程可得加速度= 50N / 10kg = 5m/s²。
所以物体的加速度是5m/s²。
通过以上练习题，我们可以看到牛顿第二定律在解决物体运动问题中的应用。
机械原理-郭宏亮-孙志宏-第二章答案
第2章机构的结构分析1．判断题（1）机构能够运动的基本条件是其自由度必须大于零。
（错误 ）（2）在平面机构中，一个高副引入两个约束。
（错误 ）（3）移动副和转动副所引入的约束数目相等。
（正确 ）（4）一切自由度不为一的机构都不可能有确定的运动。
（错误 ）（5）一个作平面运动的自由构件有六个自由度。
（错误 ）2．选择题(1) 两构件构成运动副的主要特征是（ D ）。
A ．两构件以点线面相接触B ．两构件能作相对运动C ．两构件相连接D ．两构件既连接又能作一定的相对运动(2) 机构的运动简图与（ D ）无关。
A ．构件数目B ．运动副的类型C ．运动副的相对位置D ．构件和运动副的结构(3) 有一构件的实际长度0.5m L =，画在机构运动简图中的长度为20mm ，则画此机构运动简图时所取的长度比例尺l μ是（ D ）。
A ．25B ．25mm/mC ．1:25D ．0．025m/mm(4) 用一个平面低副连接两个做平面运动的构件所形成的运动链共有（B ）个自由度。
A ．3B ．4C ．5D ．6(5) 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D ．真约束(6) 机构具有确定运动的条件是（ D ）。
A ．机构的自由度0≥FB ．机构的构件数4≥NC ．原动件数W ＞1D ．机构的自由度F ＞0, 并且=F 原动件数W(7) 如图2-34所示的三种机构运动简图中，运动不确定是( C )。
A ．（a ）和（b ）B ．（b ）和（c ）C ．（a ）和（c ）D ．（a ）、（b ）和（c ）(a)(c)(b)图2-34(8)Ⅲ级杆组应由（ B ）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D．机架和原动件(9)有两个平面机构的自由度都等于１，现用一个有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，这时自由度等于（ B ）。
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机械原理课后全部习题答案目录第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。
机械原理最全课后习题答案
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=n3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=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(c)题2-154364(a)53221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2-2 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。
机械原理习题及答案 (2)
第二章 平面机构的结构分析2-1 绘制图示机构的运动简图。
2-3 计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
解：(a) C 处为复合铰链。
7,n =p h =0，p l =10。
自由度 323721001W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(b) B 处为局部自由度，应消除。
3n =， p h =2，p l =2自由度 323323121W l h F n p p =--=⨯-⨯-⨯=。
(c) B 、D 处为局部自由度，应消除。
3n =， p h =2，p l =2。
自由度 323323121W l h F n p p =--=⨯-⨯-⨯=。
(d) CH 或DG 、J 处为虚约束，B 处为局部自由度，应消除。
6n =，p h =1，p l =8。
自由度 32362811W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(e) 由于采用对称结构，其中一边的双联齿轮构成虚约束，在连接的轴颈处，外壳与支架处的连接构成一个虚约束转动副,双联齿轮与外壳一边构成虚约束。
其中的一边为复合铰链。
其中4n =，p h =2，p l =4。
自由度 32342422W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(f) 其中，8n =，p h =0，p l =11。
自由度 323821102W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(g) ① 当未刹车时，6n =，p h =0，p l =8，刹车机构自由度为② 当闸瓦之一刹紧车轮时，5n =，p h =0，p l =7，刹车机构自由度为③ 当两个闸瓦同时刹紧车轮时，4n =，p h =0，p l =6，刹车机构自由度为2-3 判断图示机构是否有确定的运动，若否，提出修改方案。
分析 (a) 要分析其运动是否实现设计意图，就要计算机构自由度，不难求出该机构自由度为零，即机构不能动。
要想使该机构具有确定的运动，就要设法使其再增加一个自由度。
机械原理(郭嘹亮)第章答案
习题1.判定题（1）瞬心即彼此作一样平面运动的两构件上的瞬时等速重合点或瞬时相对速度为零的重合点。
