机械原理与机械设计-上册-范元勋-课后答案课件
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n = 11 PL = 17（C、F、K均为复合铰链） PH = 0 P′=2PL′+ PH′-3n′=2×10-3×6=2 F ′= 0 F = 3n - (2PL + PH - P′) - F ′= 1
n=6
PL = 7（A、B、C均为复合铰链）
复
PH = 3
P′= 0
F ′= 0
F =3n-(2PL +PH-P′) -F ′=1 齿轮3与5啮合高副提供 1 个约束；
齿条7与5啮合高副提供 2 个约束。 第6页
2-10 图示为一内燃机机构运动简图， 试计算自由度，并分析构成此机构 基本杆组。如在该机构中改选EG 为原动件，试问构成此机构基本杆 组与否与前者有所不一样样。
解：1）计算机构自由度
F =3n -(2PL+PH-P′)-F ′=3×7 - 2×10 =1
n=3 PL = 4 PH = 0 P′= 0 F ′= 0 F = 3n - (2PL + PH - P′) - F ′= 1 此机构具有确定运动
图a
第8页
补充2： 如图a所示为一具有急回运动冲床。图中绕固定轴心A转动 菱形盘1为原动件，其与滑块2在B点铰接，通过滑块2推进拨叉 3绕固定轴心C转动，而拨叉3与圆盘4为同一构件， 当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。 试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
n=3
PL = 4 PH = 0 P′= 0 F ′= 0 F = 3n - (2PL + PH - P′) - F ′
=1
第9页图a
2）取构件AB为原动件时，机构 3）取构件EG为原动件时，机
基本杆组为：
构基本杆组为：
此机构为 Ⅱ 级机构
机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第1章 机械的组成、分类与发展
连杆机构 凸轮机构
间歇运动机构
变速回转 往复摆动 往复移动 间歇运动
连杆机构
特定轨迹
别控各是制部随控装分着制置的2理0的运世论作动纪的用。后发是半展控叶和制以计机来算器现机代在科工学业技上术的的应发用展，，机特器
的组成更复杂了。
传 感 器
发出指 驱动装置
令调节
传动装置
传
执行装置
感
器
伺服电 机的运 动
都是实现运动形式的变换。 它们都属于连杆机构。
凸轮机构、齿轮机构和棘轮机构实现 的运动转换与连杆机构不同，构件之 间的连接形式也不同，构件的形状也 不同。
因此，可给出机构的如下定 义： 机构： 人为实物的组合体， 具有确定的机械运动， 可以用来传递和转换运动。
机器：
人为实物的组合体， 具有确定的机械运动， 可以用来转换能量、
驱动装置
传动装置
执行装置
将原动机的运动和动力传递给执行装置， 并实现运动速度和运动形式的转换。
运动速度的转换
运动形式的转换
运动速度的转换
传动装置解决原动机速度和执行装置速度不匹配的问题。
一般的普通交流电动机速度是固定的。
一般机器执行部分速度低于原动机的转速, 需要减速。
鼠笼式 交流电动机的
同步转速 （r/min）
返回
机器中的几个基本概念
什
么
机构
是
在认知机器的实践中，我们已经初步认识了
机 构
几种机构：
呢
？
连杆机构、凸轮机构、
棘轮机构、螺旋机构、齿轮机构
内燃机
连杆机构 活塞的往复移动
曲轴的转动
牛头刨床
圆盘的转动
连杆机构
滑枕的往复移动
间歇运动机构
变速回转 往复摆动 往复移动 间歇运动
连杆机构
特定轨迹
别控各是制部随控装分着制置的2理0的运世论作动纪的用。后发是半展控叶和制以计机来算器现机代在科工学业技上术的的应发用展，，机特器
的组成更复杂了。
传 感 器
发出指 驱动装置
令调节
传动装置
传
执行装置
感
器
伺服电 机的运 动
都是实现运动形式的变换。 它们都属于连杆机构。
凸轮机构、齿轮机构和棘轮机构实现 的运动转换与连杆机构不同，构件之 间的连接形式也不同，构件的形状也 不同。
因此，可给出机构的如下定 义： 机构： 人为实物的组合体， 具有确定的机械运动， 可以用来传递和转换运动。
机器：
人为实物的组合体， 具有确定的机械运动， 可以用来转换能量、
驱动装置
传动装置
执行装置
将原动机的运动和动力传递给执行装置， 并实现运动速度和运动形式的转换。
运动速度的转换
运动形式的转换
运动速度的转换
传动装置解决原动机速度和执行装置速度不匹配的问题。
