机械原理第2、3、4、6章课后答案西北工业大学(第七版)
西北工业大学机械原理习题答案
p'=1F'=1
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
=3×8－(2×10＋2－1)－1=2
机构原动件数目＝2机构有无确定运动？有确定运动
1—81）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。
2）计算自由度，并判断机构有无确定运动：
在图中指明：复合铰链、局部自由度和虚约束
4．在机器中，零件是制造的单元，构件是运动的单元。
5．机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由多个零件装配成的刚性结构。在机械原理课程中，我们将构件作为研究的基本单元。
6．两个构件直接接触形成的可动联接称为运动副。
7．面接触的运动副称为低副，如移动副、转动副等。
点或面接触的运动副称为高副，如凸轮副、齿轮副等。
大小: 0 ? ω12l0？
在加速度多边形中，矢量 代表
则有：
将矢量 移至B3点，可见为α3逆时针。
2－7已知铰链四杆机构的位置、速度多边形和加速度多边形如下图所示。试求：
构件1、2和3上速度均为 的点X1、X2和X3的位置；
构件2上加速度为零的点Q位置，并求出该点的速度 ；
构件2上速度为零的点H位置，并求出该点的加速度 ；
加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小，单位为(m/s2)/mm。
9．速度影像的相似原理只能应用于构件，而不能应用于整个机构。
10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为平动，牵连运动为转动时（以上两空格填转动或平动），两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为2×相对速度×牵连角速度；方向为相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的方向。
2－2试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号 直接标注在图上)。
机械原理(西工大第七版)习题册答案1——7章
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=n 3=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)。
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。
解：分析机构的组成：此机构由偏心轮1’（与齿轮1固结）、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。
机械原理第2、3、4、6章课后答案西北工业大学(第七版)
第二章 机构的结构分析题2-11 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2-11a)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=n 3=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2-11b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(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2-11d)。
11(c)题2-11(d)5364(a)5325215436426(b)321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2-12 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。
机械原理(西工大第七版)习题册1——7章青岛理工败类整理
题轴杆机。
图上，齿轮1与偏心轮1 D8与机架题2-3柱4阀5腔6解：题解：题2-5 解：图。
图a 、2 0局部2) 44D 8和9杆10、17='l p 题2-8 2)3)题机架只Ａ2 将直211-=-试计、1）当φ=165°时，点C的速度Vc）E°位2的，，F a 2ω2α63、5瞬心P56题3-10V 解： 1)∆以ck理fek∆题3-11lBC带5）；若钢带5以速度’1，；3ak B B 3α题l v s H 52）求图b 所示转动副的摩擦圆半径ρ 支反力G l F 2=，G lF 1= f V 左f V 题4-4 擦力矩M 解：2rR G+ F 为.，凸轮2上的外F R31，F R124-6 。
31R F -= h=500mm ，3的重F r =100N ，1v μ，，如解：φ 。
c ），由φ2≤3F R23（此 φ2 。
F R23为驱，位置题6-2m 1=10kg l 12=l 23=l 34 解：题6-3m 3=4kg ，为mm︒=138︒-=102，题6-5的质量m 23的质量心与A 衡掉滑块解：（2题7-1和为G 。
解题7-2ωs ·m （该及等效力2J e3题7-4P 12速n n 解：（1讨论：题7-5 角φπφ=T 1) 2) 得m ⋅b 知，C φmin1.623r =F J-⨯2006.116200180π2113mkg ⋅题7-6 图a 所示为某机械系统的等效驱动力矩ed M 及等效阻抗力矩er M 对转角φ的变化曲线，T φ为其变化的周期转角。
