机械原理作业册答案
机械原理习题册答案
参考答案 第一章 绪论一，填空题1.1 能量，物料，信息1.2运动，动力 1.3制造，运动，装配 二、选择题2.1 D 2.2 B 三，简答题第二章 机械的结构分析二、综合题1．n = 7 ，p l = 9 ，p h = 121927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。
2． （a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。
n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F3． （c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 313726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4． （a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅱ级组 因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。
（c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。
5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。
Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。
可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。
6． （a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。
《机械原理作业集》第2版参考答案正版
机械原理作业集（第2版）参考答案（注：由于作图误差，图解法的答案仅供参考）第一章绪论1-1~1-2略第二章平面机构的结构分析2-12-22-3 F=1 2-4 F=1 2-5 F=1 2-6 F=12-7 F=0机构不能运动。
2-8 F=1 2-9 F=1 2-10 F=1 2-11 F=22-12 F=12-13 F=1 2为原动件，为II级机构。
8为原动件，为III级机构。
2-14 F=1，III级机构。
2-15 F=1，II级机构。
2-16 F=1，II级机构。
F=1，II级机构。
（第二次印刷蓝色版，III级机构）第三章平面机构的运动分析3-13-2（1）转动中心、垂直导路方向的无穷远处、通过接触点的公法线上（2）P ad（3）铰链，矢量方程可解；作组成组成移动副的两活动构件上重合点的运动分析时，如果铰链点不在导路上（4） 、 （5）相等（6） 同一构件上任意三点构成的图形与速度图（或加速度图）中代表该三点绝对速度（或加速度）的矢量端点构成的图形， 一致 ；已知某构件上两点的速度，可方便求出第三点的速度。
（7）由于牵连构件的运动为转动，使得相对速度的方向不断变化。
3-31613361331P P P P=ωω 3-4 略3-5（1）080m /s C v .=（2）0.72m /s E v = （3） ϕ=26°、227° 3-6~3-9 略3-10（a ）、（b ）存在， （c ）、（d ）不存在。
3-11~3-16 略 3-17第四章 平面机构的力分析、摩擦及机械的效率4-14-24-3 )sin )((211212l l ll l l f f V +++=θ4-4 F =1430N 4-5~4-9略232/95.110s m v -==ωB v JI v4-10 )2()2(ρρη+-=b a a b4-11 5667.0 31.110==≤ηϕα 4-12 59.0=η 4-13 59.0=η4-14 2185.0=η N Q 3.10297= 4-15 7848.0113.637==ηN F4-16 KW P 026.88224.0==η 4-17 KW P 53.96296.0==η4-18 ϕα2≤ 4-19 F =140N4-20 ϕαϕ-<<O 90第五章 平面连杆机构及其设计5-15-2（1） 摇杆（尺寸），曲柄（曲柄与连杆组成的转动副尺寸），机架（连杆作为机架） （2） 有，AB ，曲柄摇杆机构 ；AB ；CD 为机架（3） 曲柄 与 机架 （4） 曲柄摇杆机构、偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构 （5） 曲柄摇杆机构、摆动导杆机构；曲柄滑块机构 （6） 等速，为主动件 （7） 7 （8） 往复 ，且 连杆与从动件 （9） 选取新机架、刚化搬移、作垂直平分线；包含待求铰链 且 位置已知 （10） 9 ； 5 5-3 70 ＜ l AD ＜670 5-4~5-18 略5-19 l AC =150mm l CD =3000mm h =279.9 mm5-20 a =63.923mm b =101.197mm c =101.094mm d =80mm第六章 凸轮机构及其设计6-16-26-3（1）等加速等减速、余弦加速度、等速、正弦加速度、五次多项式 （2）刚性、柔性（3）理论廓线（4）互为法向等距曲线（5）增大基圆半径、采用正偏置（6）增大基圆半径、减小滚子半径（7）提高凸轮机构运动的轻巧性和效率、避免加速度过大造成冲击 6-4略 6-56-6 ~ 6-13略 6-146-15 6-16略第七章 齿轮机构及其设计7-1︒==6858.70822rad πδ︒='=︒≡====1803064.3432.1700min max 0δδαααmmh mm r 6332.343776.51240-='='-=δy x6395.185947.4060='-='=δy x7-27-3（1） （2）7-4 z = 41.45 7-5略7-6 （1） （2） 7-7 7-8略 7-9 7-10 7-11略7-12 （1） （2） (3) 7-13（1） （2） （3） 7-14略7-15 7-16略7-17 共有7种方案 7-18~7-19 略302021==z z 6.931517.5617115.377a b a s mm s mmr mm===634.1=εαmmj mmc mma t 77.269.494.15523.23='='='=α'smm v mm L /490==刀294-==x z 8.04.88==x z 9899.482234117229.1142444153.44='''=='==K K Kρθα mmr K K 3433.702444='= α8879.22α='mm r mm r 2.618.4021='='mmd z mmm 120304===5.0-=x mms 827.4=1.04711x =-7-207-21 7-22 略7-23正传动， 7-24~7-25 略 7-26（1）正传动（2） 7-27 略 7-287-29 略第八章 齿轮系及其设计8—18—28—3（1）从动轮齿数的连乘积除以主动轮齿数的连乘积、数外啮合次数或用画箭头的 （2）用画箭头的（3）有无使行星轮产生复合运动的转臂（系杆） （4）相对运动原理（5）一个或几个中心轮、一个转臂（系杆）、一个或几个行星轮（6）转化轮系中A 轮到B 轮的传动比、周转轮系中A 轮到B 轮的传动比、AB i 可以通过H ABi 求解（7）找出周转轮系中的行星轮、转臂及其中心轮 （8）传动比条件、同心条件、均布装配条件、邻接条件（9）传动比很大结构紧凑效率较低、要求传动比大的传递运动的场合、传动比较小效率较0399.02='x mm a 5892.90='mm r a 93.581=13.7291β=116.36v z = 2.6934γε=2222(1)175(2)185163(3) 5.7106(4)112.5a f d mm d mm d mma mmβ=====高、传递动力和要求效率较高的场合 （10）差动轮系 8-4 8-58-6 8-7 8-8 8-98-10 8-11 8-12（a ） （b ） 8-13（1） （2） 8-14 z 2≈68 8-15 8-16 8-17 （1） （2） 8-188-198-20 m in /28.154r n B -=8-21只行星轮满足邻接条件件，只行星轮不满足邻接条34144803mml z H ==8-22 162/108/5463/42/2136/24/12321===z z z第九章 其他常用机构9-1 9-2 9-3 9-4mms 075.0=232==n k mml B 3=8.658=ϕm in/84r n =mm R 975.23=32143211''-=z z z z z z i H m in/3r n H =NF 64.308=5.141-=i 072.016-=i m in /600r n H -=m in/385.15r n H =31=H i 8.11=H i 0=H n min /667.653197min /2min /340042r n r n r n A ≈===m in /47.26r n c =m in/1350r n c -=min /6349.063407r n ≈=4286.0731-≈-=H i .1533.433=i第十章 机械的运转及其速度波动的调节10-110-210-3 2 05.050kgm J Nm M e er =-=10-4222212334111()()e e z z J J J J m m e M M Qe z z =++++=- 10-520.14.20J kg m M Nm ==-10-6 2334.()cos cos ABr G l h J M G F gφφ==- 10-7332.18221857e e J kgm MNm ==10-811100/50/rad s rad s αω==10-9maxmax minmin 30.048140.962/2 39.038/0,2rad s rad s δωφπωφπ=====10-102280.4730.388F FJ kgm J kgm '== 10-1102max max 623.1/min104.1654 2.11329F n r J kgm φ===10-12max max minmin 0.06381031.916/min 968.08/mine bn r nr δφφφφ===== 10-1326maxmin 302F eb f Nm J kgm ωφωφ==→→第十一章 机械的平衡11-111-211-3 2.109252.66o b b r cm θ==11-412.31068.5227bA bB m kg m kg==11-511-611-711-8）（2）（2 ， ）b ）（ ）（ ， ）a ⅡⅡ ⅠⅠ ⅡⅡ ⅠⅠ 上下动不平衡静平衡上下动不平衡静平衡mrr m mr r m mr r m mr r m b b b b b b b b ====oⅡb Ⅱo b Ⅰgm W W W 90 84.08419 gm 0628.1Ⅱb 3Ⅰb ==='==θθ0B 0A 120 285.0 8584.260 285.0 8584.2======bA bB bA bA kg m kgmm W kg m kgmm W θθb b 819.15 2.048 267.3512.98 1.283 118.44b b b b W kgmm m kg W kgmm m kg I I I II II II ==θ===θ=。
最新中南大学机械原理作业及课后答案
中南大学机械原理作业答案 配机械原理第八版平面机构结构分析1、如图a 所示为一简易冲床设计方案，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、计算图示平面机构自由度。
将其中的高副化低副。
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。
机械原理作业集第二版答案
机械原理作业集第二版答案1. 机械原理概述。
机械原理是研究物体在外力作用下的运动规律和力学性质的科学。
它是机械工程的基础学科，对于理解和应用机械系统的工作原理至关重要。
机械原理涉及到力、力的作用点、力的方向和大小，以及物体的运动规律等内容。
通过学习机械原理，可以帮助我们更好地理解和设计各种机械设备和系统。
2. 机械原理作业集答案。
（1）问题一，什么是机械原理？答案，机械原理是研究物体在外力作用下的运动规律和力学性质的科学。
它是机械工程的基础学科，对于理解和应用机械系统的工作原理至关重要。
（2）问题二，机械原理的研究对象有哪些？答案，机械原理的研究对象包括力、力的作用点、力的方向和大小，以及物体的运动规律等内容。
（3）问题三，机械原理的应用范围是什么？答案，机械原理的应用范围非常广泛，涉及到各种机械设备和系统的设计、制造和运行。
例如，汽车、飞机、电梯、机械臂等都离不开机械原理的应用。
（4）问题四，为什么要学习机械原理？答案，学习机械原理可以帮助我们更好地理解和设计各种机械设备和系统，提高工程技术水平，为实际工程问题的解决提供理论基础。
3. 机械原理的重要性。
机械原理作为机械工程的基础学科，对于工程技术人员来说具有非常重要的意义。
首先，它可以帮助我们理解物体在外力作用下的运动规律，为机械设计和制造提供理论基础。
其次，通过学习机械原理，可以提高我们的工程技术水平，为实际工程问题的解决提供理论支持。
最后，机械原理的应用范围非常广泛，涉及到各种机械设备和系统的设计、制造和运行，因此学习机械原理对于工程技术人员来说至关重要。
4. 结语。
机械原理是机械工程的基础学科，对于理解和应用机械系统的工作原理至关重要。
通过学习机械原理，可以帮助我们更好地理解和设计各种机械设备和系统，提高工程技术水平，为实际工程问题的解决提供理论基础。
希望大家能够认真学习机械原理，提高自身的工程技术水平，为我国机械工程事业的发展做出贡献。
机械原理习题及答案(1-1至4-3)
2-1 试求出下列图示机构中的全部瞬心。
2-2 图示铰链四杆机构中，已知：
l BC = 50 mm， lCD = 35 mm， l AD = 30 mm，AD为机架。
1. 2. 3.