一般的普通交流电动机速度是固定的。
一般机器执行部分速度低于原动机的转速, 需要减速。
鼠笼式 交流电动机的
同步转速 （r/min）
返回
机器中的几个基本概念
什
么
机构
是
在认知机器的实践中，我们已经初步认识了
机 构
几种机构：
呢
？
连杆机构、凸轮机构、
棘轮机构、螺旋机构、齿轮机构
内燃机
连杆机构 活塞的往复移动
曲轴的转动
牛头刨床
圆盘的转动
连杆机构
滑枕的往复移动
机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第3章 机构的组成和结构分析
什么样的图形是机构运动 简图？
3）机构运动简图的内涵：
研究机构运动时，为便于分析，不计或略去与机构运动无关的因素。
a、用简单的线条和规定的符号表示构件和运动副； b、按选定的比例尺画出运动副的相对位置； c、简图表示的机构，可进行精确的运动分析； d、表明机构结构和运动特征的简单图形：机构运动简图 4）机构运动简图定义：根据机构的运动尺寸, 按一定比例 尺定出各运动副的位置, 用国标规定的简单线条和符号表示构 件和运动副，绘制出表示机构运动关系的简明图形—机构运动 简图。 5）机构示意图：不按比例尺绘制的机构运动简图。
内燃机中 活塞与连杆、配气凸轮与气闷等， 都是可以产生相对运动的连接，都是运动副 但组成运动副的几何元素不同
(1) 运动副元素
构件间可以通过点、线、面接触 构成运动副。运动副元素的几何形状 决定了两构件的相对运动形式。
凸轮
齿轮齿廓
活塞与缸套
作者：潘存云教授
(2) 运动副的自由度与约束度
1）构件的自由度 (f) 指一个构件相对另一个构件
（3）运动副类型
1）按运动副相对运动形式分 Ⅴ级副
Ⅴ级副
转动副
移动副
2）按运动副引入的约束数分
Ⅰ 级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、 Ⅳ 级副、Ⅴ级副
试，列举I级副的例子
螺旋副 Ⅲ级副
球面副
3）按运动副接触形式分
低副:两构件通过面接触而构成的运动副 高副:两构件通过点或线接触而构成的运动副
4）按运动副的相对运动性质分
构件的作用和要求
机架（参考构 件）
输入（主动） 件
从动件
输出件
机构中视为不动的构件，用于支承和作为研究其他构件运动的 参考坐标 机构中运动规律为给定或已知的一个或几个构件
机械原理与机械设计-上册-范元勋-课后答案
课程目的与内容
介绍本课程的学习目的、内容及学习 方法，强调理论与实践相结合的重要 性。
机械原理部分 绪论
01
课程学习方法
02
内容
03
重视基本概念的理解：理解机械的基本概念、原理 和特点是学好本课程的基础。
机械原理部分 绪论
掌握分析方法
学会运用机构分析的基本方法，如运 动分析和力分析，是解决实际问题的 关键。
传动
定义
利用两齿轮之间的啮合实现动力的传递。
应用
直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮等。
特点
效率高，结构紧凑，传动平稳可靠，但制造安装要求高。
04
轴系零部件部分
轴
01
轴的材料与制造
02
轴的材料通常为钢、铸铁或合金钢，也可以根据需要选择其他
材料。
轴的制造方法包括铸造、锻造、切削加工和磨削加工等。
03
加强实践环节
通过实验、课程设计和实习等实践环 节，加深对理论知识的理解，提高实 际操作能力。
机械原理部分 绪论
机构学的重要性
内容
机构学在机械工程中的地位：机构学是机械工程的核心学科之一，为各种机械装置的设计、分析和优化 提供了理论基础。
机械原理部分 绪论
机构学的发展趋势
随着科技的不断进步，机构学在理论和应用方面也在不断创新和发展，如机器 人技术、微型机械等。
传动
定义
利用带与带轮之间的摩擦力实现动力的传递。
应用
V带、平带等。
传动
• 特点：结构简单，成本低，缓冲吸振，过载时打滑可保护其 他零件不受损坏。
传动
定义
利用链条与链轮之间的啮合实现动力的传递。
应用
滚子链、齿形链等。
介绍本课程的学习目的、内容及学习 方法，强调理论与实践相结合的重要 性。
机械原理部分 绪论
01
课程学习方法
02
内容
03
重视基本概念的理解：理解机械的基本概念、原理 和特点是学好本课程的基础。
机械原理部分 绪论
掌握分析方法
学会运用机构分析的基本方法，如运 动分析和力分析，是解决实际问题的 关键。
传动
定义
利用两齿轮之间的啮合实现动力的传递。
应用
直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮等。
