最新试题库含答案机械原理习题答案新0.docx
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最新试题库含答案机械原理习题答案新0
机械原理习题答案新
：
篇一：
机械原理习题答案新
第二章机构的结构分析
2－1.计算下列各机构的自由度。
注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。
题图１－４c所示机构，导路ＡＤ⊥ＡＣ、ＢＣ＝ＣＤ／２＝ＡＢ。
该机构可有多种实际用途，可用于椭圆仪，准确的直线轨迹产生器，或作为压缩机或机动马达等。
题图１－４d为一大功率液压动力机。
其中ＡＢ＝Ａ｀Ｂ｀，ＢＣ＝Ｂ｀Ｃ｀，ＣＤ＝Ｃ｀Ｄ｀，ＣＥ＝Ｃ｀Ｅ｀，且Ｅ、Ｅ｀处于滑块移动轴线的对称位置。
答
c）为轨迹重合虚约束，可认为ＡＢ杆或滑块之一构成虚约束。
Ｆ＝３×３－２×４＝１;
d）对称的上部分或下部分构成虚约束。
Ｆ＝３×５－２×７＝１.
2－2．试计算下列机构的自由度,如有局部自由度、虚约束或复合铰链，请指出。
e）
答案：
a）Ｆ＝３×７－２×１０＝１．注意其中的Ｃ、Ｇ、Ｄ、Ｈ点并不是复合铰链。
b）Ｆ＝３×５－２×７＝１
C）Ｆ＝３×７－２×１０＝１其中Ｃ点为复合铰链，分别由2、３、４构件在Ｃ点构成复合铰。
d）Ｆ＝３×３－２×３－２＝１或者Ｆ＝３×５－２×５－２－２＝１
其中Ｂ、Ｄ处的磙子具有局部自由度。
2-3试计算如图所示各平面高副机构的自由度,如有局部自由度、虚约束或复合铰链，请指出。
第三章平面连杆机构及其分析与设计
3－1．试求题图所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置．
答案：
瞬心P12在A点瞬心P23、P24均在B点
瞬心P34在C点P14、P13均在垂直导路的无
瞬心P23、P13均在B点穷远处
瞬心P14、P24均在D点
3-5在图示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比?
1/?
3。
答案：
此题关键是找到相对瞬心Ｐ13．
3-6在图示凸轮机构中，已知r
以角速度?
1?
50mm，lOA?
22mm，lAC?
80mm，?
1?
90?
，凸轮，凸轮?
10rad/s逆时针方向转动。
试用瞬心法求从动件2的角速度?
2。
答案：
找到１，２构件的相对瞬心Ｐ12即有：
ω1×AP12＝ω2×CP12……①现在的关键是求出AP12的值。
设AP12为x，则OP12＝（222＋x2）1/2
BP12＝５０＋（222
＋x2）1/2，CP12＝80＋x
△P12AO∽△P12BC则有：
x／［５０＋（222＋x2）1/2］＝（222＋x2）1/2/（80＋x）
求解出x＝37.4由①式可得：
ω2＝ω1×AP12／CP12＝4.675rad/m
第六章
６-２．题图６-２所示的盘形转子中，有４个不平衡质量，它们的大小及其质心到回转轴的距离分别为：
m1=10kg，r1=100mm，m2=8kg，r2=150mm，m3=7kg，r3=200mm，m4=5kg，r4=100mm．试对该转子进行平衡设计．
答案：
各质径积的大小分别为：
m1r1=1000kg·mm
m2r
2=1200kg·mm
m3r3=1400kg·mmm4r4=500kg·mm
现取１：
２０作出质径积的向量多边形，以平衡质径积mere构成封闭的向量多边形．
从上面的向量多边形中可知：
平衡质径积大小mere＝40×20=800kg/mm，
方向与x向成60o角．欲平衡有２种方法：
在mere方向配质量，若在re＝100mm，则me＝8kg；
可在mere反方向挖去一块，使其径积为800kg/mm．
6-3．题图６-３所示为一均匀圆盘转子，工艺要求在圆盘上钻４个圆孔，圆孔直径及孔心到转轴O的距离分别为：
d1=40mm，r1=120mm，d2=60mm，r2=100mm，d3=50mm，r3=110mm，d4=70mm，r4=90mm，方位如图．试对该转子进行平衡设计．
设单位面积的质量为１，其４个孔的质径比分别为：
m1r1=π（d1/2）2120=48000π；m2r2=π（d2/2）2100=90000π
m3r3=π（d3/2）2110=68750π；m4r4=π（d4/2）290=108450π
现取１：
２０００π作向量多边形：
从向量图中可知：
mere=43×２０００π=86000π
若在半径re=100mm且与x轴正向成θ＝46o的位置上．挖圆孔的直径d5=（3440）1/2mm即可平衡．
6-4在图示的转子中，已知各偏心质量m1=10kg，m2=15kg，m3=20kg，m4=10kg；它们的回转半径分别为r1=300mm，r2=r4=150mm，r3=100mm，又知各偏心质量所在的回转平面间的距离为l1=l2=l3=200mm，各偏心质量间的方位角为?