若若若此此此机机机构构构为为为曲双双柄曲摇摇柄杆杆机机机构构，构，，求求且llAAABBB的为的最曲数小柄值值，范；求围l。AB
3-1 5-9 渐开线主动齿轮I逆时针转动，已知两轮的齿顶
圆 ra ，齿根圆 r f ，基圆 rb 以及中心距如图所
示。试在图上画出：
1）理论啮合线N1N2 ；
2）啮合开始点 B 2 及啮合
终止点 B 1 ，标出实
际啮合线；
' 3）啮合角 ，一对节圆，
注出其半径 r1 及 r2 ，
4）徒手画出在节点P啮合的一对 齿的齿廓工作段（用双线表示）。
2-3
1-4b (答案）
(答案a）(答案b）
1-4c (答案）
(答案c）(答案d）
(答案e）(答案f）
2-4 (答案a）(答案b）
3-1 (答案） 3-2(答案a）(答案b） 3-3 (答案）
2-5 (答案） 2-6答案 2-7答案
3-4 (答案）
(答案） (答案） (答案）
1-1 试画出下列各机构的运动简图, 并分别计算其自由度。
1-2b
解: 依次拆下6-7，4-5，2-3 三个II级组，故为II级机构。 C为复合铰链。
n 7 ,p L 1,0 p H 0 ,
F 3 7 2 1 1 0 .
1-3 图示椭圆画器机构, 已知AB=BC=BD, 试证滑块4对连杆CD的约 束是虚约束, 去掉构件4之后计算此机构的自由度。
机械原理作业册答案
第二章机构的结构分析一、填空与选择题1、B、A2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对运动3、低副，高副，2，14、后者有作为机架的固定构件5、自由度的数目等于原动件的数目；运动不确定或机构被破坏6、√7、8、m-19、受力情况10、原动件、机架、若干个基本杆组11、A、B 12、C 13、C二、绘制机构简图1、计算自由度n=7, P L=9，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-2=12、3、 4、三、自由度计算(a)E处为局部自由度；F处(或G处)为虚约束计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
(b)E处(或F处)为虚约束计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
(c) B处为局部自由度；F处为复合铰链；J处(或K处)为虚约束计算自由度n=9，P L=12，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×9-2×12-2=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
(d) B处为局部自由度；C处为复合铰链；G处(或I处)为虚约束计算自由度n=7，P L=9，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。
(e) 构件CD(或EF)及其两端的转动副引入一个虚约束计算自由度n=3，P L=4，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×3-2×4=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
(f) C处为复合铰链；计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
机械原理作业答案1-8-A4
+
解：
F
3
D
3
C
D
C
6 2
4
E
5 +
2
B
4
G E
5 1
B
1
A
构的级别。 低代前： 低代后：
A
构件 2、3、4、6 为 III 级杆组，机构为 III 级机构。 2—12 计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机 构的级别。 解：
D 3
4
5
3
E
5
4
A
C n = 4，p l = 5，p1 h =1 2 F = 3n − 2 p l − p h A = 3× 4 − 2 × 5 −1 B =1
(1) ( 2) (3)
vC = ω2 CP24 = 2.548 × 78.985 × 0.002 = 0.40 m / s v E = ω2 ECP24 = 2.548 × 70.62 × 0.002 = 0.36m / s
当vC = 0时, A、B、C三点共线, 对应有两个极限位置, 如图所示：
4
∞ 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
机械原理作业答案1-8-A4
ϕ ϕ
FR 32 v23 FR 21
Q
B
ω 21 2
C
Q
FR 32
Md
FR12 ω1 A
3
1
4
FR12
FR 31
三力汇交
Q + FR 12 + FR 32 = 0 构件 2： 大小� ？ ？ 方向� � � 构件 1： FR 21 + FR 31 = 0
大小� 方向� ？ ？
班 姓 学
- 24 -
级 名 号
F
2
ω 23
ϕ ϕ
FR 21
ω 21
v34
FR 43 ϕ
3
FR 41
ω14 4
ω 23 1
F
FR 32
M
FR 21
ω 21
2
FR 23
FR12
班 姓 学
- 22 -
级 名 号
成
绩
任课教师 批改日期
机械原理作业集 4—4 图示为一摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮 1 沿逆时针方向回转，Q 为作用在摆杆 2 上的外载 荷，试确定各运动副中的总反力（F R31、FR12、F R32）的方位。图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ。 解：