设己知各下尺面积为2200mm A ab =，2260mm A bc =，2100mm A cd =，2190mm A de =，2320mm A ef =，2220mm A fg =，2500mm A a g ='，而单位面积所大盈亏功e m J 0456.05100025009009002222max =⨯⨯⨯=∆=ππδe m J n W 3) 求m ax n 和m in n4)。
机械原理(西工大第七版)习题册答案1——7章
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=n 3=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)。
11(c)题2-1(d)54364(a)5325215436426(b)321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。
西北工业大学机械原理课后答案第2章
第二章 机构的结构分析题2-11 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2-11a)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=n 3=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2-11b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(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2-11d)。
11(c)题2-11(d)54364(a)5325215436426(b)321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2-12 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。
第七版《机械原理》-西北工业大学孙恒-配套习题册答案详解
题 2-8 图示为一刹车机构。刹车时，操作杆 1 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。）
解：1)未刹车时，刹车机构的自由度
n 6 pl 8 ph 0
F 3n 2 pl ph 3 6 28 0 2
2) n 5 pl 7 ph 0
F 3n 2 pl ph 35 2 7 0 1
所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能 为机架，
自由度，并作出大腿弯曲 90 度时的机构
简图。大腿弯曲 90 度时的机构运动简图
题 2-6 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
销子与件 5 上的连杆曲线槽组成的销槽联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 lAB=lAD=90mm,lBC=lCD=25mm，试绘制机构的运动简图，并计算其自由度。
p 2 pl ph 3n 2 17 3 310 3 4 局部自由度 F 4
F 3n (2 pl ph p) F 313 (217 4 4) 4 1
解法二：如图 2-7（b）
局部自由度 F 1 F 3n (2 pl ph p) F 3 3 (2 3 1 0) 1 1
压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
解：分析机构的组成： 此机构由偏心轮 1’（与齿轮 1 固结）、连杆 2、滑杆 3、摆杆 4、齿轮 5、滚子 6、滑块 7、冲头 8 和机 架 9 组成。偏心轮 1’与机架 9、连杆 2 与滑杆 3、滑杆 3 与摆杆 4、摆杆 4 与滚子 6、齿轮 5 与机架 9、滑 块 7 与冲头 8 均组成转动副，滑杆 3 与机架 9、摆杆 4 与滑块 7、冲头 8 与机架 9 均组成移动副，齿轮 1
机械原理第七版课后答案
机械原理第七版课后答案
1. 机械原理是工程学中的重要基础课程，它涉及到机械结构、运动学、动力学等方面的知识，对于理解和设计各种机械系统都具有重要意义。
在学习机械原理的过程中，课后习题是检验学生对知识掌握程度的重要手段。
因此，以下是机械原理第七版课后答案，供大家参考。
2. 第一章机械原理基础知识。
1. 什么是机械原理？
答，机械原理是研究机械运动规律和机械结构工作原理的科学。
2. 机械原理的研究对象包括哪些方面？
答，机械原理的研究对象包括机械结构、运动学、动力学等方面的知识。
3. 第二章机械结构。
1. 什么是机械结构？
答，机械结构是由零件和零件之间的连接构成的整体。
2. 机械结构的作用是什么？
答，机械结构的作用是传递和转换力、运动和能量。
4. 第三章运动学。
1. 什么是运动学？
答，运动学是研究物体运动状态、运动轨迹和运动规律的学科。
2. 运动学的研。
西北工业大学机械原理课后答案第6章-1
第六章 机械的平衡题6-5 图示为一钢制圆盘，盘厚b=50mm ，位置Ⅰ处有一直径φ=50mm 的通孔，位置Ⅱ处是一质量m 2=0.5kg 的重块。
为了使圆盘平衡，你在圆盘上r=200mm 处制一通孔。
试求此孔德直径与位置。