特点
效率高，结构紧凑，传动平稳可靠，但制造安装要求高。
04
轴系零部件部分
轴
01
轴的材料与制造
02
轴的材料通常为钢、铸铁或合金钢，也可以根据需要选择其他
材料。
轴的制造方法包括铸造、锻造、切削加工和磨削加工等。
03
加强实践环节
通过实验、课程设计和实习等实践环 节，加深对理论知识的理解，提高实 际操作能力。
机械原理部分 绪论
机构学的重要性
内容
机构学在机械工程中的地位：机构学是机械工程的核心学科之一，为各种机械装置的设计、分析和优化 提供了理论基础。
机械原理部分 绪论
机构学的发展趋势
随着科技的不断进步，机构学在理论和应用方面也在不断创新和发展，如机器 人技术、微型机械等。
传动
定义
利用带与带轮之间的摩擦力实现动力的传递。
应用
V带、平带等。
传动
• 特点：结构简单，成本低，缓冲吸振，过载时打滑可保护其 他零件不受损坏。
传动
定义
利用链条与链轮之间的啮合实现动力的传递。
应用
滚子链、齿形链等。
机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第6章 连杆机构
第一节 平面连杆机构的类型、特点和应用
一.连杆机构的特点
分类:
平面连杆机构：
空间连杆机构：
定义：
特点：
平面连杆机构
内燃机曲柄滑块机构
命名： 平面连杆机构常以构件数作为命名的依据 如：四杆机构、五杆机构、多杆机构等特征： 有一作平面运动的构件——称为连杆
平面四杆机构应用非常广泛，而且也是组成多杆机构的基础。本章将作重点介绍。
对于颚式破碎机、冲床等大功率机械，可取γmin≥50°
从图中可见：α↓→γ↑ 对机构传动越有利
机构运转时γ是变化的，为保证机构正常工作，设计新机构时，必须规定最小传动角γmin的下限。
偏距
S=LABsinα
(2) 选取不同的构件为机架
整转副——能作360˚相对回转的运动副
摆转副——只能作有限角度摆动的运动副
曲柄摇杆机构
双摇杆机构
双曲柄机构
四杆机构中各个转动副是整转副还是摆转副只取决于各构件的尺寸，与固定那个构件为机架无关。
整转副
整转副
摆转副
曲柄滑块机构
转动导杆机构
有效分力: Ft＝Fcosα
即压力角 α↓→有效分力 Ft↑
分析压力角对机构传动的影响：
对连杆机构，也可用与压力角互余的角γ，作为衡量机构传力性能的指标 ，更形象直观，称之为传动角。
传动角：
与压力角α互余的角γ即连杆和从动摇杆之间所夹的锐角。
反之：α↑→γ↓ 机构传力越费劲，传动效率越低
举例动画
两连架杆均为摇杆
飞机起落架机构
炉门启闭机构
汽车开门机构
(1) 将转动副演化成移动副
偏置曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构
曲柄摇杆机构
正弦机构
一.连杆机构的特点
分类:
平面连杆机构：
空间连杆机构：
定义：
特点：
平面连杆机构
内燃机曲柄滑块机构
命名： 平面连杆机构常以构件数作为命名的依据 如：四杆机构、五杆机构、多杆机构等特征： 有一作平面运动的构件——称为连杆
平面四杆机构应用非常广泛，而且也是组成多杆机构的基础。本章将作重点介绍。
对于颚式破碎机、冲床等大功率机械，可取γmin≥50°
从图中可见：α↓→γ↑ 对机构传动越有利
机构运转时γ是变化的，为保证机构正常工作，设计新机构时，必须规定最小传动角γmin的下限。
偏距
S=LABsinα
(2) 选取不同的构件为机架
整转副——能作360˚相对回转的运动副
摆转副——只能作有限角度摆动的运动副
曲柄摇杆机构
双摇杆机构
双曲柄机构
四杆机构中各个转动副是整转副还是摆转副只取决于各构件的尺寸，与固定那个构件为机架无关。
整转副
整转副
摆转副
曲柄滑块机构
转动导杆机构
有效分力: Ft＝Fcosα
即压力角 α↓→有效分力 Ft↑
分析压力角对机构传动的影响：
对连杆机构，也可用与压力角互余的角γ，作为衡量机构传力性能的指标 ，更形象直观，称之为传动角。
传动角：
与压力角α互余的角γ即连杆和从动摇杆之间所夹的锐角。
反之：α↑→γ↓ 机构传力越费劲，传动效率越低
举例动画
两连架杆均为摇杆
飞机起落架机构
炉门启闭机构
汽车开门机构
(1) 将转动副演化成移动副
偏置曲柄滑块机构
对心曲柄滑块机构
曲柄摇杆机构
正弦机构
机械原理课后习题答案部分)
第二章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，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。