Q
FR 24 n
n FR 34
FR 12 Q = sin( 90 − ( α − ϕ)) sin 2(α − ϕ) cos( α − ϕ) FR 12 = Q sin 2(α − ϕ)
�
FR 12 = FR 21 F = Qc tan( α − ϕ) F0 = Qc tan α
α−ϕ η=
令
FR 31
FR 32
α + β − 90 � − ϕ
机械原理作业答案(含相对运动图解法)
F
E D
A
C B 图7
以 EF 为原动件时，其基本杆组及驱动杆组如图 8 所示，为 II 级机构。
E
C
B
D
F
A 图8
16c 以 AB 为原动件和以 EF 为原动件时，均为 II 级机构，其基本杆组及驱动杆组分别如图 9、图
10 所示。
B
E
C
C
F
A
D
图9
B
D
C
C A
F E
图 10
16d 除去机构中局部自由度，高副低代后的机构示意图和其基本杆组及驱动杆组如图 11 所示，II 级 机构。
当 AB 为最长杆时，有 lAB+lAD>lBC+lCD，即 lAB+30>50+35，得到 lAB>55 mm；由于 AB 杆的最大长度不
能大于其余三杆长度之和，即 lAB< lBC+lCD+lAD=50+35=30=115 mm，得到 55 mm< lAB<115 mm。
综合以上分析，得到 AB 杆的取值为：15 mm<lAB<45 mm 或 55 mm< lAB<115 mm
图9
2.20 习题
2.21 习题
221 解 设计步骤为（参见图 11）： 1）=180(K1)/(K+1)=180(1.51)/(1.5+1)=36 2）选择长度比例尺l，根据已知条件，作出机架 AD 和摇杆的一个极限位置 DC1，并以 D 为圆心， CD1 为半径画圆弧。连接 AC1；代表摇杆的一个极限位置； 3）根据极位夹角定义，作与 AC1 夹角为 的射线 AC，其与圆弧分别交于 C2 和 C2，则 DC2 和 DC2 均可作为摇杆 CD 的两个极限位置。 4）若将 AC2 视为连杆与曲柄拉伸共线位置，AC1 视为连杆与曲柄重叠共线位置，则 lAB=0.5l(AC2AC1)49.3 mm，lBC=0.5l(AC2+AC1)120 mm 若将 AC1 视为连杆与曲柄拉伸共线位置，AC2 视为连杆与曲柄重叠共线位置，则
机械原理习题册答案
参考答案 第一章 绪论一，填空题1.1 能量，物料，信息1.2运动，动力 1.3制造，运动，装配 二、选择题2.1 D 2.2 B 三，简答题第二章 机械的结构分析二、综合题1．n = 7 ，p l = 9 ，p h = 121927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。
2． （a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。
n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F3． （c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 313726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4． （a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅱ级组 因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。
（c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。
5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。
Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。
可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。
6． （a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。
机械原理作业答案1-8-A4
F A A vB E B
C
E
B
D
C
vB D F
G
(b )
( a)
e c
d
解： 方向 大小
pd
b
p
b
c
v E = v B + v EB
⊥ EF ⊥ AB ⊥ EB
v D = v B + v DB
⊥ DF ⊥ AB ⊥ DB
解： 方向 大小
v D = v B + v DB
⊥ ED ⊥ AB ⊥ DB
？
�
方向 大小 ? ? � �
n τ
D→B
� 0
a D = p ′d ′µ a
=
k′
p′
班 姓 学
μa
级 名 号
成
绩
任课教师 批改日期
′ b1
- 17 -
机械原理作业集
3—12 已知图示机构的位置及尺寸，ω1=常数，试用相对运动图解法求图示位置： (1) 构件 5 上 F 点的速度 v F（在 pb 的基础上作速度多边形并列出有关矢量方程式及计算式） ； (2) 构件 5 上 F 点的加速度 aF（写出求解思路并列出有关矢量方程式及计算式） ；
3—10 已知图示机构的位置及尺寸， ω1 =常数，用相对运动图解法求构件 3 的角速度ω3 和加角速度 α3 。 （画出机构的速度、加速度多边形，并列出必要的矢量方程式及计算式。 ）
4
4 ω1
1
B (B2、B3 ) 2
D
（矢量方程及必要的分析计算） ：