（ dui）（2）以转动副相连的两构件的瞬心在转动副的中心处。
（√）（3）以平面高副相连接的两构件的瞬心，当高副两元素作纯转动时位于接触点的切线上。
（×）（4）矢量方程图解法依据的大体原理是运动合成原理。
（√）（5）加速度影像原理适用于整个机构。
（×）2.单项选择题（1）以移动副相连的两构件间的瞬心位于（ B ）A．导路上B．垂直于导路方向的无穷远处C．过构件中心的垂直于导路方向的无穷远处 D．构件中心（2）速度影像原理适用于（ C ）A．整个机构B．通过运动副相连的机构C．单个构件D．形状简单机构（3）确信不通过运动副直接相连的两构件的瞬心，除运用概念法外，还需要借助（ A ）A．三心定理B．相对运动原理C．速度影像原理D．加速度影像原理3.简答题（1）何谓速度瞬心？相对瞬心与绝对瞬心有何异同点。
答：当两构件作平面相对运动时，在任一瞬时，都能够以为它们是绕某一重合点做相对转动，该重合点就称为瞬时速度中心，简称为瞬心。
瞬心是两构件上绝对速度相等，相对速度为零的一对重合点。
假设瞬心的绝对速度为零，就称为绝对瞬心；假设瞬心的绝对速度不为零，就称为相对瞬心。
（2）何谓三心定理？何种情形下的瞬心需用三心定理来确信？答：三心定理是指三个彼此互作平面相对运动的构件的三个瞬心必位于同一个直线上。
利用三心定理来确信不直接以运动副联接的两构件的瞬心。
（3）当用速度瞬心法和用速度影像法求同一构件，如四杆机构连杆上任一点的速度时，它们的求解条件有何不同？各有何特点？答：用速度瞬心法求机构的速度是利用相对瞬心为两构件的瞬时绝对速度相等的重合点的概念，成立待求运动构件与已知运动构件的速度关系来求解的。
其优势是关于构件比较少的机构，简练和直观；局限性是关于构件多的机构，求取瞬心的进程比较麻烦，且此方式只能用来进行机构的速度分析，不能用于机构的位移和加速度分析中。
机械原理第2-10章习题册答案
习题解
20
5-4z
Pd 总输出 功率 各分 机输 入功 率
η3
η2
η1
P A
η2
η1 η1
η2 η2
ηA ηB
PA PB
P = P + P = 2+ 3 = 5 k W r A B
P = dA
P = P +P d dA dB = 3.27+5.606 W = 8.876 k
ηA 2η1η3 η3 2
F =3n−(2P + P ) l h =3×4−(2×5+1 =1 )
∴自由度为1，修改方 自由度为1 案能实现设计意图
习题解
3
2-2题 题
法： 1 F =3 −(2P + P ) −F1 n l h =3×8−(2× 0+2 −1=1 1 ) F1 局 自 度 为 部 由
法： 2 F =3 −(2P + P ) n l h =3×7−(2×9+2 =1 )
习题解
17
5-1z
ρ=fvr=0.2*10=2 φ=arctanf=arctan0.15=8011’51” 11’51”
L ABsin1200 γ = arcsin( ) = 14019' 22'' L BC
求F3，η 解 确定总反力作用点、方向. 1）确定总反力作用点、方向.
B
M
1
1
β
1200
2
l / L (L−l) / L ,
可 别 为 , II面 质 积 算 数 分 称 I 的 径 折 系Fra bibliotek习题解25
机械的平衡(习题) 第六章 机械的平衡(习题)
机械原理第2章习题及解答
机械原理第2章习题及解答第二章习题及解答2-1如题图2-1所示为一小型冲床，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。
（a）（b）题图2-1解：1）分析该小型冲床由菱形构件1、滑块2、拨叉3和圆盘4、连杆5、冲头6等构件组成，其中菱形构件1为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与滑块2联接，滑块2与拨叉3构成移动副，拨叉3与圆盘4固定在一起为同一个构件且绕C轴转动，圆盘通过铰链与连杆5联接，连杆带动冲头6做往复运动实现冲裁运动。
2）绘制机构运动简图选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。
3）自由度计算其中n=5，P L=7,P H=O,F=3n-2P L-P H=3 X 5-2 X 7=1故该机构具有确定的运动。
2-2如题图2-2所示为一齿轮齿条式活塞泵，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。
解：1）分析该活塞泵由飞轮曲柄1、连杆2、扇形齿轮3、齿条活塞4等构件组成，其中飞轮曲柄1 为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与连杆2联接，连杆2通过铰链与扇形齿轮3联接，扇形齿轮3通过高副接触驱动齿条活塞4作往复运动，活塞与机架之间构成移动副。
2）绘制机构运动简图选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。
3）自由度计算其中n=4，P L=5,P H=1F=3n-2P L-P H=3 X 4-2 X 5-1=1故该机构具有确定的运动。
2-3如图2-3所示为一简易冲床的初步设计方案，设计者的意图是电动机通过一级齿轮1和2减速后带动凸轮3旋转，然后通过摆杆4带动冲头实现上下往复冲压运动。
试根据机构自由度分析该方案的合理性，并提出修改后的新方案。
解：1）分析2）绘制其机构运动简图（图2-3 b ）选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b ）所示。
