西北工业大学机械原理课后答案第8章
机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(孙恒等)ppt课件
VC2=0
aC2=0
（2 分）
VC3B=0 ω3=0 akC3C2=0
（3 分）
(b)
（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）
解：
1> f 3628 2
2> f 3527 1
3> f 3426 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 37210 1
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
VC=VB3+VCB3
（2 分）
（1 分） a n B3+a Bt 3=aB2+a B3Bk2+arB3B2 （3 分） 3- 13 试判断在图示的两机构中．B 点足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度为零?
解 1)图 (a)存在哥氏加速度，图2vB2B3故ω3，vB2B3中只要有一项为零，则哥氏加速度为零。图 (a)中 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。
西北工业大学机械原理习题答案
p'=0F'=1
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
=3×10－(2×13＋2－0)－1=1
机构原动件数目＝1
机构有无确定运动？有确定运动
1—91）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
2为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE即可，为什还要引入机构ABC？(可在学过第三章后再来想想)
1—5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。
2．计算机构自由度的目的是什么?
3．当机构的自由度小于1时，可通过哪些途径来增加自由度?本题中还可列出哪些简单而又适用的修改方案？
计算1-6~1-9题各机构的自由度。
1—61）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，并机构判断有无确定运动：
在图中指明复合铰链、局部自由度和虚约束
解：属于两构件间重合点的问题
思路：因已知B2点的运动，故通过B2点求B3点的运动。
1）速度分析
方向：⊥BD ⊥AB ∥CD
大小: ? ω12l？
在速度多边形中，∵b3与极点p重合，∴vB3=0
且ω3＝vB3/lBD＝0，由于构件2与构件3套在一起，∴ω2＝ω3＝0
2） 加速度分析
方向： ⊥BD B→A ∥CD
p'=0F'=0
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
西北工业大学机械原理第八版课后练习题8-7
总结 当铰链四杆机构各杆的长度不满足杆长条件时， 则不论以何杆为机架，得到的均为双摇杆机构； 当铰链四杆机构各杆的长度满足杆长条件时，若以最短 杆为机架，得到双曲柄机构； 当铰链四杆机构各杆的长度满足杆长条件时，若以最短 杆的邻杆为机架，得到曲柄摇杆机构； 当铰链四杆机构各杆的长度满足杆长条件时，若以最短 杆的对杆为机架，得到双摇杆机构；
440760总结当铰链四杆机构各杆的长度不满足杆长条件时则不论以何杆为机架得到的均为双摇杆机构
8-7 如图所示, 设已知四杆机构各构件的长度为a 240mm, b 600mm, c 400mm, d 500mm。试问： 1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？ 2)若各杆长度不变，能否采用选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构 和双摇杆机构？如何获得？ 3)若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d 的取值范围应为何值？
解：最短杆为 1) a 240mm, 最长杆为b 600mm，因为a b c d , 所以满足杆长条件。又杆4为最短杆 杆1的邻杆，所以当取杆4 为机架时，有曲柄存在。
2)当取杆1为机架时，获得双曲柄机构； 当取杆3为机架时，获得双摇杆机构。
3)若0 d 40, 则杆4为最短杆，d 600 240 400, 满足杆长条件， 取杆4 最短杆 为机架，得到双曲柄机构，不满足题意； 若40 d 240, 则杆4为最短杆，d 600 240 400, 不满足杆长条件， 得到双摇杆机构，不满足题意； 若240 d 440, 则杆1为最短杆， 240 600 d 400, 不满足杆长条件， 得到双摇杆机构，不满足题意；
机械原理第七版西北工业大学课后习题答案(2—8章)
机械原理课后习题答案第二章 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。
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(西工大版)(孙恒等)
解：
f 3324112 图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构，试绘制其机构示意简图并计算自由度。
解：
f 38210211
2-16 试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度 （a）
解： （b）
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
（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)。
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
机械原理第七版西北工业大学课后习题答(8-11章)整本是的重点
第8章课后习题参考答案8-l 铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ABCD 中哪些运动副为周转副?当其杆AB 与AD 重合时，该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E 点的连杆曲线。
答：转动副成为周转副的条件是：（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和；（2）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。
图示ABCD 四杆机构中C 、D 为周转副。
当其杆AB 与AD 重合时，杆BE 与CD 也重合因此机构处于死点位置。
8-2曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点?为什么? 答：机构不一定存在急回运动，但一定无死点，因为：（1）当极位夹角等于零时，就不存在急回运动如图所示，（2）原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。
8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同?8-4图a 为偏心轮式容积泵；图b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。
试绘出两种泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么?解 机构运动简图如右图所示，ABCD 是双曲柄机构。
因为主动圆盘AB 绕固定轴A 作整周转动，而各翼板CD 绕固定轴D 转动，所以A 、D 为周转副，杆AB 、CD 都是曲柄。
8-5试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。
图a 曲柄摇杆机构图b 为导杆机构。
8-6如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =，600b =mm ,400,500c mm d mm ==。
试问:1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在?2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?3)若a 、b ﹑c 三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构,d 的取值范围为何值? :解 (1)因a+b=240+600=840≤900=400+500=c+d 且最短杆 1为连架轩．故当取杆4为机架时，有曲柄存在。
机械原理_课后习题答案免费(全面)高教版 西北工大
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
C
E
vC = v B + vCB v D = v B + v DB
(2) 求vE
D p(a, f )
v E = vC + v EC = v D + v ED
b d e c
题3-5 解
b) 解: 顺序 (1) 求vC
v B → vC → v E → v F
D B vB A E G F C
vC = v B + vCB
√
0 0
∥CD ?
