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《机械原理》第八版课后习题答案

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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。

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。

第3章 平面机构的运动分析(P50) 3-8：在图示的凸轮机构中，已知凸抡1以等角速度s rad 101=ω转动，凸轮为一偏心圆，其半径︒====90,50,15,251ϕmm l mm l mm R AD AB ，试用图解法求构件2的角速度2ω与角加速度2α 。

解：1) 高副低代，以选定比例尺,绘制机构运动简图。

(图3-8 )2) 速度分析：图3-6（b ）s m l v v AB B B 15.0015.010114=⨯===ω 取B 4、、B 2为重合点。

速度方程：4242B B B B v v v += 速度多边形如图3-8(b)s m pb v V B 1175.05.23005.022=⨯==μ sm b b v V B B 16.032005.02442=⨯==μs l pb l v BD v BD B 129.2400125.01175.0222=⨯===μω 转向逆时针Bω11ACD 234ω2α2b 2bp′4′图3-8(b)(c)3）加速度分析：图3-8（c ）rB B K B B B t B n B a a a a a 4242422++=+2221145.1015.0101s m l a a AB n B n B =⨯===ω122222D2.290.00125410.269n B B a l m s ω==⨯⨯= 242242732.016.029.222s m v a B B k B B =⨯⨯==ω22222136.94100125.01204.0s BD b b l a l a BD tB =⨯⨯='''==μμα 转向顺时针。

(P51) 3-11：试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置，并给出连杆上E 点的速度方向。

(E 点的速度方向:找到固连E 点构件的绝对瞬心位置，连接该绝对瞬心和E 点，过E 点做垂线即是E 点的速度方向)（a ）（b ）（c）（d）(P51) 3-15：在图所示的牛头刨床机构中，h=800mm ，h 1=360mm ，h 2=120mm ，AB l =200mm ，CD l =960mm ，DE l =160mm ，设曲柄以等角速度ω1=5rad/s 逆时针方向回转，试用图解法求机构在φ1=135°位置时，刨头上点C 的速度C v 。

解： 选定比例尺,mm mAB l AB l 001.01212.0===μ 绘制机构运动简图。

如图(a) 解法一：速度分析：先确定构件3的绝对瞬心P 36，利用瞬心多边形，如图（b ）由构件3、5、6组成的三角形中，瞬心P 36、P 35、P 56必在一条直线上，由构件3、4、6组成的三角形中，瞬心P 36、P 34、P 46也必在一条直线上，二直线的交点即为绝对瞬心P 36。

速度方程2323B B B B v v v +=mm s m pb v B v 05.0201===μs m l v v AB B B 12.05112=⨯===ω 方向垂直AB 。

V B3的方向垂直BG （BP 36），V B3B2的方向平行BD 。

速度多边形如图3-9 (c)速度方程33CB B Cv v v += sm pc v V C 24.1==μ解法二：确定构件3的绝对瞬心P 36后，再确定有关瞬心P 16、P 12、P 23、P 13、P 15，利用瞬心多边形，如图3-9（d ）由构件1、2、3组成的三角形中，瞬心P 12、P 23、P 13必在一条直线上，由构件1、3、6组成的三角形中，瞬心P 36、P 16、P 13也必在一条直线上，二直线的交点即为瞬心P 13。

利用瞬心多边形，如图3-9（e ）由构件1、3、5组成的三角形中，瞬心P 15、P 13、P 35必在一条直线上，由构件1、5、6组成的三角形中，瞬心P 56、P 16、P 15也必在一条直线上，二直线的交点即为瞬心P 15。

如图3-9 (a) P 15为构件1、5的瞬时等速重合点sm AP v v l P C 24.115115===μω第8章 连杆机构及其设计(P160) 8-7：第9章凸轮机构及其设计(P190) 9-7：试标出题9—6a图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90º后推杆的位移；并标出题9—6b图推杆从图示位置升高位移s时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。