3）计算机构自由度并分析其是否能实现设计意图由图 b 可知，n=4P i = 5 P h = 2 p = 0故 F = 3n _（2p i p h -p ）_F =3 4_（2 5 2_0）「0 = 0 因此，此简易冲床根本不能运动，需增加机构的自由度。
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第2章机构的结构分析1．判断题（1）机构能够运动的基本条件是其自由度必须大于零。
（错误 ）（2）在平面机构中，一个高副引入两个约束。
（错误 ）（3）移动副和转动副所引入的约束数目相等。
（正确 ）（4）一切自由度不为一的机构都不可能有确定的运动。
（错误 ）（5）一个作平面运动的自由构件有六个自由度。
（错误 ）2．选择题(1) 两构件构成运动副的主要特征是（ D ）。
A ．两构件以点线面相接触B ．两构件能作相对运动C ．两构件相连接D ．两构件既连接又能作一定的相对运动(2) 机构的运动简图与（ D ）无关。
A ．构件数目B ．运动副的类型C ．运动副的相对位置D ．构件和运动副的结构(3) 有一构件的实际长度0.5m L =，画在机构运动简图中的长度为20mm ，则画此机构运动简图时所取的长度比例尺l μ是（ D ）。
A ．25B ．25mm/mC ．1:25D ．0．025m/mm(4) 用一个平面低副连接两个做平面运动的构件所形成的运动链共有（B ）个自由度。
A ．3B ．4C ．5D ．6(5) 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D ．真约束(6) 机构具有确定运动的条件是（ D ）。
A ．机构的自由度0≥FB ．机构的构件数4≥NC ．原动件数W ＞1D ．机构的自由度F ＞0, 并且=F 原动件数W(7) 如图2-34所示的三种机构运动简图中，运动不确定是( C )。
A ．（a ）和（b ）B ．（b ）和（c ）C ．（a ）和（c ）D ．（a ）、（b ）和（c ）(a) (c)(b)图2-34(8)Ⅲ级杆组应由（ B ）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D．机架和原动件(9)有两个平面机构的自由度都等于１，现用一个有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，这时自由度等于（ B ）。
A．0 B．1 C．2 D．3(10)内燃机中的连杆属于（ C ）。
A．机器B．机构C．构件D．零件3．简答题（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？解答：构件是机器中每一个独立运动的单元体，是组成机构的基本要素之一。
运动副是由两个构件直接接触而组成的可动连接，是组成机构的基本要素之一。
运动副元素是两构件能够参加接触而构成运动副的表面，如点线面等。
运动副分类：a)按两构件接触情况分为低副和高副；b)按两构件相对运动情况分为平面运动副和空间运动副；c)按两构件产生的相对运动分为转动副、移动副、螺旋副、球面副等；d)按引入约束的数目分为Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副等；e)按运动副始终保持接触的方式分为形封闭运动副和力封闭运动副。
（2）机构运动简图有何用途？它能表示出原机构哪些方面的特征？解答：方便了解机械的组成和对机械进行运动和动力分析，并表达了机械的简单结构及运动传递情况。
机构运动简图能表示出原机构的组成形式，包括构件情况和运动副情况。
（3）何谓机构运动简图？它与机构示意图的区别是什么？解答：根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，用规定的运动副及常用机构运动简图的代表符号和一般构件的表示方法将机构的运动传递情况表示出来的简化图形称为机构运动简图。
只是为了表明机构的运动状态或各构件的相互关系，也可以不按严格的比例来绘制简图，通常把这样的简图称为机构示意图。
（4）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？解答：机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目等于机构的自由度数目。
当机构的原动件数少于机构的自由度时，机构的运动不确定；当机构的原动件数多于机构的自由度时，机构不能正常运转，严重时将损坏机构中最薄弱的环节。
（5）在计算平面机构的自由度时，何为复合铰链、局部自由度和虚约束？在计算自由度时如何处理？解答：复合铰链指两个以上的构件在同一处以转动副相连接，在计算自由度时，若存在由m个构件组成的复合铰链，则有（m-1）个转动副；局部自由度是指在有些机构中，某些构件所产生的并不影响其他构件运动的局部运动，的自由度为局部自由度。
在计算整个机构的自由度时，应从机构自由度的计算公式中将局部自由度去除不计。
虚约束是指在机构中，对机构的运动起重复约束作用的约束称为虚约束。
在计算机构的自由度时，应从机构的约束数中减去虚约束数。
（6）既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用，那么在实际机构中为什么又常常存在虚约束?解答：在实际机构中又常常引入虚约束为了用来改善机构的受力状况：使机构受力状态更合理、使机构平衡、考虑机构在特殊位置的运动等。
（7）在图2-21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？解答：不能。