b2 (b1) (b3)
其中 a B3B2 = 2ω2 v B3B2 = 0(∵ v B3B2 = 0)
a B1 ⎛ m / s 2 ⎞ 取 μa = ⎜ ⎟ 作加速度图 p ' b '1 ⎝ mm ⎠
题3-8 c) 解(续2)
[解] （3）加速度分析 a B 2 ( = a B1 ) → a B 3 → a C 3 1) 求aB2 A 1 ω1 2) 求aB3
取
√ v ⎛m/s⎞ μ v = B1 ⎜ ⎟ 作速度图 pb1 ⎝ mm ⎠
3) 求vC3 : 用速度影像法
v C 3 = 0 同时可求得 ω3 =
机械设计(第八版)课后答案西北工业大学
得蜗轮的基本许用接触应力
。蜗杆传动的工作寿命 Lh=16800h,蜗轮轮齿的应力循环次数
寿命系数为 蜗轮齿面的许用接触应力为
4、计算中心距
取中心距 a=200mm,因 i=23,故从教材表 11-2 中取模数 m=8mm,蜗杆分度圆直径 d1=80mm，这时 d1/a=0.4,与假设 值相符，因此以上计算结果可用。 （2）蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸：
比较
和
由公式
得
（5）由接触强度 确定的最大转矩。由公式
得 (6)齿轮行动的功率。由弯曲强度和接触强度计算的转矩可知，此齿轮传动所能 传递的最大转矩为 T1=1827280N.mm
10-8 解(1)选择齿轮的材料和精度等级。根据教材表 10-1 选大小齿轮材料均为 20CrMnTi,渗碳淬火。小齿轮齿面硬度取 62HRC,大齿轮齿面硬度取 58HRC，世部 达 300HBS. 选精度等级为 6 级。 （2）按齿根弯曲疲劳强度设计。 1、小齿轮传递的转矩：
8、由接触强度计算小齿轮的分度圆直径
9、验算载荷系数： 齿轮的使用系数：载荷 状况以轻微冲击为依据查教材表 10-2 得 KA=1.25 齿轮的圆周速度
由教材图 10-8 查得：Kv=1.12 对于软齿面齿轮，假设
,由教材表 10-3 查得
齿宽 齿宽与齿高比
由教材表 10-4 查得 系数：
10、校正直径：
取安全系数 SF=1.5 由教材图 10-20（d）得
按对称循环变应力确定许用弯曲为
9、由弯曲强度计算齿轮的模数。因 数代入设计公式中得
取标准值
.