2-5 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2-22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。
2-11 如图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组成的凸轮机构将使冲头上下运动以达到冲压目的。
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。
解：1）取比例尺绘制机构运动简图。
2）分析其是否可实现设计意图。
F=3n-( 2P l +P h –p’ )-F’=3×3-(2×4+1-0)-0=0此简易冲床不能运动,无法实现设计意图。
3）修改方案。
为了使此机构运动，应增加一个自由度。
办法是：增加一个活动构件，一个低副。
修改方案很多，现提供两种。
※2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。
其偏心轮1绕固定轴心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。
机械原理运动分析习题课后解答ppt课件
编辑版pppt
P13
6
题3-6
解：2 ）＝ 当 1 6 时 5vE ， ?
E
C
B P23
3
ω2 φ
P34
4
vB 2
A P12
CC 1
P14 D
题3-4
vE 3lE331 P30.35m 7/s 44
BB
ωω22 φφ
22
AA
11
DD 题题33--44
编辑版pppt
P13
7
题3-6
解：3）vC 当 0时， ?3
大小： ？ √
？
(b3)
b1 , b2
vB3 0 3vC3/lCD 0
vC3 0
p ' (n') (d 3 ' )
根据影象法，得：
b
a B 3 a B n 3 a B t3 a B 2 a B k 3 B 2 a B r3 B 2
方向： B→ D ⊥ BD B→ A √ ∥CD
大小： 0 ？ √
a3[l11 2co1s(2)l22 2]/co 2s
编辑版pppt
24
题3-25
1(o )
50
120
220
2(o )
351.063 349.125 18.316
2(rad/)s 2.169 1.697
2.690
2(rad/2s) 25.109 28.842 20.174
v3(m/s) 0.867 0.770 0.389
y
s3
l1l2 s3e
编辑版pppt
x
23
题3-25
解：1、位置分析 l1l2 s3e
2a csrine [l(1s in1)/l2] s3l1c o1sl2c o2s
机械原理习题及课后答案(图文并茂)
3 4
2
1 5
解答：原机构自由度 F=33- 2 4-1 = 0，不合理 ， 改为以下几种结构均可：
2-3 图 2-39 所示为一小型压力机，其中，1 为滚子；2 为摆杆；3 为滑块；4 为滑杆；5 为齿轮及凸轮；6 为连杆；7 为齿轮及偏心轮；8 为机架；9 为压头。试绘制 其机构运动简图，并计算其自由度。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力通根保1据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资0配不料置仅试技可卷术以要是解求指决，机吊对组顶电在层气进配设行置备继不进电规行保范空护高载高中与中资带资料负料1荷试试下卷卷高问总中题体资2配2料，置试而时卷且，调可需控保要试障在验各最；类大对管限设路度备习内进题来行到确调位保整。机使在组其管高在路中正敷资常设料工过试况程卷下中安与，全过要，度加并工强且作看尽下护可都关能可于地以管缩正路小常高故工中障作资高；料中对试资于卷料继连试电接卷保管破护口坏进处范行理围整高，核中或对资者定料对值试某，卷些审弯异核扁常与度高校固中对定资图盒料纸位试，置卷编.工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置，线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高，方中要案资求，料技编试术写5、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高、调动敷中电试作设资气高，技料课中并术3试、件资且中卷管中料拒包试路调试绝含验敷试卷动线方设技作槽案技术，、以术来管及避架系免等统不多启必项动要方方高式案中，；资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资，中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置，作调合并试理且技利进术用行，管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵：导活在。。