解：1．速度分析
v B3 = v B 2 + v B 3 B2
机械原理作业集
3—3 在图示的齿轮—连杆组合机构中，试用速度瞬心法求齿轮 1 与齿轮 3 的传动比 ω 1 。
朱理版机械原理课后作业全部答案
2 是双曲柄机构,C、D两个转动副 是摆转副 3 是双摇杆机构,A、B两个转动副 是周转副
1极位夹角θ=18.562度,最大摆角Ψ=70.558度 最小传动角γmin=180-157.266=22.734度,k=1.23
) 2 )
Fr
F 21 cos
Fd
sin( 90 ) cos sin( 2 )
(1) 11223d0062d0823086得0020d0520
本章考点
①．绘制平面连杆机构运动简图,并确定该机构类型；
②．根据机构中给定的各杆长度或尺寸范围来确定属于何种铰 链四杆机构；
③．根据机构中给定的各杆长度判定机构有无急回特性和死点 位置,确定行程速比系数K和最小传动角；
解：
(2)
d36 1 02 2 080 12 d 028 3 060 得 4 0d200 52 d 0760 12 3 06 d 0280
(3) d3610208得 00d40
4.2 4.3 如图所示为转动翼板式油泵,由四个四杆机构组成,主动盘绕固定轴A转动,试画出 其中一个四杆机构的运动简图画图时按图上尺寸,并选取比例尺μl = 0.0005 m / mm,即 按图上尺寸放大一倍,并说明它们是哪一种四杆机构.
加速度分析：
aB
aA
a
n BA
a
t BA
a
n BA
2 2
l
AB
21 .1 2 0 .3 2 1 42 .5 m / s 2
a 142 .5 / 40 3 .56
a
t BA
a n 2 b ' 3 . 56 31.55
机械原理习题集答案
机械原理习题集答案第一章：机械运动学1. 问题：简述平面运动的基本概念。
答案：平面运动是指物体在平面内的运动，其轨迹可以是直线或曲线。
在平面运动中，物体的每一个点都在同一平面内移动。
2. 问题：什么是四杆机构的运动规律？答案：四杆机构是最基本的机械机构之一，其运动规律取决于杆的长度和连接方式。
常见的四杆机构有双曲柄机构、曲柄滑块机构等。
第二章：机械动力学1. 问题：牛顿运动定律在机械设计中的应用是什么？答案：牛顿运动定律是描述物体运动的基本定律，包括惯性定律、力的作用与反作用定律和作用力与加速度的关系。
在机械设计中，这些定律用于预测和计算机械系统的运动状态和受力情况。
2. 问题：简述达朗贝尔原理。
答案：达朗贝尔原理是动力学中的一个基本原理，它指出在没有外力作用的系统中，系统内各部分的动量守恒。
在机械设计中，这一原理常用于分析和计算机械系统的动态平衡。
第三章：机构设计与分析1. 问题：什么是机构的自由度？答案：机构的自由度是指在没有约束的情况下，机构能够独立进行的运动的数量。
自由度的计算公式为：\( F = 3n - 2j - h \)，其中\( n \)是机构中杆件的数量，\( j \)是铰链的数量，\( h \)是高副的数量。
2. 问题：如何确定一个机构的运动类型？答案：确定机构的运动类型需要分析机构的几何形状和连接方式。
例如，如果机构中存在曲柄和滑块，它可能是一个曲柄滑块机构，其运动类型为往复直线运动。
第四章：机械结构设计1. 问题：机械结构设计中需要考虑哪些因素？答案：在机械结构设计中，需要考虑的因素包括材料的选择、强度和刚度的计算、尺寸的确定、成本控制、维护的便利性等。
2. 问题：什么是疲劳强度？答案：疲劳强度是指材料在反复加载和卸载过程中抵抗断裂的能力。
在机械结构设计中，需要考虑疲劳强度以确保结构的可靠性和耐久性。
第五章：机械传动1. 问题：什么是齿轮传动？答案：齿轮传动是一种利用齿轮啮合来传递运动和动力的机械传动方式。
机械原理课后习题答案
2-8解：（1）取μ= m/mml作机构位置图如（a)图（2）求v、ω、列矢量方程式取μ,作速度（b)图v（3）求a、α列矢量方程式作加速度（c)图题5-8解αa1=arccos(rb/ra1)=arccos[(z1cosα)/(z1+2ha*)] =31°46′O1 α PN2B2N1αa2=26°14′10″B1P=B1N1-N1PB1 PbⅠ=mz1/2·cosα(tgαa1- tgα′)=11.39mm B2P=12.72mm B1B2=24.11mm 作用弧CD=B1B2cosα′=25.66mm 作用角 ϕ 1 =CD/r1′=25.66/47.5=30°58 ′αⅡO2εα=B1B2/Pb=1.63题5-12解N 1 N 2 = 2 N 1 P = 2r sin α N 1 N 2 2r sin α ∴ tgα a = = = 2tgα = 0.7279 O1 N 1 r cos α 3′ α a = 36° 9″ rb r cos α z cos α 又 cos α a = = = * ra r + ha z + 2ha* 2ha cos α ∴z = = 12.323 cos α − cos α aO1 α ra rb (B2) αa P rb ra αa α O2 N1(B1) N2∴不根切，z最少为13题5-13解h m − xm = MN* aMN = PN sinα = OPsin2 α mz 2 = sin α 2* az 2 x = h − sin α 2x=1-35/2 sin 20° =-1.0471 or x=(17-35)/17=-1.05882题5-15解解题思路： 1.设计题，主要确定尺寸 r 、ra、r f 、rb 2.变位齿轮传动设计步骤：由 a 、 a ′、 α → α ′ → x Σ → x 1、 x 2 ← x min ← 据 z = 12 z Σ、 α 、 α ′ → y 、 x Σ → ∆ y 计算： r 、 ra、 r f 、 rb 3 .