（钢的密度γ=7.8g/cm 3）解：解法一：先确定圆盘的各偏心质量大小kg b m 7648.08.75454221-=⨯⨯⨯-=-=πγφπ kg m 5.02=设平衡孔质量γπb d m b 42-= 根据静平衡条件 02211=++b b r m r m r mmm kg r m r m r m b b b ⋅=︒-︒-=52.32210cos 135cos cos 2211θmm kg r m r m r m b b b ⋅=︒-︒-=08.104210sin 135sin sin 2211θmm kg r m r m r m b b b b b b b b ⋅=+=04.109)cos ()sin (22θθ由mm r b 200= kg m b 54.0=∴ mm b m d b2.424==γπ 在位置b θ相反方向挖一通孔︒=︒+︒=︒+⎪⎪⎭⎫⎝⎛=︒+-66.28218066.72180cos sin 1801b b b bb b b r m r m tg θθθ解法二：由质径积矢量方程式，取 mmmmkg W ⋅=2μ 作质径积矢量多边形如图6-5（b ） 平衡孔质量 kg r W m bbW b 54.0==μ 量得 ︒=6.72b θ题6-7在图示的转子中，已知各偏心质量m 1=10kg ，m 2=15kg ，m 3=20kg ，m 4=10kg ，它们的回转半径分别为r 1=40cm ，r 2=r 4=30cm ，r 3=20cm ，又知各偏心质量所在的回转平面的距离为l 12=l 23=l 34=30cm ，各偏心质量的方位角如图。
若置于平衡基面Ⅰ及Ⅱ中的平衡质量m b Ⅰ及m b Ⅱ的回转半径均为50cm ，试求m b Ⅰ及m b Ⅱ的大小和方位。
西北工业大学机械原理习题答案
p'=1F'=1
2×14＋1－1)－1=1
机构原动件数目＝1
机构有无确定运动？有确定运动
计算下列机构的自由度，并判断机构级别。
1—10 1）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。
2）计算自由度，并判断有无确定运动：
方向：⊥CD ⊥AB ⊥BC 方向：C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
大小： ？ ω1lAB？ 大小：ωCD2lCD？ ω12lABωCB2lCB？
有：vC=0，ω3=0，ω2=0.5ω1aC=aCt=1.5aB=1.5ω12lAB
方向： ? ⊥AB ⊥BC∥BC
大小： ？ ω1lAB？ 0 ?
在图中指明复合铰链、局部自由度和虚约束
n=9pl=13ph=0
p'=0F'=0
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
=3×9－(2×13＋0－0)－0=1
机构原动件数目＝1
机构有无确定运动？有确定运动
3）杆组拆分，并判断机构级别：
（从远离原动件的方向开始拆分）可见，该机构为II级机构。
1—111）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。
解：自由度计算：画出机构示意图：
n=3
pL=4pH=0
p'=0F'=0
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
=3×3－（2×4＋0－0）－0
=1
图b)缝纫机针杆机构原动件1绕铰链A作整周转动，使得滑块2沿滑槽滑动，同时针杆作上下移动，完成缝线动作。
解：自由度计算：画出机构示意图：
n=3
pL=4pH=0
2）计算自由度，并判断有无确定运动：
机械原理(第七版)答案
∞ P34 ∞ P24
3
A
4
P14
( aII ) 级杆组 RRR
P34、P 13 D
A
P14
(b)
∞ P 12
∞ P23
p13
P24
1
2
3
P23 B
P24
1 14 A P
B
2 P 12
A
∞ P34
3
P 14
4
C
P 13 C P 34 4
(c )
(d)
P24
3
B
C P34
2
1
vM P 12 BP M
E P23
C
C2
2
C1
ϕ = 165�
P12 B
1 ϕ1 = 227
�
3
ω1
B2
ϕ2 = 26�
P34
A
4
P14
µ
l
D
m mm
= 0 . 002
B1
P24
解：
ω1 P12 P24 117.75 = = ω2 P P 30 12 14
ω2 =
P12 P14 30 ω1 = ×10 = 2.548rad / s P 117.75 12 P 24
D F B
n = 10，pl = 12，p h = 3，F ′ = 2，p ′ = 0 F = 3n − 2 p l − p h − F ′ + p′ C
= 3 × 10 − 2 × 12 − 3 − 2 =1
G
A
J
H I
解 2：C 为复合铰链，F 、I 为局部自由度（焊死） 。
E
n = 8，p l = 10，p h = 3 F = 3n − 2 p l − p h = 3 × 8 − 2 × 10 − 3 =1
机械原理第七版课后习题答案
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，
F F R 21 F R 31 0
由正弦定理有
sin(60o 2） sin(90o ） F FR 21
7-11 某内燃机的曲柄输出力矩 Md 随曲柄转角ψ 的变化曲线如图所示，其运动周期ψ T＝π ，曲 柄的平均转速 nm＝620r/min。当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时，如果要求其运转不均匀 系数δ ＝0.01。试求 1） 曲柄的最大转速 nmax 和相应的曲柄转角位置 φmax； 2） 装在曲轴上的飞轮转动惯量 JF（不计其余构件的转动惯量） 。