分对对线于于盒调差处试动，过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调，问试应题技采，术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行，变隔需压开要器处在组理事在；前发同掌生一握内线图部槽纸故内资障，料时强、，电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料，试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采，相用要关高进技中行术资检资料查料试和，卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
2
1 5
解答：原机构自由度 F=33- 2 4-1 = 0，不合理 ， 改为以下几种结构均可：
2-3 图 2-39 所示为一小型压力机，其中，1 为滚子；2 为摆杆；3 为滑块；4 为滑杆；5 为齿轮及凸轮；6 为连杆；7 为齿轮及偏心轮；8 为机架；9 为压头。试绘制 其机构运动简图，并计算其自由度。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力通根保1据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资0配不料置仅试技可卷术以要是解求指决，机吊对组顶电在层气进配设行置备继不进电规行保范空护高载高中与中资带资料负料1荷试试下卷卷高问总中题体资2配2料，置试而时卷且，调可需控保要试障在验各最；类大对管限设路度备习内进题来行到确调位保整。机使在组其管高在路中正敷资常设料工过试况程卷下中安与，全过要，度加并工强且作看尽下护可都关能可于地以管缩正路小常高故工中障作资高；料中对试资于卷料继连试电接卷保管破护口坏进处范行理围整高，核中或对资者定料对值试某，卷些审弯异核扁常与度高校固中对定资图盒料纸位试，置卷编.工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置，线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高，方中要案资求，料技编试术写5、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高、调动敷中电试作设资气高，技料课中并术3试、件资且中卷管中料拒包试路调试绝含验敷试卷动线方设技作槽案技术，、以术来管及避架系免等统不多启必项动要方方高式案中，；资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资，中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置，作调合并试理且技利进术用行，管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵：导活在。。分对对线于于盒调差处试动，过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调，问试应题技采，术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行，变隔需压开要器处在组理事在；前发同掌生一握内线图部槽纸故内资障，料时强、，电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料，试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采，相用要关高进技中行术资检资料查料试和，卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
机械原理与机械设计 (上册) 第4版 第5章 平面机构的力分析
因它们大小相等而方向相反
二、解析法作机构动态静力分析时的注意事项