1?
120，?
2?
60，?
3?
90，?
4?
30。
若置于平衡基面I及II中的平衡质量mI和mII的回转半径均为400mm，试求mI及mII的大小和方位。
?
?
?
?
６-５．题图６-５所示曲柄摇杆机构中，已知各构件：
l1=75mm，l2=300mm，l3=150mm；各杆的质量为m1=0．3kg，m2=0．6kg，m3=0．9kg，其质心位置lAS1=25mm，lBS2=100mm，lBS3=100mm．
１）试用质量静替代法将各杆质量替代到A，B，C，D四点；
２）若在曲柄，摇杆上加平衡质量me1及me3使机构惯性力平衡，当取平衡质量的回转半径为re1=re3=75mm时，me1，me3各为多少？
答案：
１）m1用Ａ，Ｂ两点替代m2用B，C两点替代
AS1=50×0．3/75=0．2kg
mBS1=25×0．3/75=0．1kg
m3用CD两点替代CS3=100×0．9/150=0．6kg
mDS3=50×0．9/150=0．3kg
∴mAAS1=0．2kg
mB=mBS1mBS2＝０．5kg
mC=mCS2＋mCS3＝０．8kg
mD=mDS2=0．3kg
2）me1×re1=mB×lABe1=0．5×75/75=0．5kg
me3×re3=mC×lCDe3=0．8×150/75=16kg
６-６．在题图６-６所示曲柄滑块机构中，已知各杆长度：
lAB=100mm，lBC=300mm；曲柄和连杆的质心S1，S2的位置分别为lAS1=100mm=lAS2，滑块３的质量m3=0．4kg，试求曲柄滑块机构惯性完全平衡时的曲柄质量m1和连杆质量m2的大小．
答案：
m2×lBC=m3×lBS2m2=m3×lBS2/lBC=0．133kg
mB=m2+m3=0．533kg
m1×lAB=mB×lAS11=0．533kg
第八章
8－1．已知图所示铰链四杆机构ABCD中，lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，取ＡＤ为机架．１）如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求lAB的取值范围；
２）如果该机构能成为双曲柄杆构，求lAB的取值范围；
３）如果该机构能成为双摇杆机构，求lAB的取值范围．
答案：
1）该机为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，则AB应为最短杆。
其中已知BC杆为最长杆50。
∴lAB+lBC≤lAD+lCD
∴lAB≤15
2）该机构欲成为双曲柄机构，同样应满足曲柄存在的条件，且应以最短杆为机架。
现AD为机架，则只能最短杆即为AD＝３０，则最长杆可能为BC杆，也可能是AB杆。
１）若AB杆为最长杆：
lAD+lAB≤lBC+lCD
∴lAB≤55即５０＜lAB＜５５
２）若ＢＣ杆为最长杆：
lAB+lBC≤lAB+lCD
∴lAB≤45即４５≤lAB＜５０
∴若该机构为双曲柄机构，则ＡＢ杆杆长的取值范围为：
45≤lAB≤50
３）欲使该机构为双摇杆机构，则最短杆与最长杆之和应大于另外二杆之和。
现在的关键是谁是最短、最长杆？
1）若AB杆最短，则最长杆为BC：
∴lAB+lBC＞lCD+lAD
∴lAB＞15
2）若AD杆最短，BC杆最长：
lAD+lAB＞lBC+lCD
∴lAB＜45
AB杆最长：
lAD+lAB＞lBC+lCDlAB＞55
lAB＜lAD+lCD+lBClAB＜115
综上分析：
AB杆的取值为：
15＜lAB＜45或者55＜lAB＜115
8-3．已知两连架杆的三组对应位置如题图所示为：
φ1＝60o，ψ1＝30o，φ2＝90o，ψ2＝50o，φ3＝120o，ψ3＝80o，若取机架ＡＤ长度lAD=100mm，lCD=100mm，试用图解法计算此铰链四杆机构各杆长度。
篇二：
机械原理习题集全答案
平面机构的结构分析
1、如图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，n?
3，pl?
4，ph?
1，p?
?
0，F?
?
0故：
F?
3n?
（2pl?
ph?
p?
）?
F?
?
3?
3?
（2?
4?
1?
0）?
0?
0
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）。
评语任课教师日期
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：
n?
3，pl?
4，ph?
0，F?
3n?
2pl?
ph?
1
图b）
解：
n?
4，pl?
