机械原理(西北工大第7版)12章习题

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。

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,首先要计算机构的自由度。

尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F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。

(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)。

讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（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。

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。

机械原理孙恒课后答案机械原理孙恒课后答案【篇一：机械原理(第七版) 孙桓主编第7章】ss=txt>1.设某机器的等效转动惯量为常数，则该机器作匀速稳定运转的条件是，作变速稳定运转的条件是。

2.机器中安装飞轮的原因，一般是为了，同时还可获得的效果。

3.在机器的稳定运转时期，机器主轴的转速可有两种不同情况，即稳定运转，在前一种情况，机器主轴速度是，在后一种情况，机器主轴速度是。

4.机器中安装飞轮的目的是和。

7.机器等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转化的，因而它的数值除了与各构件本身的质量（转动惯量)有关外，还与。

8.机器等效动力学模型中的等效力(矩)是根据则进行转化的，等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转化的。

9.机器等效动力模型中的等效力(矩)是根据的原则进行转化的，因而它的数值除了与原作用力(矩)的大小有关外，还与有关。

10.若机器处于起动(开车)阶段，则机器的功能关系应是，机器主轴转速的变化情况将是。

11.若机器处于停车阶段，则机器的功能关系应是，机器主轴转速的变化情况将是。

12.用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯量将越，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在轴上。

13.当机器运转时，由于负荷发生变化使机器原来的能量平衡关系遭到破坏，引起机器运转速度的变化，称为，为了重新达到稳定运转，需要采用来调节。

14.在机器稳定运转的一个运动循环中，运动构件的重力作功等于因为。

15.机器运转时的速度波动有速度波动两种，前者采用，后者采用进行调节。

16.若机器处于变速稳定运转时期，机器的功能特征应有，它的运动特征是。

17.当机器中仅包含机构时，等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是常量，若机器中包含机构时，等效质量(转动惯量)是机构位置的函数。

18.设作用于机器从动件上的外力(矩)为常量，且当机器中仅包含机构时，等效到主动件上的等效动力学模型中的等效力(矩)亦是常量，若机器中包含机构时，等效力(矩)将是机构位置的函数。

第7章课后习题参考答案7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么?7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节?答: 当作用在机械上的驱动力（力矩)周期性变化时，机械的速度会周期性波动。

机械的速度波动不仅影响机械的工作质量，而且会影响机械的效率和寿命。

调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。

7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么?答： 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化．就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮轴的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，机械运转速度减慢．飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。

非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。

当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，机械就会越转越快或越转越慢．而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况，起不到调速的作用，所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。

7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用?解： 因为安装飞轮后，飞轮起到一个能量储存器的作用，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。

对于锻压机械来说，在一个工作周期中，工作时间很短．而峰值载荷很大。

安装飞轮后．可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，达到节能的目的，因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。

7—5由式J F =△W max ／(ωm 2 [δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)?答：①当△W max 与ωm 一定时，若[δ]下降，则J F 增加。

所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。

②由于J F 不可能为无穷大，若△W max ≠0，则[δ]不可能为零，即安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是幅度有所减小而已。

机械原理课后习题答案（顺序有点乱，不过不影响）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。

第二章 机构的结构分析题2-11 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。

解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。

(图2-11a)2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。

尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F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。

(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。

(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。

(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2-11d)。

题2-11讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（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2-12 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。

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结构分析F＝3n2plph＝3×2×1＝034F=3n?=3×4?=174385291-1’F=3n??F’=3×8??1=1篇二：机械原理第七版西北工业大学习题答案.doc第二章平面机构的结构分析题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。

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?1F?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。

第12章其他常用机构12-1棘轮机构除常用来实现间歇运动的功能外，还常用来实现什么功能？答：棘轮机构除了常用的间歇运动功能外，还能实现制动、进给、转位、分度、趙越运动等功能。

12-2某牛头刨床送进丝杠的导程为6mm,要求设计一棘轮机构，使每次送进呈可在0.2〜之间作有 级调整(共6级)。

设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆来推动，试绘出机构运动简图，并作必姜的计算 和说明。