解如图(a)所示，用直线连接圆盘凸轮圆心A和滚子中心B，则直线AB与推杆导路之间所夹的锐角为图示位置时凸轮机构的压力角。

以A为圆心, AB为半径作圆, 得凸轮的理论廓线圆。

连接A与凸轮的转动中心O并延长，交于凸轮的理论廓线于C点。

以O为圆心．以OC为半径作圆得凸轮的基圆。

以O为圆心, 以O点到推杆导路的距离OD为半径作圆得推杆的偏距圆；。

延长推杆导路线交基圆于G-点，以直线连接OG。

过O点作OG的垂线，交基圆于E点。

过E 点在偏距圆的下侧作切线．切点为H点．交理论廓线于F点，则线段EF的长即为凸轮从图示位置转过90后推杆的位移s。

方法同前，在图(b)中分别作出凸轮的理论廓线、基圆、推杆的偏距圆。

延长推杆导路线交基圆于G点，以直线连接OG。

以O为圆心，以滚子中心升高s 后滚子的转动中心K到O点的距离OK为半径作圆弧，交理论廓线于F点。

过F点作偏距圆的切线，交基圆于E点，切点为H。

则∠GO E为推杆从图示位置升高位移s时-凸轮的转角，∠AFH为此时凸轮机构的压力角。

(a) (b)(P190) 9-13：一摆动滚子推杆盘形凸轮机构(参看图9—23)，已知lOA=60 mmr0=25 mm，lAB=50 mm，rr=8 mm。

凸轮顺时针方向等速转动，要求当凸轮转过180º时，推杆以余弦加速度运动向上摆动25º；转过一周中的其余角度时，推杆以正弦加速度运动摆回到原位置。

试以作图法设计凸轮的工作廓线。

解推杆在推程及回程段运动规律的位移方程为(1)推程：s=Φ[1-cos(πδ/δ0)/2 0º≤δ≤180º(2)回程：s=Φ[1-(δ/δ`0)十sin(2πδ/δ`0)]/(2π) oº≤δ≤180º计算各分点的位移值如表：根据表作图如图所示第11章 齿轮系及其设计11-16如图所示为两个不同结构的锥齿轮周转轮系，已知z 1=20，z 2=24，z 2，=30，z 3=40，n 1=200 r ／min ，n 3=-100 r ／min 。

求n H 等于多少? (a)解：(b)解：2311331224401.62030HH H z z n n i n n z z -⨯====-⨯‘131331[1.6]/1H h Hi n n n i -==⨯-（100）-200（1.6-1）=-600r/min 231133122440 1.62030HH H z z n n i n n z z -⨯==-==--⨯‘131331[ 1.6]/1H h Hi n n n i -==-⨯-（-100）-200（-1.6-1）=15.385r/min图示为手动起重葫芦，已知z 1=Z 2，=10，z 2=20，z 3=40。

设各级齿轮的传动效率(包括轴承损失)η1=0.98，曳引链的传动效率η2=0.97。

为提升重G=10 kN 的重物，求必须施加于链轮A 上的圆周力F 。

解：所以2040191010⨯+=⨯411440160Q p i w m Q w m P η∂==414/4710/40.99308.64p Q I N ==⨯⨯=。

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西工大机械原理第八版答案

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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。

机械原理第八版课后练习答案西工大版

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<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。

机械原理第八版第十章答案

机械原理第八版第十章答案

机械原理第八版第十章答案【篇一：机械原理第八版答案与解析】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）。

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?13、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3－3 解3－3：n?9，pl?12，ph?2，f?3n?2pl?ph?14、试计算图示精压机的自由度解：n?10，pl?15，ph?0解：n?11，pl?17，ph?0p??2pl??p?h?3n??2?5?0?3?3?1p??2pl??p?h?3n??2?10?3?6?2f??0f??0f?3n?(2pl?ph?p?)?f?f?3n?(2pl?ph?p?)?f??3?10?(2?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。

机械原理第八版答案与解析

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机械原理 第八版 西北工业大学 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 μ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，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l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：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n 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。

3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。

3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度3－3 解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=（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。