10、验算载荷系数：
小齿轮的分度圆直径
齿轮的圆周速度
由教材图 10-8 查得:
(完整版)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。
机械原理课后全部习题答案
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（西工大第七版）习题册答案1——7章
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)。
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(西工大版)(孙恒等)ppt课件
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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
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
f 33241 0不合理
∵ f 0，可改为
2-12 图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构，试绘制其机构示意简图并计算自由度。
解：
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f 38210211 2-16 试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度
解： （b）
f 342511
(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)
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
运动精度要求 较高。 （c）
（2 分）
（2 分） （2 分）
机械设计西北工业大学第九版课后习题答案
第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN M P a 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN M P a 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-1210 M P a 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=qσσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
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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第8章课后习题参考答案8-l 铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ABCD 中哪些运动副为周转副?当其杆AB 与AD 重合时，该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E 点的连杆曲线。
答：转动副成为周转副的条件是：（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和；（2）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。
图示ABCD 四杆机构中C 、D 为周转副。
当其杆AB 与AD 重合时，杆BE 与CD 也重合因此机构处于死点位置。
8-2曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点?为什么?答：机构不一定存在急回运动，但一定无死点，因为：（1）当极位夹角等于零时，就不存在急回运动如图所示，（2）原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。
8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同?8-4图a 为偏心轮式容积泵；图b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。
试绘出两种泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么?解 机构运动简图如右图所示，ABCD 是双曲柄机构。
因为主动圆盘AB 绕固定轴A 作整周转动，而各翼板CD 绕固定轴D 转动，所以A 、D 为周转副，杆AB 、CD 都是曲柄。
8-5试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。
图a 曲柄摇杆机构图b 为导杆机构。
8-6如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =，600b =mm ,400,500c mm d mm ==。
试问:1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在?2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?3)若a 、b ﹑c 三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构,d 的取值范围为何值? : 解 (1)因a+b=240+600=840≤900=400+500=c+d 且最短杆 1为连架轩．故当取杆4为机架时，有曲柄存在。
(2)、能。
要使此此机构成为双曲柄机构，则应取1杆为机架；两使此机构成为双摇杆机构，则应取杆3为机架。
(3)要获得曲柄摇杆机构, d 的取值范围应为440~760mm 。
8-7图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 为曲柄的条件是什么?解 (1)如果杆AB 能通过其垂直于滑块导路的两位置时，则转动副A 为周转副，故杆AB为曲柄的条件是AB+e ≤BC 。
(2)若偏距e=0, 则杆AB 为曲柄的条件是AB≤BC8-8 在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为1l 28mm =，2l 52mm =， 3l 50mm =，4l 72mm =，试求:1)当取杆4为机架时，该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角ϕ、最小传动角min γ和行程速比系数K;2)当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构?为什么?并说明这时C 、D 两个转动副是周转副还是摆转副;3)当取杆3为机架时，又将演化成何种机构?这时A 、B 两个转动副是否仍为周转副?解 (1)怍出机构的两个极位，如图, 并由图中量得：θ=18.6º,φ=70.6º, γmin=22.7 º18018018.612.318018018.6k θθ++===--(2)①由l1+l4 ≤l2+l3可知图示铰链四杆机构各杆长度符合杆长条件；小②最短杆l 为机架时，该机构将演化成双曲柄机构；③最短杆1参与构成的转动副A 、B 都是周转副而C 、D 为摆转副；（3）当取杆3为机架时，最短杆变为连杆，又将演化成双摇杆机构，此时A 、B 仍为周转副。