验证 s a < 0 .2 m 、 ε α ≥ 1题5-15解1.选择传动类型 2. 求 α ′和 x Σα ′ = arccos(m a = ( z1 + z 2 ) = 120mm < a ′ 2a cos α ) = 29 ° 5 0 ′ 2 8 ′′ a′x∑( z 1 + z 2 )( inv α ′ − inv α ) = = 1 . 2505 2 tg α17 − 12 z1 = z2 = 12 < 17,∴ x1.2 > = 0.2941 17 ∴ x1 = x2 = x∑ / 2 = 1.2505/ 2 = 0.62533.分配 x 1 和 x 24.求y和∆y y = (a ′ − a ) / m = (130 − 120) / 10 = 1; ∆y = x ∑ − y = 0.2505 mz 1.2 = 60mm 5.r1.2 = 2 * ra 1.2 = r1.2 + ( ha + x1.2 − ∆y )m = 73.75mm* r f 1.2 = r1.2 − ( ha + c * − x1.2 )m = 53.75mmmz 1.2 rb1.2 = cos α = 56.38mm 2 6.验算sa 和ε α ′23 s = (π / 2 + 2 x1.2 tgα )m = 20.26mm ;α a 1.2 = arccos(rb1.2 / ra 1.2 ) = 40°8 ″ sa 1.2 = s ra 1.2 − 2ra 1.2 ( invα a 1.2 − invα ) r1.2 73.75 − 2 × 73.75(0.142715 − 0.014904) = 6.05mm > 0.2m 60= 20.26 ×题5-15解1 [ z1 ( tgα a 1 − tgα ′ ) + z 2 ( tgα a 2 − tgα ′ )] εα = 2π 1 = z1 ( tgα a 1 − tgα ′ ) = 1.03π题5-16解 用等变位修复，小正变位；大负变位* * ∆d a 2 = d 2 + 2( ha + x 2 )m − ( d 2 + 2ha m ) = 2 x 2 m则 x 2 = ∆d a 2 / 2m = −1 而 x1 = − x 2 = 1d 1 = 96mm ; d 2 = 384mm ; d a 1 = 112mm ; d a 2 = 384mm ; d f 1 = 94mm ; d f 2 = 366mm ; d b1 = 90.21mm ; d b 2 = 360.84mm ; a ′ = a = 240mm .验算sa 和ε α d b1 α a 1 = arccos( ) = 36°21′; d a1α a 2 = 20° sa 1 = πm / 2 • d a 1 / d 1 − d a 1 ( invα a 1 − invα )= 1.02mm > 0.2m sa 2 ↑ 不验算 1 εα = [ z1 ( tgα a 1 − tgα ) + z 2 ( tgα a 2 − tgα )] 2π = 1.42mn (1 ) a ′ = a 12 = ( z3 + z4 ) 34 2 cos β ∴ cos β = 0 . 79412 , β = 37 ° 25 ′ 41 ″ m n z3 ( 2 )d 3 = m t z 3 = = 45 .33 mm ; d 4 = m t z 4 = 90 .67 mm ; cos β* d f 3 = d 3 − 2 ( han + c * ) m = 40 .33 mm ; d f 4 = 85 .67 mm ; * d a 3 = d 3 + 2 han m = 49 .33 mm ; d a 4 = 94 .67 mm tg α t = tg α n / cos β = 0 .4583 ; α t′ = α t = 24 ° 37 ′ 25 ″题5-20解d b 3 = d 3 cos α t = 41 .21 mm ; d b 4 = 82 . 42 mmα at 3 = arccos( d b 3 / d a 3 ) = 33 ° 20 ′ 35 ″; α at 4 = 29 ° 28 ′ 16 ″ εγ = εα + ε β= 3 . 118 1 = [ z 3 ( tg α at 3 − tg α t ) + z 4 ( tg α at 4 − tg α t )] 2π。
机械原理作业答案1-8-A4
mm l AB
63.923
l BC
101.197
l CD
101.094
l AD
80
班 姓 学
- 58 -
级 名 号
成
绩
任课教师 批改日期
- 57 -
机械原理作业集 组对应位置分别为θ11 =35º、 θ31=50º，θ12 =80º、θ 32=75º，θ13=125º、θ33=105º，α0 =ϕ0 =0º，机架长 度 lAD=80mm 。试用解析法设计此四杆机构，并以图示比例绘出机构在第三个位置的运动简图。
θ13
θ12
θ32
θ33
F
6 1
E
4 5
D
h
A
B
2 3
N
C
(a)示意图
F E
D′
M
D
A
h
B
ψ
(b)
C
µ l = 0. 003
m mm
Байду номын сангаас
ψ = θ = 180�
D ′D = H
K −1 2 −1 = 180� = 60 � K +1 2 +1 H l AB = 300mm l AC = = 150mm lCD = ψ ψ 2 sin( ) sin( ) 2 2
A
解：1．
θ11
D
θ31