解：牛头刨床送进机构的运动简图如图12-1所示，牛头刨床的横向进给是通过齿轮1、2,曲衲摇杆机构2、 3、4,練轮机构4、5、7来使与棘轮固连的丝杠6作间歇转动，从而使牛头刨床工作台实现横向间接进给。

通过 改变曲柄长度刃的大小可以改变进给的大小。

当棘爪7处于图示状态时，棘轮5沿逆时针方向作间歇进给运 动。

若将棘爪7拔出绕自身轴线转180°后再放下•由于棘爪工作面的改变.棘轮将改为沿顺时针方向间接进给。

G=^X360° = 12°O棘轮的齿数为360° 360° “0 12°设牛头刨床横向进给的初始位置如图12-1 (a)所示，则曲柄摇杆机构0。

2皿的极限位置为初始位置左右 转0/2,其中0为摇杆的摆角，极限位置如图12-1 (b)所示。

半-次进给量为0.2mm 时，帀为虽短，即得棘轮最小转角.2久 2穴 rac0 =〒仏二石".2 = 72。

每次送进量的调整方法：① 采用隐蔽棘轮罩来实现送进駅的调格：② 通过改变棘爪摆角來实现送进就的调整。

当一次进给虽为\.2tnm 时 即得棘轮最人转角当进给最为0.2/n/n 时，棘轮每次转过的角度为=—x0.2 = 6图(a)中所示，三个楝爪尖在練轮齿圈上的位置相互磅个齿風图(b)中所示，三个棘爪尖在練轮齿圈上的位買相互差I个齿距。

(a) (b)图12-212-4当电钟电压不足时，为什么步进式电钟的秒针只在原地震荡，而不能作整周回转？答：如图12-3所示为用于电钟的棘轮机构。

机械原理1.传动用丝杠的螺纹牙形选（）。

A.三角形牙B.矩形牙C.三角形和矩形牙均可答案:B2.汽车轮胎一般应进行（）。

A.静平衡B.动平衡C.不需平衡D.现场平衡答案:B3.对于单自由度的机构系统，假想用一个移动构件等效时，其等效质量按等效前后（）相等的条件进行计算。

A.动能B.瞬时功率C.转动惯量D.质量答案:A4.一台机器空运转，对外不作功，这时机器的效率（）。

C.等于零D.大小不一定答案:C5.（）盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。

A.摆动尖顶推杆B.直动滚子推杆C.直动平底推杆D.摆动滚子推杆答案:C6.渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数zv=（）。

A.B.C.答案:A7.间歇运动机构中，（）有刚性冲击，只适用于低速的场合。

A.凸轮式间歇运动机构B.槽轮机构答案:C8.（）具有高的定位精度，机构结构紧凑，是当前被公认的一种较理想的高速高精度的分度机构。

A.凸轮式间歇运动机构B.槽轮机构C.棘轮机构D.不完全齿轮机构答案:A9.曲柄为原动件的曲柄摇杆机构，若知摇杆的行程速度比系数K=1.5，那么极位夹角θ等于（）。

A.18°B.-18°C.36°D.72°答案:C10.平行四杆机构中，是否存在死点，取决于（）是否与连杆共线。

A.主动件B.从动件C.机架D.摇杆答案:B11.一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度是（）变化的。

A.由小到大逐渐B.由大到小逐渐C.由小到大再到小逐渐D.始终保持定值答案:C12.复合轮系中一定含一个（）。

A.周转轮系B.行星轮系C.差动轮系答案:A13.速度瞬心是机构上速度为零的点。

（）答案:错误14.平面摩擦的自锁条件是压力角大于摩擦角。

（）答案:错误15.平面摩擦的总反力方向恒与运动方向成一钝角。

（）答案:正确16.执行构件所受的生产阻力可以是常数，或是速度、时间、位置的函数。

（）答案:正确17.对心曲柄滑块机构中，若曲柄为主动件，则滑块的行程速比系数一定大于1。

第二章平面机构的结构分析题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。

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,首先要计算机构的自由度。

尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F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。

(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)。

11(c)题2-1(d)54364(a)5325215436426(b)321讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（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。

机械原理（西⼯⼤第七版）习题册答案1——7章题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。

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,⾸先要计算机构的⾃由度。

尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为⼀个活动件，故3=n 3=l p 1=h p01423323=-?-?=--=h l p p n F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。