FR12
A ω 21 1 M 4 O 2 ω 23
ω
B F
3
FR32
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ω 21 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 逐渐减小，故相对角速度ω 23 沿逆时针方向， FR32 应切于摩擦圆的下方。 4 O M 1 FR12 B
2
解法 3 根据运动副的自锁条件确定。 由于工件被夹紧后 P 力就被撤消，故楔块 3 的受力如图 b 所示，楔块 3 就如同一个受到 R23（此时为 驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要 R23 作用在摩擦角 φ 之内，楔块 3 即发生自锁。 R23 与垂直方向之间的夹角是 α-φ,要使 R23 作用在摩擦角 φ 之内,即
解：该系统的总效率为
机械原理习题答案
机械原理习题答案篇一：机械原理_课后习题答案第七版《机械原理》作业题解第二章机构的结构分析F＝3n2plph＝3×2×1＝034F=3n?=3×4?=174385291-1’F=3n??F’=3×8??1=1篇二：机械原理第七版西北工业大学习题答案.doc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。
2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装能作为一个活动件，故n?3pl?3ph?1F?3n?2pl?ph?3?3?2?4?1?0的自由度。
尽在轴A上，只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。
在构件3、4之间加一连杆及一个转动副。
在构件3、4之间加一滑块及一个移动副。
在构件3、4之间加一滚子及一个平面高副。
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。
西北工业大学机械原理课后答案第6章
第6章课后习题参考答案6—1什么是静平衡什么是动平衡各至少需要几个平衡平面静平衡、动平衡的力学条件各是什么6—2动平衡的构件一定是静平衡的，反之亦然，对吗为什么在图示（a）（b）两根曲轴中，设各曲拐的偏心质径积均相等，且各曲拐均在同一轴平面上。
试说明两者各处于何种平衡状态答：动平衡的构件一定是静平衡的，反之不一定。
因各偏心质量产生的合惯性力为零时，合惯性力偶不一定为零。
（a）图处于动平衡状态，（b）图处于静平衡状态。
6一3既然动平衡的构件一定是静平衡的，为什么一些制造精度不高的构件在作动平衡之前需先作静平衡6—4为什么作往复运动的构件和作平面复合运动的构件不能在构件本身内获得平衡，而必须在基座上平衡机构在基座上平衡的实质是什么答由于机构中作往复运动的构件不论其质量如何分布，质心和加速度瞬心总是随着机械的运动周期各沿一条封闭曲线循环变化的，因此不可能在一个构件的内部通过调整其质量分布而达到平衡，但就整个机构而言．各构件产生的惯性力可合成为通过机构质心的的总惯性力和总惯性力偶矩，这个总惯性力和总惯性力偶矩全部由机座承受，所以必须在机座上平衡。
机构在基座上平衡的实质是平衡机构质心的总惯性力，同时平衡作用在基座上的总惯性力偶矩、驱动力矩和阻力矩。
6—5图示为一钢制圆盘，盘厚b=50 mm。
位置I处有一直径φ=50 inm的通孔，位置Ⅱ处有一质量m2= kg的重块。
为了使圆盘平衡，拟在圆盘上r=200 mm处制一通孔，试求此孔的直径与位置。
(钢的密度ρ= g／em3。
)解根据静平衡条件有:m1r I+m2rⅡ+m b r b=0m2rⅡ=×20=10m1r1=ρ×(π/4) ×φ2×b×r1= ×10-3×(π/4)×52×5 ×l0=取μW=4／cm，作质径积矢量多边形如图所示，所添质量为:m b=μw w b／r=4×／20= kg，θb=72o，可在相反方向挖一通孔其直径为：6—6图示为一风扇叶轮。
机械原理西工大第七版习题册答案章
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=n 3=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)。
11(c)题2-1(d)54364(a)5325215436426(b)321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(西工大第七版)习题册答案1——7章
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=n 3=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)。
11(c)题2-1(d)54364(a)5325215436426(b)321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。
机械原理_课后习题答案第七版
v B 2 ( = v B1 ) → v B 3 → v C 3
1) 求vB2
v B 2 = v B1 = ω1 l AB
2) 求vB3
3) 求vC3 : 用速度影像法
vB3 = vB 2 + vB3B 2
⊥BA ∥CB ?