cos( θ1i + α 0 ) = P0 cos(θ 3 i + ϕ0 ) + P 1 cos[( θ 3i + ϕ 0 ) − (θ1i + α 0 )] + P2
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第二章机构的结构分析-一、填空与选择题1、B、A2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对运动3、低副，高副，2，14、后者有作为机架的固定构件5、自由度的数目等于原动件的数目；运动不确定或机构被破坏6、√7、8、m-19、受力情况10、原动件、机架、若干个基本杆组11、A、B 12、C 13、C二、绘制机构简图1、计算自由度n=7, P L=9，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-2=12、3、 4、三、自由度计算(a)E处为局部自由度；F处(或G处)为虚约束计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
(b)E处(或F处)为虚约束计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
(c) B处为局部自由度；F处为复合铰链；J处(或K处)为虚约束计算自由度n=9，P L=12，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×9-2×12-2=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
(d) B处为局部自由度；C处为复合铰链；G处(或I处)为虚约束计算自由度n=7，P L=9，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。
(e) 构件CD(或EF)及其两端的转动副引入一个虚约束计算自由度n=3，P L=4，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×3-2×4=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
(f) C处为复合铰链；计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
(g) B处为局部自由度；F处为复合铰链；E处(或D处)为虚约束计算自由度n=6，P L=8，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×6-2×8-1=1(h)去掉杆8此处存在虚约束；B和C处为复合铰链计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1(i) C处为复合铰链计算自由度n=5，P L =7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1自由度的数目等于原动件的数目，所以该机构具有确定的运动。
四、试计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。
替代机构如下图所示：(1)计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1(2)计算自由度n=3，P L=3，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×3-2×3-2=1五、计算下图所示机构的自由度，并通过结构分析确定当构件1、5分别为原动件时机构的级别。
计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1机构分析如下图所示。
可见，若以构件1为原动件，该机构为III 级杆组；若以构件5为原动件，该机构为II 级杆组。
笫三章平面机构的运动分析一、选择与填空题1、B2、A3、D4、D5、D6、同一直线上；7、N（N-1）/2二、分析、计算题1、試求下图所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。
.2、下图所示的凸轮机构，已知凸轮轮廓的曲率半径r=0.05m，L ao=0.025m，L ac=0.08m，凸轮以等角速度ω1=10rad/s逆时针转动。
（用矢量方程图解法）（1）试用瞬心法求从动摆杆2的角速度ω2。
（2）试用高副低代法和矢量方程图解法求从动摆杆2的角速度ω2、角加速度 2。
3、试判断在图示两机构中，（1）B 点是否都存在科氏加速度？（2）找出科氏加速度为零的所有位置；（3）标出图a 中的a kB2B3。
4、下图所示的正切机构中，如果L bd =0.1m ，v 3=1.36m/s ，a 3=31.2m/s 2方向如图所示，试用矢量方程图解法求构件1的角速度和角加速度。
（用矢量方程图解法）5、已知机构各构件的长度l AC 、l BC ，原动件1以等角速度ω1逆时针转动，用矢量方程图 解法求图示位置构件2、构件3的角速度ω2、ω3和角加速度α2 、α3（列出相关的速度 和加速度矢量方程式；作出速度图和加速度图）。
解：大小 ？ ω1l AB ？方向 ⊥BC ⊥AB //AB v B3 = v B2 =2pb v μ1212B B B B v v v+=ω 3 =22v B BC l pb v l BCμμ=， 逆时针 ω1=ω2=常数， α1=α2=0大小 ω32 l BC ？ ω12 l AB 2ω1v B2B1 ？ 方向 B → C ⊥BC B →A ⊥AB // ABBCb b l a l a C B B μματ22333'''== 逆时针6、下图所示的摇杆机构中，如果L ab =0.03m ，L ac =0.1m ，L bd =0.05m ，L de =0.04m ，曲柄1以等角速度ω1=10rad/s 回转，试用相对运动图解法求构件2上E 点的速度和加速度以及构件2的角速度和角加速度。
