机械原理习题答案.docx

1、机械原理习题答案机械原理习题答案 篇一：机械原理_课后习题答案第七版 机械原理作业题解 第二章 机构的构造分析 F3n2plph 3 2 1 0 34 F = 3n ? (2pl + ph )= 3 4 ? (2 5 + 1) = 1 7 4 3 8 5 2 9 1-1 F = 3n ?(2pl + ph ? p) ? F= 3 8 ? (2 10 + 2 ? 0) ?1 = 1 篇二：机械原理第七版西北工业大学习题答案(特别全答案详解).doc 第二章 平面机构的构造分析 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

2、杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以到达冲压的目的。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?3 pl?3 ph?1 F?3n?2pl?ph?3?3?2?4?1?0 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

3、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)。 (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2-1d)。 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

4、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。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(槽)5与滚子6组成高副。故 解法一：n?7 pl?9ph?2 F?3n?2pl?ph

5、?3?7?2?9?2?1 解法二：n?8 pl?10 ph?2 局部自由度 F?1 F?3n?(2pl?ph?p?)?F?3?8?2?10?2?1?1 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 解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图题2-3所示) 题2-3 2) n?3 pl?4 ph?0 F?

6、3n?2pl?ph?3?3?2?4?0?1 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。 解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图2-4所示) 2) n?7 pl?10 ph?0 F?3n?2pl?ph?3?7?2?10?0?1 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。 解：1)取比例尺,绘制机构运动如虚线所示。(如图2-5所示) 2) n?5 pl?7 ph?0 F ?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1 所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能 为机架，

7、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 数目是否一样？为什么？ 解： a) n?4 pl?5ph?1 F?3n?2pl?ph?3?4?2?5?1?1 b) 解法一：n?5 pl?6ph?2 F?3n?2pl?ph?3?5?2?6?2?1 解法二：n?7 pl?8ph?2 虚约束p?0 局部自由度 F?2 F?3n?(2pl?ph?p?)?F?3?7?(2?8?2?0)?2?1

8、 c) 解法一：n?5 pl?7ph?0 F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1 O A3E (b) 解法二：n?11 pl?17ph?0 ?3n?2?10?0?3?6?2 局部自由度 F?0 虚约束p?2pl?ph F?3n?(2pl?ph?p?)?F?3?11?(2?17?0?2)?0?1 d) n?6 pl?7ph?3 F?3n?2pl?ph?3?6?2?7?3?1 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

9、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）。 解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图2-7(b)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?13 pl?17ph?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、

10、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 ?3n?2?17?3?3?10?3?4 p?2pl?ph 局部自由度 F?4 F?3n?(2pl?ph?p?)?F?3?13?(2?17?4?4)?4?1 解法二：如图2-7（b） 局部自由度 F?1 F?3n?(2pl?ph?p?)?F?3?3?(2?3?1?0)?1?1 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

11、。） 解：1)未刹车时，刹车机构的自由度 n?6 pl?8ph?0 F?3n?2pl?ph?3?6?2?8?0?2 2)闸瓦G、J之一刹紧车轮时，刹车机构的自由度 n?5 pl?7ph?0 F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1 3)闸瓦G、J同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度 n?4 pl?6ph?0 F?3n?2pl?ph?3?4?2?6?0?0 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。 解：(a)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?3 5

12、F?6?m?n? ?i?m?p i?m?1 i ?6?4?2?5?4?3?1 F0?6n?ipi?6?2?5?3?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(西工大版) 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?运动副是如何开展分类的? 答：参考教材57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，可开展运动分析，而且也可用来开展动力分析。 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

13、1213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1517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1819页。 2-8 为何要对平面高副机构开展“高副低代?“高副低代”应满

14、足的条件是什么? 答：参考教材2021页。 2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的以下常用装置(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，以到达冲压的目的。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。 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 解： f?3?3?2?4?1?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： 2-16试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度 （a） f?3?8?2?10?2?1?1 解： f?3?4?2?5?1?1 A为复合铰链 （b） 解：（1） 图示机构在D处的构造与图2-1所示者一致，