因为对于铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合都是由其它两处制约而形成的，所以只能算作一个虚约束。
（8）请说出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？解答：髋关节和踝关节可视为球面副，膝关节可视为球销副。
（9）何谓机构的组成原理？何谓基本杆组？它具有什么特性？解答：机构的组成原理：任何机构都可以看作是有若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成。
基本杆组：不能再拆分的最简单的自由度为零的构件组，特性为不可再分、自由度为零。
（10）如何确定基本杆组的级别及机构的级别？解答：基本杆组的级别：杆组中包含有最多运动副的构件的运动副数。
机构的级别：机构中最高级别基本杆组的级别。
4．计算题（1）图2-35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。
43512A图 2-35解答：机构运动简图如解图2-35a 所示，因其活动构件数3=n ，4=L p ，1=H p ，所以得机构自由度为0)142(33)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，故该设计者的设计意图不能实现。
修改方案如解图2-35b 所示。
（2）在图2-36所示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。
试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。
解答：绘制该机构的机构运动简图：题解图2-36a ）曲柄摇块机构；题解图2-36b ）摆动导杆块机构。
图2-36 4 3CB 2A 1解图2-35a解图2-35b解题分析：偏心轮2绕固定铰链点A 转动，其几何中心B 与A 点之间距离AB 为偏心距，亦为曲柄长度。
摆轮4绕其固定中心C 摆动，滑块在摆轮4的滑槽中移动，故此机构看成4为摇块、3为导杆的曲柄摇块机构，也可看成4为摆动导杆、3为滑块的摆动导杆机构。
计算该机构的自由度：1)042(33)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F（3）图2-37所示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A 转动时，构件2绕活动中心C 摆动，同时带动刀架3上下移动。
B 点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。
试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。
解答：绘制该机构的机构运动简图：题解图2-37（曲柄滑块机构）。
解题分析：偏心轮1的回转中心A 与其几何中心B 点之间距离为偏心距，故AB 为曲柄。
构件2(连杆)绕活动中心C 摆动，并带动刀架3（滑块）在机架4的滑槽中上下移动。
故该机构为曲柄滑块机构（连杆包括在加大了结构尺寸的滑块内）。
A BC1 2 34解图2-36a 曲柄摇块机 A B C 1 2 3 4 解图2-36b 摆动导杆机 4BCA 12 3图-37计算该机构的自由度：1)042(33)2(3HL=+⨯-⨯=+-=PPnF（4）试计算如图2-38所示的各机构自由度，并明确指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
解图2-37（C）（b）(a)（d）解答： (a) 1)1112(83)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F在C 处存在复合铰链；在F 处有局部自由度；在J 或I 处有虚约束。
(b) 1)152(43)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，滚子为局部自由度；对称处看做虚约束。
(c) 1)152(43)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，滚子为局部自由度；有1处虚约束。
(d) 1)152(43)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，在1处存在复合铰链；没有局部自由度；没有虚约束。
(e) 1)2122(93)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F存在1处复合铰链；1处有局部自由度；1处有虚约束。
(f ）1)372(63)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F 在3处存在二副复合铰链；没有有局部自由度；没有虚约束。
(5) 如图2-39所示牛头刨床设计方案草图。
设计思路为：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作往复移动 ，以达到刨削加工目的。
试问图示的构件组合是否能达到此目的？ 如果不能，该如何修改？（试提出四种修改方案）。
(e) 图2-38（f ）解答：此方案有组成原理上的错误，因为它的自由度为零，不能运动。
0)062(43)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，修改方案如解图2-39a,b,c,d 。
1 234图2-39 解图2-39a 解图2-39b解图2-39c 解图2-39d。