机械原理习题答案Word下载.docx

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　　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?

　　F?

3n?

2pl?

ph?

3?

2?

1?

　　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。

试绘制其机构运动简图，并计算自由度。

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5与滚子6组成高副。

故

　　解法一：

n?

7pl?

9ph?

2

7?

9?

　　解法二：

8pl?

10ph?

2局部自由度F?

F?

10?

　　题2-3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。

　　题2-4

　　时，可将设备中的

　　４

　　Ａ

　　题2-3

　　2）n?

4ph?

0?

　　题2-4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。

　　题2-5图a所示是为高位截肢的人保持人行走的稳定性。

若以颈骨1试绘制其机构运动简图和计算其

　　运动简图。

1）取比例尺,绘制机构运动如虚线所示。

2）n?

5pl?

7ph?

　　F

　　?

5?

　　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杆组合机构（图中在D处为铰接在

　　题2a、d为齿轮-连杆组合机构；

图b为凸轮-连；

图c为一精压机机构。

并

　　束

　　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

　　数目是否相同？

为什么？

解：

a）n?

4pl?

5ph?

　　b）解法一：

6ph?

6?

8ph?

2虚约束p?

0局部自由度F?

　　c）解法一：

　　o

　　A3E

11pl?

17ph?

0虚约束p?

ph

11?

　　d）n?

6pl?

3

　　齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约

　　单侧接触）将提供1个约束。

　　束，故应为

　　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2-7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）。

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：

　　n?

13pl?

4

　　虚约束：

　　因为AB?

Bc?

cD?

AD，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）

3局部自由度F?

3重复部分中的构件数n?

10低副数pl?

17高副数ph

17?

4p?

　　局部自由度F?

13?

如图2-7（b）

　　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。

）

1）未刹车时，刹车机构的自由度

　　2）闸瓦G、j之一刹紧车轮时，刹车机构的自由度

　　3）闸瓦G、j同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度

　　题2-9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。

楔形

　　1、2相对机架只能

　　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m?

4,为4族平面机构。

pi?

p5?

　　5

m?

i?

p

　　i?

　　i

　　F0?

6n?

ipi?

3将移动副改为圆柱下刨，可减少虚约束。

　　篇三：

机械原理第八版课后练习答案

　　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?

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?

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?

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?

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?

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，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）洗衣绘制机构运动简图

　　2）分析是否能实现设计意图

　　f?

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。

　　2-16试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度

　　（a）f?

f?

1A为复合铰链

　　（b）

（1）图示机构在D处的结构与图2-1所示者一致，经分析知该机构共有7个活动构件，

　　8个低副，2个高副；

因有两个滚子2、4，所以有两个局部自由度，没有虚约束，故机构的自由度为

　　F=3n--F’=3ⅹ7--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

　　F=3n--F’=3×

6--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过程中构件3、5始终垂直，在运动中就会出现卡涩甚至卡死现象，故其对制造精度要求较高。

　　（c）

n=11,p1=17,ph=0,p`=2p1`+ph-3n`=2,F`=0

　　F=3n--F`=3×

11--0=1

　　去掉虚约束后F=3n-=3×

5-=1

　　（d）A、B、c处为复合铰链。

自由度为：

F=3n--F`=3×

6--0=1

　　齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目不同，因为齿轮3、5处只有一个

　　高副，而齿条7与齿轮5在齿的两侧面均保持接触，故为两个高副。

　　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。

当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入，并将空气从阀5中排出，从而形成真空。

试绘制其机构运动简图；

计算其自由度。

　　解取比例尺作机构运动简图如图所示。

4--1=1

　　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

　　所示,大腿弯曲90。

时的机构运动简图，如图中虚线所示。

其自由度为：

5--0=1

　　2-15试绘制图n所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图，井计算自由度。

（1）取比倒尺肌作机构运动简图

（2）计算自由度

12-18图示为一刹车机构。

刹车时，操作杆j向右拉，通过构件2、3、4、5、6使两闸瓦刹住

　　车轮。

未刹车时，刹车机构的自由度

　　2）闸瓦G、j之一剃紧车轮时．刹车机构的自由度