机械原理习题答案安子军.doc

习题解答第一章绪论

1-1答：

1）机构是实现传递机械运动和动力的构件组合体。如齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构等。

2）机器是在组成它的实物间进行确定的相对运动时，完成能量转换或做功的多件实物的组合体。如电动机、内燃机、起重机、汽车等。

3）机械是机器和机构的总称。

4） a. 同一台机器可由一个或多个机构组成。

b.同一个机构可以派生出多种性能、用途、外型完全不同的机器。

c.机构可以独立存在并加以应用。

1-2答：机构和机器，二者都是人为的实物组合体，各实物之间都具有确定的相对运动。但后者可以实现能量的转换而前者不具

备此作用。

1-3答：1）机构的分析：包括结构分析、运动分析、动力学分析。

2）机构的综合：包括常用机构设计、传动系统设计。

1-4略

习题解答第二章平面机构的机构分析

2－1 ～ 2 －5 （答案略）

2-6

(a)自由度F＝1(b)自由度F＝1

(c) 自由度 F ＝1

2-7

题2－7图

F＝3×7－2×9－2＝1

2 -8

a) n ＝7 ＝10 ＝ 0 F ＝ 3× 7－2×10 ＝1

b) B 局部自由度 n ＝ 3 ＝ 3 ＝ 2 F＝3× 3 －2×3－2＝1

c) B 、D 局部自由度 n ＝ 3 ＝ 3 ＝2 F ＝3×3 － 2×3 －2 ＝1

d) D(或C) 处为虚约束n ＝3 ＝ 4 F＝3×3 － 2 ×4＝ 1

e) n ＝5 ＝7 F＝3× 5－ 2×7＝ 1

f) A、B 、C 、E复合铰链n ＝7 ＝10 F ＝ 3×7 －2×10 ＝1

g) A 处为复合铰链 n ＝10 ＝14F ＝3×10 － 2 ×14＝2

h) B 局部自由度 n ＝ 8 ＝ 11 ＝ 1 F ＝3× 8－2 ×11－1 ＝ 1

i) B 、 J 虚约束 C 处局部自由度

n ＝ 6 ＝ 8 ＝ 1 F ＝3×6 － 2 ×8－1＝1

j) BB' 处虚约束 A 、 C 、 D 复合铰链 n ＝ 7 ＝ 10 F ＝ 3×7－2× 10＝ 1 k) C 、 D 处复合铰链 n ＝ 5 ＝6 ＝2F ＝3× 5－2×6－2 ＝1

l)n ＝ 8＝11 F ＝ 3 × 8－2×11 ＝ 2

m) B 局部自由度I 虚约束 4 杆和DG 虚约束

n ＝ 6 ＝ 8 ＝1 F ＝ 3×6－ 2× 8－1 ＝1

2-9

a) n ＝ 3 ＝ 4 ＝ 1 F ＝ 3 × 3 － 2 × 8 － 1 ＝0 不能动。

b) n ＝ 5 ＝ 6 F ＝ 3 × 5 － 2 × 6 ＝ 3 自由度数与原动件不等, 运动不确定。

2-10

a) n ＝ 7 ＝ 10F ＝ 3 × 7 － 2 ×10 ＝1 二级机构

b) n ＝ 5 ＝ 7 F ＝ 3 × 5 － 2 × 7 ＝ 1 三级机构

c) n ＝ 5 ＝ 7 F ＝ 3 × 5 － 2 × 7 ＝ 1 二级机构

习题解答第三章平面机构的运动和分析

3-1 ～ 3-5 （略）3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 3-11 3-123-13 3-14 3-15 3-16 ～ 3-17( 略 ) 3-18 3-19 ～3-24 （略）

3-10

a)V C=V B+V CB

方向：⊥ CD⊥AB⊥BC方向：C→ D⊥CD B→A C →B⊥BC 大小：？？大小：0？？

速度图、加速度图如上图中（ a ）所示。

b)扩大构件法,将2构件和3构件构成的移动副扩大到 B 点

方向：⊥BD⊥AB∥CD方向：B→D⊥BD B→A⊥CD∥CD 大小：？？大小：0？0？

速度图、加速度图如上图中（b）所示。

c)扩大构件法,将1构件和2构件构成的移动副扩大到 C 点

方向：⊥CD⊥AC∥BC方向：C→D⊥CD C→A⊥BC∥BC 大小：？？大小：？？

速度图、加速度图如上图中（c）所示。

d)首先分析C点，再利用影像原理分析 E 点，最后分析 F 点

V C=V B+V CB

方向：⊥CD⊥ AB⊥ BC方向：C→D⊥ CD B→A C →B⊥BC 大小：？？大小：？0？

V F = V E + V FE 方向：⊥FG√

大小：？

速度图、加速度图如上图中（√

d）所示。

⊥EF

？

方向： F→G ⊥FG

大小： 0

√

？

F→E

√

⊥ EF

？

3-11 解：

速度分析：

V C = V B + V CB

方向：⊥ CD 大小：？

= ＝ s ⊥AB

？

⊥BC

选择绘图比例尺，绘速度图如图示，

=s

V CB ＝ 0 2 构件瞬时平动。

加速度分析：

方向： C →D⊥CDB→AB→C⊥BC

大小：？0 ？

选择加速度比例尺，如图示绘加速度图，由图可知，利用加速度影像原理求出，如图示，＝。

3-1 ～3-5

（略）3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 3-11 3-123-13 3-14 3-15 3-16 ～3-17( 略) 3-183-19 ～ 3-24 （略）

习题解答第四章机械中的摩擦和机械效率

4-1 ～

4-8( 略 )4-94-104-114-124-13( 略 )4-144-154-164-174-184-194-20 4—9 题

解滑块 1 所受三力F、Q和 R21处于平衡，因此，F+Q+ R21=0，作出力三角形，标出相应的夹角，由正弦定理可得，则理想

驱动力，由此可得机械效率

4—10 题解

滑块 1 在三力作用下平衡，即, 滑块 2 在三力作用下平衡，即由此作出两封闭力多边形，由正弦定理

，

即得 ?

4—11 题

解此夹具的自锁条件可用三种方法来确定：

（ 1）根据的条件来确定。取楔块 3 为分离体，其受工件1（及 1' ）和夹具 2 作用的总反力R13 和 R23以及支持力P' 。各力的方向如图

所示。根据楔块 3 的力平衡条件，作力封闭三角形如图 c 所示。由正弦定理可得

当时，，于是得此机构反行程的机械效率为

令，可得自锁条件为

（ 2）根据生产阻力小于或等于零的条件来确定。由正弦定理得生产阻力，若楔块 3 不自动松脱，应使，即，得自锁条件为。

（3）根据运动副的自锁条件来确定。如图 b 所示，楔块 3 受有夹具 2 及工件 1 作用的总反力 R23和 R13，当总反力 R23作用在相对边的摩擦角

之内时，楔块 3 即发生自锁，即 ?或

4—12 题

解

1）当被轧坯料接触轧辊时，如图所示，其正压力为N，摩擦力为F，由图可知：