v C 3 = μ v pc3
pc3 pb3 DC ∵ = ⇒ pc3 = pb3 DC DB DB
bd BD l BD 50 = = = 作 bc2 BC l BC 123
2) 求vC2
v C 2 = v B + v C 2 B = v C 3 + vC 2 C 3
方向： 大小： ⊥AB
√
⊥BC ?
0 0
∥BC ?
取
μv = 0.005
m/s mm
作速度图
b
题3-10 解(续2)
[解] （2）速度分析
v B → vC 2 → v D , v E → ω 2
1) 求vB 2) 求vC2 3) 求vD 和求vE 用速度影像法
解： 1. 绘机构运动简图 2.求瞬心P13 3.求ω1/ ω3
ω1 P36 P13 = ω3 P16 P13
P13 P36
3 5 D
C
2
P23
P12
4 B 1
6
P16
A
题3-4
• 在图示的四杆机构中，lAB=60 mm， lCD=90 mm ，lAD= lBC=120 mm， ω2 = 10 rad/s，试用瞬心法求： • 1）当φ=165时，点C的速度vC ； • 2）当φ=165时，构件３的BC线上（或其延长线上）速度最小的一点E 的位置及其速度的大小 ； • 3）当vC=０时， φ角之值（有两个解）。
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第二章 机构的结构分析题2-11 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2-11a)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=n 3=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2-11b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(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2-11d)。
题2-11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2-12 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。
解：分析机构的组成：此机构由偏心轮1’（与齿轮1固结）、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。
偏心轮1’与机架9、连杆2与滑杆3、滑杆3与摆杆4、摆杆4与滚子6、齿轮5与机架9、滑块7与冲头8均组成转动副，滑杆3与机架9、摆杆4与滑块7、冲头8与机架9均组成移动副，齿轮1与齿轮5、凸轮(槽)5与滚子6组成高副。
故解法一：7=n 9=l p 2=h p12927323=-⨯-⨯=--=h l p p n F解法二：8=n 10=l p 2=h p 局部自由度 1='F11210283)2(3=--⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l题2-13如图a 所示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。
其偏心轮1绕固定轴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1按图示方向连续转动时，可将设备中的空气按图示空气流动方向从阀5中排出，从而形成真空。
由于外环2与泵腔6有一小间隙，故可抽含有微小尘埃的气体。
试绘制其机构的运动简图，并计算其自由度。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(如图题2-3所示) 2) 3=n 4=l p 0=h p10423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F题2-14 图a 所示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 时的机构运动简图如下：题2-15 使绘制图a 所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图（以手指8作为相对固定的机架），并计算其自由度。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(如图2-4所示) 2) 7=n 10=l p 0=h p101027323=-⨯-⨯=--=h l p p n F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。
齿条7与齿轮5的啮合为高副（因中心距未被约束，故应为双侧接触）将提供2个约束。
题2-18 图为一刹车机构。
刹车时，操作杆1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。