1）运动副中的约束反力 常用： Fik表示构件 i 对构件 k 的作用力； 则： Fki表示构件 k 对构件 i 的作用力； 常将： Fki表示为-Fik； （为了减少未知量的数目）
一般可先将Fik设为正，如求出的力为负，则表示实际力的方 向与所设方向相反；反之，若为正，则表示二者的方向相同。
分析受力 分离构件 平衡方程
机构进行运动分析
质心位置 S1、S2、S3
aS1x aS1y
aS2x aS2y
a a S 3x
S3y
例：已知图示铰链四杆机构
l AB
l AS1
m1
J S1
1
1
aS1x
l AD
lBS 2
m2 JS2
2 2 aS1y
lCD
lCS 3
m3
JS3
3 3
aS2x
lBC
lDS3
aS2y
阻力
工作阻力 有害阻力
工作阻力/矩 机械在生产过程中为了改变工作物的外形、位置或状态
所受到的阻力，克服了阻力就完成了有效的工作。工作阻力 /矩所作的功为输出功/有益功。 如车削阻力、起重力等 有害阻力/矩
机械运转过程中受到的非生产阻力，克服了这类阻力所
作的功纯粹是浪言是内力，对构件而言是外力。
平衡力/矩的概念：与作用在机械上的已知外力/矩以及（当该 机械按给定运动规律运动时）各构件的惯性力/矩相平衡的力/矩。
举例牛头刨床：用于平衡切削阻力、重力、构件惯性力（矩） 时，在原动件上所需施加的驱动力矩。
举例内燃机：已知驱动力、各构件的重力、惯性力，确定所能 克服的生产阻力。
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。
《机械原理与机械设计》(上册)课后习题答案
3-1、如图所示机构的结构简图，主动杆1按图示方向绕固定轴线 A 转动。
试画出该机构的运动简图。
图中几何中心B和C分别为杆1 和2以及杆3和4所组成的转动副的中心。
并计算出该机构的自由度。
Key:
F=3n-2P i-P h=3x3-2x4-0=1
即该机构的自由度数目为1
3-2 如图所示为简易冲床机构结构简图，主动杆 1 按图示方向绕固定
轴线A转动；杆1和滑块2组成转动副B ;杆3绕固定轴线C转动, 4 为连杆，杆 5 为冲头，在导路 6 中往复移动。
试绘制该机构的运动示意图并计算机构的自由度。
Key:
F=3n-2P l-p h=3x5-2x7-0=1 4-1
V P24=AP 24X W2=DP24X W 4
故 W4= AP24xW2/DP24=35.316x10/(35.316+41.5)=4.597(rad/s)
Vc=CDxW4=30x4.597=137.91(mm/s)
2) BC上线速度最小的点为 E点，如图所示
W3=Vc/CP13=137.91/(30+24.804)=2.516(rad/s)
V E=P13ExW3=47.718x2.516=120.058(mm/s)
3) Vc=Vd=0，故构件4静止。
V P24=0,因构件2为主动件，构件上静止点只可能为A点，故P24与A点重合。
该情况只可能发生在BC与AB重合的两种情况。
C
〔IJ.G9 ：
B n &。
机械原理课件答案(ppt 39页)
另外，实际工程问题都是涉及多方面的因素的问题，其求解 可采用多种方法，其解一般也不是唯一的。这就要求设计者具有 分析、判断、决策的能力，要养成综合分析、全面考虑问题的习 惯和科学严谨、一丝不苟的工作作风。
2020/4/27
18
认真对待教学的每一个环节
本课程全部教学工作的完成，需要自学、听课、习 题课、实验课、课后作业、答疑和考试，以及课程设 计等教学环节。要学好这门课，必须对每个教学环节 予以充分重视。
械 的 发
机器速度的提要高求是不几断百完年善来已未有曾的停机遏构的，发展趋势。
精密化
并发明出新的机构
展 趋 向
提高产品质量的需要。 基于加工水平的提高，提高机器的精度成为可能。
二种定义的区别与机器的类型
2
机械原理：绪 论
❖ 1－1 本课程研究的对象和内容
本课程的研究对象
机械（Machinery)：机器和机构的总称
机构(Mechanism) 说明 ❖ 具有机器的前二个特征 ❖ 用来传递运动和力的、有一个构件为机架的构件系 统
机构一般被认为是由刚性件组成的。而现代机构中除了刚性 件以外，还可能有弹性件和电、磁、液、气、声、光…等元 件。这类机构称为广义机构。
机器(Machine)的特征 举例 ❖ 人为的实物组合 ❖ 各运动单元间具有确定的相对运动 ❖ 实现能量转换或完成有用的机械功
国家标准对机器的定义：机器是执行机械运动的装置，用来 变换或传递能量、物料与信息。
2020/4/27