8-9 在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为160,AB l mm =BC l =260,mm200,CD l mm =80,AD l mm =构件AB 为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定:1)四杆机构ABCD 的类型;2)该四杆机构的最小传动角min γ；3)滑块F 的行程速比系数K 。
解 （1)由l AD +l BC <l AB +l CD 且最短杆AD 为机架可知，图中四杆ABCD 为双曲柄机构；(2)作出四杆机构ABCD 传动角最小时的位置。
见图并量得γmin =12º(3)作出滑块F 的上、下两个极位及原动件AB 与之对应的两个极位，并量得θ=47º。
求出滑块F 的行程速比系数为18018047 1.7118018047k θθ++===--8-10试说明对心曲柄滑块机构当以曲柄为主动件时，其传动角在何处最大?何处最小?解在曲柄与导轨共线的两位置之一传动角最大，γmax=90 º；在曲柄与机架共线的两位置之一传动角最小，γmin=arcos(L AB/l BC)。
8-11正弦机构(图8一15b)和导杆机构(图8—22a)中，当以曲柄为主动件时，最小传动角γ为多少?传动角按什么规律变化?min解γmin=90º；传动角恒定不变。
8-12图示为偏置导杆机构，试作出其在图示位置时的传动角以及机构的最小传动角及其出现的位置，并确定机构为回转导杆机构的条件。
解传动角以及机构最小传动角及其出现的位置如下图所示。
机构为回转导杆机构的条件: AB≤AC8-13如图8—57所示，当按给定的行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构时，试证明若将固定铰链A的中心取在FG弧段上将不满足运动连续性要求。
答因这时机构的两极位DC1, DC2将分别在两个不连通的可行域内。
8-14图示为一实验用小电炉的炉门装置，关闭时为位置E1，开启时为位置E2。
试设计一个四杆机构来操作炉门的启闭(各有关尺寸见图)。
(开启时，炉门应向外开启，炉门与炉体不得发生干涉。
而关闭时，炉门应有一个自动压向炉体的趋势(图中S为炉门质心位置)。
B、C 为两活动铰链所在位置。
解(1)作出B2C2的位置；用作图法求出A及D的位置，并作出机构在E2位置的运动简图，见下图，并从图中量得l AB==μl.AB=95 mml AD=μl.AD =335mml CD=μl.CD=290mm(2)用怍图法在炉门上求得B及C点位置，并作出机构在位置的运动图(保留作图线)。
作图时将位置E1转至位置E2，见图并量得l AB=μl.AB=92.5 mml BC=μl BC=l 27.5 rnml CD=μl.CD=262.5 mn8-15 图示为公共汽车车门启闭机构。
已知车门上铰链C沿水平直线移动，铰链B绕固定铰链A转动，车门关闭位置与开启位置夹角为a=115 º，AB1//C1C2，l BC=400 mm，1C1C2=550mm , 试求构件AB的长度，验算最小传动角，并绘出在运动中车门所占据的空间(作为公共汽车的车门，要求其在启闭中所占据的空间越小越好。
8-16 图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和滑块F联接起来，使摇杆的三个已知位置1C D、2C D、3C D和滑块的三个位置1F、2F、3F相对应(图示尺寸系按比例绘出)。
试确定此连杆的长度及其与摇杆CD铰接点的位置。
解由题意知，本题实际是为按两连架汗(摇杆与滑块)的预定对应位置设计四扦机构的同题。
具体作图过程如下图所示。
连杆的长度为l EF=μl E2F2= l 30 mm。
8-17 图示为某仪表中采用的摇杆滑块机构，若已知滑块和摇杆的对应位置为S1=36mm，S12=8mm，S23=9 mm ; φ12=25 º，φ23=35 º，摇杆的第Ⅱ位置在铅垂方向上。
滑块上铰链点取在B点，偏距e=28 mm, 试确定曲柄和连杆长度。
解本题属于按两连架轩预定的对应位置设计四杆机构问题。
此问题可用反转法求解。
曲柄长度22.2mm，连杆长度52.2 mm．见图中标注。
8-18试设计图示的六杆机构。
该机构当原动件l自y轴顺时针转过φ12=60 º时，构件3顺时针转过ψ=45 º恰与x轴重合。
此时，滑块6自E1点移动到E2点，位移s12=20 mm。
试确定铰链B及C的位置。
解由题意知，所要设计的六杆机构ABCDEF是由铰链四杆机构ABCD和摇杆滑块机构CDE串联所组成，故此设计问题，可分解为两个四杆机构的设计问题。
对于摇杆滑块机构CDE的设计，就是确定活动铰链C的位置，可用反转法设汁，具体作法如下图所示。
对于铰链四扦机构ABCD的设计．就是确定活动铰链B的位置，也可用反转法设计，具体作法如下图所示。
8-19现欲设计一四杆机构翻书器。
如图所示，当踩动脚踏板时，连杆上的肘点自M，移至M：就可翻过一页书。
现已知固定铰链A、D的位置，连架杆AB的长度及三个位置以及描点M的三个位置。
试设计该四杆机构(压重用以保证每次翻书时只翻过一页)解：作图，并量得：AB=36mm, AD=47mm, CD=5mm,BC=10mm, BM=36mm, CM=44mm8-20现需设计一铰链四杆机构，用以启闭汽车前灯的遮避窗门。
图示为该门(即连杆上的标线)在运动过程中的五个位置，其参数如表8—3所示。
试用解析法设计该四杆机构(其位置必须限定在图示长方形的有效空间内)。
8-21图示为一用推拉缆操作的长杆夹持器，用一四杆机构ABCD来实现夹持动作。
设已知两连架杆上标线的对应角度如图所示，试确定该四杆机构各杆的长度。
解：取AD为机架，并以适当比例尺作机架AD及AB杆与DE杆的三对对应位置。
此机构设计简要步骤如图（保留作图线），机构各杆长度为：8-22图示为一汽车引擎油门控制装置。
此装置由四杆机构ABCD 、平行四边形机构DEFG及油门装置所组成，由绕O 轴转动的油门踏板OI 驱动可实现油门踏板与油门的协调配合动作。
当油门踏板的转角分别为0º、5º、15º及20º时，杆MAB 相对应的转角分别为0º、32º、52º及63º(逆时针方向)，与之相应油门开启程度为0º(关闭)、14º、44º及60º(全开)四个状态。
现设l AD =120 mm ，试以作图法设计此四杆机构ABCD ，并确定杆AB 及CD 的安装角度β1及β2的大小(当踏板转20º时，AM 与OA 重合，DE 与AD 重合)。
解：（1）由平行四边形机构特征知杆CD 的转角与油门开启角相同，故四杆机构ABCD 两连架杆AB 及CD 的三对对应角α12=32 º, φ12=14 º; α13=52 º, φ13=44 º, α14=63 º, φ14=60 º；且均为逆时针方向；（2）取相应比例尺作出机架AD 如图所示；取BB 为归并点，按点归并法设计此四杆机构（保留全部作图线），并量得：l AB =μl.AB=92mm, l AD =μl.AD=120mm, l BC =μl .BC=180mm, l CD =μl .CD=34mm;β1=92º, β2=102º8-23 如图所示，现欲设计一铰链四杆机构，设已知摇杆CD 的长75CD l mm 行程速比系数K=1.5，机架AD 的长度为100AD l mm =，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为45ψ=︒，试求曲柄的长度AB l 和连杆的长度BC l （有两组解）。