机械原理第八版课后练习答案(西工大版)(孙恒等)_图文.

免费版 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 丨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，n3， p i 4， p h 1， p 0， F 0 故：F 3n (2p lp h 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3）提出修改方案（图 c ）。

运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。

图b)cDCC%EE图 图 clc2)2C4F P i ED C3 252 51 B1图a )图b )多4P h 03n 2 p i P h 解：n 33n 2p i P h 12、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

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 给出了其中两种方案）。

解：n 4， p i 5，P h 1，F3、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。

EP h 1 , C、E复合铰链。

解3-1: n 7, p i 10 , P h 0, F 3n 2 p l解3-2: n 8 , p l 11 , p h 1 , F 3n 2 P i P h 1，局部自由度43-2解 3-3： n 9, p l 12 , p h 2, F 3n 2p ] p h 1解：n 10, p l 15, p h 0解：n 11 , P i 17 , P h 0N4、试计算图示精压机的自由度p 2P iP h3n 2 5 0 3 3 1 p 2P i P h 3n 2 10 3 6 2FFF 3n (2p i P h p) F F 3n (2p i P h P ) F310(2 15 0 1) 0 1 311(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。

孙恒机械原理第八版第九章课后答案
1.若截面积S为恒定，则管道流量Q与流速V之间的关系不是
A.Q∝V
B.Q∝V2
C.Q∝V3
D.Q∝1/V
答案：D
2.几何轴心力的概念不包括
A.额定轴心力
B.最大轴心力
C.均衡轴心力
D.平均轴心力
答案：A
3.一个实心圆柱轴的一端旋转速度为1000 r/min，有效长度为200 mm,则其表面速度是
A.12.6m/s
B.16.7m/s
C.25.1m/s
D.31.4m/s
答案：B
4.同温压工艺中有一窄带阀门，该带阀门间隙h可由
A.温度
B.压力
C.厚度
D.宽度
答案：C
5.下列加工工艺中，不具有金属热处理功能的是
A.热镦
B.热拉深
C.冷镦
D.热穿孔
答案：D
6.等温截面中，流体的含热量是
A.恒定
B.增加
C.减少
D.随流速变化
答案：A
7.若两物体间的摩擦因素μ<1，则这两物体之间的
A.连接松
B.连接紧
C.连接不定
D.连接牢固
答案：B
8.若F1、F2为两台柴油机的轴功率，可以用下列公式表示
A.F1＋F2
B.F1－F2
C.F1/F2
D.F1×F2
答案：D
9.曲柄连杆机构中，当有摩擦的时候，转动惯量
A.增加
B.不变
C.减少
D.先增大后减小
答案：B
10.若液压系统的口径和行程不变，则压力
A.增大
B.不变
C.减小
D.相等。

第2章 机构的结构分析(P29)2-12：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。

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。

故解法一：7=n 9=l p 2=h p12927323=-⨯-⨯=--=h l p p n F解法二：8=n 10=l p 2=h p 局部自由度1='F11210283)2(3=--⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l(P30) 2-17：试计算如图所示各机构的自由度。

图a 、d 为齿轮-连杆组合机构；图b 为凸轮-连杆组合机构（图中在D 处为铰接在一起的两个滑块）；图c 为一精压机机构。

并问在图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束数目是否相同？为什么？解： a) 4=n 5=l p 1=h p11524323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fb) 5=n 6=l p 2=h p12625323=-⨯-⨯=--=h l p p n F12625323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fc) 5=n 7=l p 0=h p10725323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fd) 6=n 7=l p 3=h p13726323=-⨯-⨯=--=h l p p n F(C 可看做是转块和导块,有1个移动副和1个转动副)齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约束，故应为单侧接触）将提供1个约束。

<机械原理>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?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，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?答：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?答：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?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。

2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(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，以达到冲压的目的。

<机械原理>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，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答：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，应注意哪些事项答：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。

2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(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：不合理∵，可改为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）解： A为复合铰链（b）解：（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(注意移动副F与F’，E与E’均只算作一个移动副)，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- (2p l+p h- p’)- F’=3ⅹ7- (2ⅹ8+2-0)- 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。

第三章 机械零件的强度p45习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。

如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。

.免费版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 ，p l 4 ， p h1， p 0 ，F0故： F 3n (2 p l p h p ) F 3 3 (2 4 1 0) 00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）.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 ，p l 4 ， p h0 ， F 3n 2 p l p h1图 b）解： n 4 ，p l 5 ， p h1， F 3n 2 p l p h13、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3－ 1解 3－ 1：n7 ，p l10 ， p h0 ， F 3n 2 p l p h 1 ，C、E复合铰链。

3－ 2解 3－ 2：n8 ，p l11 ， p h1， F3n 2 p l p h 1，局部自由度3－ 3解 3－ 3：n9 ，p l12 ， p h 2 ， F 3n 2 p l p h14、试计算图示精压机的自由度n 10 p15 p0n11 p17 p. p 2 p l p h 3n 2 5 0 3 3 1p2p l p h 3n 2 10 3 62 F 0F0F 3n ( 2p l p h p ) F F 3n (2 p l p h p )F3 10 (215 0 1) 0 1311 (217 0 2) 01（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。

第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-ζ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N ζζN M P a 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N ζζN M P a 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N ζζN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s ζ，MPa 1701=-ζ，2.0=ζΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。

[解] )170,0('A )0,260(C 012ζζζΦζ-=- ζΦζζ+=∴-121M P a 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-ζΦζζ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。

如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=αζ，查附图3-1得78.0≈ζq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=ζζζq查附图3-2，得75.0=ζε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=ζβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q ζζζζββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =ζ，应力幅MPa 20a =ζ，试分别按①C r =②C ζ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。

免费版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）取比例尺丨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，n3，p i 4，p h 1，p 0，F 0故：F 3n (2p l p h 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）。

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，图给出了其中两种方案）。

DCE) %£E图cl）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，p i 4，P h 0，F 3n 2p i P h 1 Array图b）解: n 4， p i 5，P h 1，F 3n 2 p i P h3、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。

解3—1: n 7, p l10, p h 0, F 3n解3-2：n 8, p l 11 , P h 1 , F 3n2P i解3-3：n 9, p l 12 , P h 2, F 3n 2P] p h 1N 4、试计算图示精压机的自由度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2）取构件AB 为原动件时 机构的基本杆组图为此机构为n 级机构3）取构件EG为原动件时 此机构的基本杆组图为解：n 10, P i 15, P h 0p 2p i p h 3n 2 5 0 3 3F 0F 3n (2p i P h P) F3 10 （2 15 0 1） 0 1 （其中E 、D 及H 均为复合铰链）解:n 11 , P i 17 , P h 01p 2p i p h 3n 2 10 3 6 2FF 3n (2P iP h P) F3 11 (2 仃 0 2) 0 1（其中C 、F 、K 均为复合铰链）F 3n (2p i p h p ) F 3 7 2 10 1此机构为川级机构平面机构的运动分析1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号R j直接标注在图上）2、在图a 所示的四杆机构中，I AB =60mm , l CD=90mm , l AD= l BC=120mm ,2=10rad/s，试用瞬心法求：1）当=165时，点C的速度V C；2）当=165时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及其速度的大小；3）当V c=O时，角之值（有两个解）。