罗马工程师特鲁威：公元前1世纪“机器是一种高强度材料做成的联接体，是 在举起与搬运重物时发挥极大功效的木质器械”
静力学分析
动力学分析
2020/4/27
机构的自锁性、力的传递关系 机构中力和质量与运动的关系
2020/4/27
18
认真对待教学的每一个环节
本课程全部教学工作的完成，需要自学、听课、习 题课、实验课、课后作业、答疑和考试，以及课程设 计等教学环节。要学好这门课，必须对每个教学环节 予以充分重视。
械 的 发
机器速度的提要高求是不几断百完年善来已未有曾的停机遏构的，发展趋势。
精密化
并发明出新的机构
展 趋 向
提高产品质量的需要。 基于加工水平的提高，提高机器的精度成为可能。
二种定义的区别与机器的类型
2
机械原理：绪 论
❖ 1－1 本课程研究的对象和内容
本课程的研究对象
机械（Machinery)：机器和机构的总称
机构(Mechanism) 说明 ❖ 具有机器的前二个特征 ❖ 用来传递运动和力的、有一个构件为机架的构件系 统
机构一般被认为是由刚性件组成的。而现代机构中除了刚性 件以外，还可能有弹性件和电、磁、液、气、声、光…等元 件。这类机构称为广义机构。
机器(Machine)的特征 举例 ❖ 人为的实物组合 ❖ 各运动单元间具有确定的相对运动 ❖ 实现能量转换或完成有用的机械功
国家标准对机器的定义：机器是执行机械运动的装置，用来 变换或传递能量、物料与信息。
2020/4/27
罗马工程师特鲁威：公元前1世纪“机器是一种高强度材料做成的联接体，是 在举起与搬运重物时发挥极大功效的木质器械”
静力学分析
动力学分析
2020/4/27
机构的自锁性、力的传递关系 机构中力和质量与运动的关系
机械原理课后习题_答案PPT
虚约束
局部自由度
2020/4/5a)
复合铰链
b)
c)
d)
3
机械原理 作业
第2章 平面机构的结构分析
2-8：计算自由度；确定机构所含杆组的数目与级别；确定机构级别。画出 瞬时替代机构； 解：自由度：
a) F=3n-2PL-PH=3*7-2*10=1；Ⅱ级 b) F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1；Ⅲ级
(2) 当取杆1为机架，将演化成何种机构？这时C、D是整转副还是摆动副；
(3) 当取杆3为机架，将演化成何种机构？这时A、B是整转副还是摆动副
解： (1) 28+72≤52+50且l1=28；曲柄摇杆机构；
2
C
θ=19； φ=71；γmin={51，23}=23； K=1.236；
C2
B 1
A4
3 D
从而lAB+lBC, lBC-lAB可求得,最后确定lAB和lBC； 设计步骤：
①取一点A，并定D点； ②以D为圆心，作圆； 根据CD摆角15°定C1，C2点； ③ 量取lAC1,lAC2
lAB+lBC=430 lBC-lAB=348
C2 15° 15°C1
B A
lAB=41
A
B1
D
lBC=389
B2
2020/4/5
4
机械原理 作业
第2章 平面机构的结构分析
2-9：如图所示一简易冲床的初步设计方案， 解：自由度：F=3n-2PL-PH=3*3-2*4-1=0；
机构不能动； 增加一个构件一个低副；
2020/4/5
移动副比转动副结构复杂
5
机械原理 作业
第3章 平面连杆机构
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V
2 FE
l FE
?
5laFF tGf'"lF f'G a 22rasd2
将f"' f'移至 F知5逆时针
中文书：2－9已知曲柄长度l1=0.05m ,角速度ω1＝20rad/s,图解法确定 该机构在1＝45º时导杆3的速度v3与角速度a3.
解题思路：VB1 VB2 构件2与构件 3在B处形成重合点
20.3，逆
5
VlCCBB1rads，顺
求加速度
根据影像法求 a D、a B
aF1 aF3 aDaDaC aB
aF n3aF t3aF 1aF3F 1aF k3F 1
F→E ⊥FE F→A ∥AF ⊥f1f3
V
2 F1
l FE
？ 12 lFA
？ 21VF3F1
aCaBaC n BaC t BaDaC n DaC t D
B→A C→B ⊥CB π→d’ C→D ⊥CD
12 lAB52 lBC ？
a
d '
2 4
lCD
？
aCac'9.5ms2
lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50mmllDE=40mm,φ1=45º,等角 速度ω1=10rad/s,求E、D的速度和加速度,构件3的角 速度和角加速度.