(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)。

讨论：增加机构⾃由度的⽅法⼀般是在适当位置上添加⼀个构件（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。

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。

机械原理第七版习题答案机械原理是一门研究机械系统运动学和动力学的学科，它涉及到机械设计、制造和运行的基本原理。

第七版的《机械原理》习题答案涵盖了从基础概念到复杂应用的一系列问题，以下是一些习题的解答示例：1. 习题一：描述平面四杆机构的运动学分析。

解答：平面四杆机构的运动学分析通常包括确定机构的运动范围、速度和加速度。

首先，需要确定机构的类型，如双曲柄机构或曲柄摇杆机构。

然后，根据机构的几何参数，如杆长和连杆长度，使用运动学方程来计算各个杆件的位置、速度和加速度。

2. 习题二：计算一个简单齿轮传动系统的传动比。

解答：传动比是输入齿轮和输出齿轮转速的比值。

对于简单的齿轮传动系统，传动比可以通过以下公式计算：\[ \text{传动比} =\frac{\text{输入齿轮齿数}}{\text{输出齿轮齿数}} \]。

3. 习题三：说明如何确定一个机械系统中的惯性力和惯性力矩。

解答：在机械系统中，当系统加速或减速时，会产生惯性力。

惯性力可以通过牛顿第二定律计算：\[ F = m \cdot a \]，其中\( m \)是质量，\( a \)是加速度。

惯性力矩则由以下公式给出：\[ \tau =r \cdot F \]，其中\( r \)是从旋转轴到力作用点的距离。

4. 习题四：描述如何使用图解法来分析凸轮-从动件系统。

解答：图解法是分析凸轮-从动件系统的一种直观方法。

首先，绘制凸轮的轮廓曲线，然后根据凸轮的旋转角度确定从动件的位置。

通过凸轮轮廓曲线和从动件的位移关系，可以绘制出从动件的位移-时间图，进而分析系统的动态特性。

5. 习题五：解释静平衡和动平衡的区别。

解答：静平衡是指在没有运动的情况下，机械系统中所有力的矢量和为零，所有力矩的矢量和也为零。

而动平衡是指在机械系统运动时，通过调整质量分布或使用平衡装置，使得旋转部件产生的力和力矩在任何位置都相互抵消，从而减少振动。

6. 习题六：计算一个带有弹簧的机械系统的自然频率。

机械原理习题选解武秀东2007年6月教材：普通高等教育“十五”国家级规划教材机械原理（第七版）西北工业大学机械原理及机械零件教研室编孙桓陈作模葛文杰主编高等教育出版社本教材第四版曾获全国第二届高等学校优秀教材优秀奖本教材第五版曾获教育部科技进步奖二等奖第二章机构的结构分析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（要求用机构示意图表示出来）。

解⑴分析：绘制机构运动简图沿着运动传递的路线，根据各个活动构件参与构成运动副的情况（两构件组成的运动副的类型，取决于两构件之间的相对运动关系），确定表示各个构件的符号，再将各个构件符号连接起来，就得到机构运动简图（或机构示意图）。

构件2：与机架5构成转动副A；与构件3构成凸轮高副。

所以构件2的符号为图a)。

构件3：与构件2构成凸轮高副；与机架5构成转动副；与机架4构成转动副。

所以构件3的符号为图b)。

构件4：与机架3构成转动副；与机架5构成移动副。

所以构件4的符号为图c)或图d)。

将这些构件符号依次连接起来，就得到机构运动简图，如题2-11答图a)或b)所示。

机构运动简图，如题2-11答图a)或b)所示。

题2-11图图a) 图b) 图c)⑵分析：是否能实现设计意图在机构的结构分析中判断该方案否能实现设计意图，应该从以下两点考虑：①机构自由度是否大于零；②机构原动件的数目是否等于机构自由度的数目。

因此，必须计算该机构的自由度F=3n-(2p L +p H )=3×3-(2×4+1)=0。

因为机构的自由度为 F=3n-(2p L +p H )=3×3-(2×4+1)=0 可知，该机构不能运动，不能实现设计意图。

⑶分析修改方案因为原动件的数目为1，所以修改的思路为：将机构的自由度由0变为1。