7、图示为一汽车雨刷器机构。
其构件1绕固定轴心A 转动，齿条2与构件1在B 点处铰接，并与绕固定轴心D 转动的齿轮3啮合（滚子5用来保证两者始终啮合），固连于轮3的雨刷3′作往复摆动。
设机构的尺寸为l AB =18mm ,轮3的分度圆半径r 3=l CD =12mm ，原动件1以等角速度ω1=1rad/s 顺时针转动，试用图解法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的角速度和角加速度。
解：1.选定长度比例尺μl =0.0015(m/mm )作机构运动简图（a ），确定雨刷的极限位置，得出导程角。
两极限位置C 、C ′，其导程角为ϕ。
2.速度分析210.18B AB v l mm ω==/s322212121nkrB B B B B B B B B a a a a a a a τ==+=++选B 为重合点的速度矢量方程式大小 ？ ω1l AB ？ 方向 ⊥BD ⊥AB //BC以0.001v μ=1(/)m s mm -⋅作速度多边形图（b ）62B B v =260.018mm/s v b b μ=ω 2 =ω 6 =660.059rad/s B v BD l v pb l BDμμ==，(逆时针) 3.加速度分析大小 ω62 l BD ？ ω12 l AB 2ω2v B6B2 ？方向 B → D ⊥BD B →A ⊥BC // BC式中，22210.018/B AB a l m s ω==22660.00018m/s n B BD a l ω== 26266220.0021m /s BB B B v ω==k a 以0.005aμ=2(/)m s mm -⋅作加速度多边形图（c ） '26660.38/B a BD l a b r rad s l BDτμαμ''===，（顺时针）8、如图所示已知曲柄的长度L 1、转角ψ1、等角速度ω1及中心距L 4，要求确定导杆的转角ψ3、角速度ω3和角加速度α3，以及滑块在导杆上的位置s 、滑动速度v B 2B 3及加速度a B 2B 3。
（用复数矢量法，推导出方程式即可） 解：1）位置分析：s l l =+14，即 31124ϕϕπi i i se e l e l =+ （a ）展开后分别取实部和虚部：311cos cos ϕϕs l = 3114sin sin ϕϕs l l =+6262B B B B v v v =+66626262n k rB B B B B B B B a aa a a a τ=+=++两式相除得：114113cos sin arctan ϕϕϕl l l += 311cos cos ϕϕl s =2）速度分析:：将式（a ）对时间求导数得：331)2(3)2(11ϕπϕπϕϕϕi i i e se s e l +=++ （b ） 方向：)2(1πϕ+i e)(3πϕ+i e3ϕi e大小： 1111ωϕl l = 3ϕs s 意义： v B 2 = v B 3 + v B 2B 3两边分别乘以3ϕi e-后展开，并取实部和虚部得：)sin()sin(3111311132ϕϕωϕϕϕ--=--==l l s v B B sl s l )cos()cos(3111311133ϕϕωϕϕϕϕω-=-==3）加速度分析：将式（b ）对时间求导数得：33331)2(3)2(3)(23)(2112ϕπϕπϕπϕπϕϕϕϕϕi i i i i e se s e s e s e l +++=++++ 方向：)(1πϕ+i e )(2πϕ+i e )2(2πϕ+i e)2(3πϕ+i e3ϕi e大小： 211ϕl23ϕs3ϕ s 32ϕ s s意义：n B 2a = n B 3a + t B 3a + k B B 32a + r B B 32a两边分别乘以3ϕi e -后展开，并取实部和虚部得：)cos()cos(3121123312112332ϕϕωωϕϕϕϕ--=--==l s l s s a rB B sl v s l s B B )sin(2)sin(23121133231211333ϕϕωωϕϕϕϕϕα-+-=-+-==第四章 平面机构的力分析一、选择与填空题1、驱动力、阻抗力2、×3、与构件2相对于构件1的转动方向相反4、×5、驱动力、与运动方向成锐角或一致、阻抗力、与运动方向成钝角或相反6、F Ⅰ=-ma s 、M Ⅰ=07、F Ⅰ=0、M Ⅰ=-J s α8、 3n=2p l +p h9、C 10、 A 11、C 二、分析、计算题 1、在图示摆动导杆机构中，已知L AB =300mm ，φ1=90°，φ3=30°，加于导杆的力矩M 3=60Nm 。
求图示位置各运动副中的反力和应加于曲柄1上的平衡力矩。
解：首先以2，3杆组成的II 级杆组为研究对象，其上作用的力如图b 所示，对C 点取矩可求出)(1006.060312N l M R BC t B === )(10043N R tC = 以滑块B 为研究对象，其上作用的力如图c ，对于平面共点力系可得到)(10032N R B = 012=nB R 043=nC R以曲柄1为研究对象，其上作用的力如图d 所示)(10041N R A = m)15(N 0.30.5100l sin30R M AB B ⋅=⨯⨯=⨯︒=21b2、如图一曲柄滑块机构。