解：1（ ）选取 l 0.00米 2 /mm作机构运动简图。
1 45, 13r0a/d s, 逆时针
求：5 , 5
解：1）求速度 VB V C VE VF5
VC VB VCB
⊥CD ⊥AB ⊥CB ？ ω1lAB ？
根据速度影像求V E
VF VE VFE
⊥GF P→e ⊥FE
？ Pe v ？
5
fpv
lGF
1.7ra
ds将pf
移至F点知顺时针
2）求加速度 aBaCaEaF5 加速度影像法求 a E
ba
ba
' 4.8 8
18 04.8 8 K18 04.8 81.056
2—5
解：1）求速度 VB V C VE VF5
VF VE VFE
⊥GF P→e ⊥FE
VC VB VCB
？ Pe v ？
⊥CD ⊥AB ⊥CB ？ ω1lAB ？
根据速度影像求V E
5
fpv
lGF
1.7ra
ds将pf
移至F点知顺时针
(bc 2 ) v lC 2 B
（2）解题步骤VB为： VC2 (VD,VE)及aB aC2 (aD,aE)
(3）求VD,VE，3。 VB lAB1 0.03100.3米/秒 取pb45毫米表V示 B，则v 04.530.006米 毫 7/秒 米。
由VC2 V BVC2B VC3 VC2C3 求VC3
AB, C2B // C2B
2）求加速度 aBaCaEaF5 加速度影像法求 a E
aC naC t aBaC nBaC t B
C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
BC CEቤተ መጻሕፍቲ ባይዱBE b'c' c'e' b'e'
V
2 C
l CD
?
12 lAB
V
2 CB
l CB
?
求得e΄
aF naF t aEaF nE aF t E
F→G ⊥FG π→e΄ F→E ⊥FE
习题 1.画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
(a)
(b)
(c)
1-6自动倾卸机构
3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭 头表示。
中文书2—5颚式破碎机
已知xD=260mm, yD=480mm, xG=400mm, yG=200mm, lABLCE10m 0,mlBCLBE50m 0,mlCD300mm , lEF40m 0m , lGF685mm , lBCLBE50m 0m
//导路 B→A ⊥导路
？ 12 lAB ？
？
1 lAB
？
a B 2 220 lA B 4 0 0 .0 0 5 2m 0 s2
作加速度多边形：
VB21lAB 2 00.05 1ms 取 v作速度 V 多 B3 边 vp形 3b0.72
aB3 a b3' 14ms
方向水平向左
2-10
V B1lA方 B A 向 B
VF1 VF3 VD VC
VCVDVCD VBVCB
VB VC
P→d ⊥CD P→b ⊥CB
VF3 VF1VF3F1
⊥FE ⊥FA ∥AF
pd v ? 1 lAB
?
VCvp c0.4m 5s4 V lC CD D8.7rads，逆
? 1 lAF ? 根据速度 影像法求 V D
3
VF3 lFE
p3f lFE
V
2 F
l FG
? e' a
V
2 FE
l FE
?
5laFF tGf'"lF f'G a 22rasd2
将f"' f'移至 F知5逆时针
2-9
VB1VB2构件 2与构 3在 件 B处形成重合求点 加速度
待求点 B 3 为动点，求 V B 3
VB3 VB2VB3B2
//导路 ⊥AB ⊥导路
aB3aB2arB3B2
pb bc2
c3c2
式中VC3 0
作速度多边形pbc2,然后按速度影象法，作Δbec2∽ΔBEC得 e点，再从e点作ed⊥bc2得d点，则 VE=(pe)μv=26×0.0067=0.1742m/s指向如图。 VD=(pd)μv=34×0.0067=0.2278m/s指向如图
确定 3
3
2
VC 2 B lC 2 B
aC naC t aBaC nBaC t B
C→D ⊥CD B→A C→B ⊥CB
BC CE BE b'c' c'e' b'e'
V
2 C
l CD
?
12 lAB
V
2 CB
l CB
?
求得e΄
aF naF t aEaF nE aF t E
F→G ⊥FG π→e΄ F→E ⊥FE
V
2 F
l FG
? e' a
取 v作速度 V 多 B3 边 vp形 3b0.72
方向水平向左
aB3ab3 ' 1m 4s 方向水平向左
3-3
当滑块 C至左极限和右极限位置时,曲柄与连杆在两共线位置, 曲柄在两位置的极位夹角θ=0,K=1,滑块的压力角在0~αmax 之间变化.
maxarcsbain11.5
sin e 0.2 51.44 7 sin' e 0.16 67' 9.5
求加速度 a B 3
待求点 B 3 为动点，求 V B 3
VB3 VB2VB3B2
aB3aB2arB3B2
//导路 B→A ⊥导路
//导路 ⊥AB ⊥导路
？
1 lAB
？
VB21lAB 2 00.05 1ms
？ 12 lAB ？
a B 2 220 lA B 4 0 0 .0 0 5 2m 0 s2
作加速度多边形：