（车轮不属于刹车机构中的构件。
）解：1)未刹车时，刹车机构的自由度6=n 8=l p 0=h p20826323=-⨯-⨯=--=h l p p n F2)闸瓦G 、J 之一刹紧车轮时，刹车机构的自由度5=n 7=l p 0=h p10725323=-⨯-⨯=--=h l p p n F3)闸瓦G 、J 同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度4=n 6=l p 0=h p00624323=-⨯-⨯=--=h l p p n F题2-20试绘制图a 所示凸轮驱动式四缸活塞空气压缩机的机构运动简图。
并计算其机构的自由度（图中凸轮1原动件，当其转动时，分别推动装于四个活塞上A 、B 、C 、D 处的滚子，使活塞在相应得气缸内往复运动。
图上AB=BC=CD=AD ）。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(如图2-7(b)所示)2) 此机构由1个凸轮、4个滚子、4个连杆、4个活塞和机架组成。
凸轮与4个滚子组成高副，4个连杆、4个滚子和4个活塞分别在A 、B 、C 、D 处组成三副复合铰链。
4个活塞与4个缸（机架）均组成移动副。
解法一：13=n 17=l p 4=h p虚约束：因为AD CD BC AB ===，4和5，6和7、8和9为不影响机构传递运动的重复部分，与连杆10、11、12、13所带入的约束为虚约束。
机构可简化为图2-7（b ）重复部分中的构件数10='n 低副数17='l p 高副数3='h p 局部自由度3=''F 43103317232=-⨯-+⨯='-'+'='n p p p hl 局部自由度 4='F14)44172(133)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l解法二：如图2-7（b ）局部自由度 1='F11)0132(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l题2-21 图a 所示为一收放式折叠支架机构。
该支架中的件1和5分别用木螺钉联接于固定台板1`和活动台板5`上，两者在D 处铰接，使活动台板能相对于固定台板转动。
又通过件1、2、3、4组成的铰链四杆机构及连杆3上E 点处销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽联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 =90mm,l BC =l CD =25mm ，试绘制机构的运动简图，并计算其自由度。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(如图2-11所示)2) E 处为销槽副，销槽两接触点公法线重合，只能算作一个高副。
4=n 5=l p 1=h p11524323=-⨯-⨯=--=h l p p n F题2-23 图示为以内燃机的机构运动简图，试计算自由度，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不同。
(a)A1EB 2D3FG654C H 41572(c)23(b)67514763解：1)计算此机构的自由度7=n 10=l p 0=h p 101027323=-⨯-⨯=--=h l p p n F2)取构件AB 为原动件时机构的基本杆组图2-10（b ）所示。
此机构为二级机构。
3)取构件GE 为原动件时机构的基本杆组图2-10（c ）所示。
此机构为三级机构。
题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 - ( 2P l + P h– p’ )-F’ = 3×5 - (2×6+1 -0)-1 = 1高副低代：拆组:Ⅱ级组解：1）计算自由度F = 3n - ( 2Pl +Ph–p’ )-F’=3×7 - (2×9+1 -0)-1 =1高副低代:拆组:Ⅱ级组Ⅲ级组题2-26 试确定图示各机构的公共约束m和族别虚约束p″，并人说明如何来消除或减少共族别虚约束。
Ａ解：(a)楔形滑块机构的楔形块1、2相对机架只能在该平面的x 、y 方向移动，而其余方向的相对独立运动都被约束，故公共约束数4=m ,为4族平面机构。
35==p p i()()()()∑+==⨯--⨯-=---=5113452466m i ip m i n m F 3352660-=⨯-⨯=-=i ip n F将移动副改为圆柱下刨，可减少虚约束。
(b) 由于齿轮1、2只能在平行平面内运动，故为公共约束数3=m ,为3族平面机构。
25=p 14=p()()∑+==-⨯-⨯=--=---=51112223236m i h l ip p n pm i n m F241522660-=⨯-⨯-⨯=-=i ip n F 将直齿轮改为鼓形齿轮，可消除虚约束。