5，ph?
1，F?
3n?
2pl?
ph?
1
评语任课教师日期
3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1
解3－1：
n?
7，pl?
10，ph?
0，F?
3n?
2pl?
ph?
1，C、E复合铰链。
3－2
解3－2：
n?
8，pl?
11，ph?
1，F?
3n?
2pl?
ph?
1，局部自由度
评语任课教师日期
3－3解3－3：
n?
9，pl?
12，ph?
2，F
?
3n?
2pl?
ph?
1
4、试计算图示精压机的自由度
评语任课教师日期
解：
n?
10，pl?
15，ph?
0解：
n?
11，pl?
17，ph?
0
p?
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3?
10?
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15?
0?
1）?
0?
1?
3?
11?
（2?
17?
0?
2）?
0?
1
（其中E、D及H均为复合铰链）（其中C、F、K均为复合铰链）
5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
又如在该机构中改选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1）计算此机构的自由度
F?
3n?
（2pl?
ph?
p?
）?
F?
?
3?
7?
2?
10?
1
2）取构件AB为原动件时机构的基本杆组图为
此机构为Ⅱ级机构
3）取构件EG为原动件时此机构的基本杆组图为
评语任课教师日期
篇三：
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。
1
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-（2Pl+Ph–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。
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。
（1）试绘制其机构运动简图；
（2）计算其自由度。
解：
（1）取比例尺作机构运动简图如图所示。
（2）F=3n-（2p1+ph-p’）-F’=3×4-（2×4+0-0）-1=1
2-14解：
1）绘制机构运动简图
1）绘制机构运动简图
F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×5-（2×7+0-0）-0=12）弯曲90o时的机构运动简图
※2-15试绘制所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图（以手掌8作为相对固定的机架），井计算
2
自由度。
2-17
计算如图所示各机构的自由度。
解：
（1）取比倒尺肌作机构运动简图；
（2）计算自由度F?
3?
7?
2?
10?
1
（a）F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×4-（2×5+1-0）-0=1（A处为复合铰链）（b）F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×7-（2×8+2-0）-2=1（2、4处存在局部自由度）
（c）p’=（2Pl’+Ph’）-3n’=2×10+0-3×6=2,F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×11-（2×17+0-2）-0=1（C、F、K处存在复合铰链，重复部分引入虚约束）
※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台板1’和括动台板5’上．两者在D处铰接，使活动台板能相对于固定台极转动。
又通过件1，2，3，4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽连接使活动台板实现收放动作。
在图示位置时，虽在活动台板上放有较重的重物．活动台板也不会自动收起，必须沿箭头方向推动件2，使铰链B，D重合时．活动台板才可收起（如图中双点划线所示）。
现已知机构尺寸lAB=lAD=90mm；lBC=lCD=25mm，其余尺寸见图。
试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。
解：
F=3n-（2p1+pb-p’）-F’=3×5-（2×6+1-0）-1=1
2-23图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
有如在该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同。
3
解：
1）计算自由度
F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×7-（2×10+0-0）-0=1
2）拆组
3）EG为原动件，拆组
II级组
II级组
II级组
III级组
2-24试计算如图所示平面高副机构的自由度,并在高副低代后分析组成该机构的基本杆组。
1、
解：
1）计算自由度
F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×5-（2×6+1-0）-1=1
2）从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副（如图2所示）3）高副低代（如图3所示）4）拆组（如图4所示）
2、
4
解：
1）计算自由度
F=3n-（2Pl+Ph–p’）-F’=3×-（2×9+1-0）-1=1
2）从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副（如图b所示）3）高副低代（如图c所示）4）拆组（如图d所示）
第三章
3—1何谓速度瞬心?
相对瞬心与绝对瞬心有何异同点?
答：
参考教材30~31页。
3—2何谓三心定理?
何种情况下的瞬心需用三心定理来确定?
答：
参考教材31页。
※3-3机构中，设已知构件的尺寸及点B的速度vB（即速度矢量pb），试作出各机构在图示位置时的速度多边形。
※3-4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?
怍出相应的机构位置图。
并思考下列问题。
（1）什么条件下存在氏加速度?
（2）根椐上一条．请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否已全部找出。
（3）图（a）中，akB2B3=2ω2vB2B3对吗?
为什么。
解：
（1）图（a）存在哥氏加速度，图（b）不存在。
（2）由于akB2B3==2ω2vB2B3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。
（3）对。
因为ω3≡ω2。
3-5在图示的曲柄滑块机构中，已知lAB?
30mm,lAC?
100mm,lBD?
50mm,lDE?
40mm，曲柄以等角速度?
1?
10rad/s回转，试用图解法求机构在?
1?
45?
位置时，点D、E的速度和加速度以及构件2的角速
度和角加速度。
5
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