机械原理第8章答案
机械原理第8章 连杆机构及其传动特点
机械原理第8章连杆机构及其传动特点●考纲●1.铰链四杆机构的基本类型，演化和应用●2.曲柄存在条件、行程速比系数、传动角、压力角、死点●2.图解法设计四杆机构●笔记●8.1连杆机构及其传动特点●连杆机构的共同特点是其主动件的运动都要经过一个不与机架直接相连的称之为连杆（coupler)的中间构件，才能传动至从动件，故而称其为连杆机构（linkage mechanism)。
●连杆机构的传动特点●连杆机构具有以下一些传动特点：●1)连杆机构中的运动副一般均为低副（故又称其为低副机构，lower pairmechanism)。
其运动副元素为面接触，压强较小，承载能力较大，润滑好，磨损小，加工制造容易，且连杆机构中的低副一般是几何封闭，对保证工作的可靠性较为有利。
●2)在连杆机构中，在主动件的运动规律不变的条件下，可用改变各构件的相对长度来使从动件得到不同的运动规律。
●3)在连杆机构中，连杆上各点的轨迹是各种不同形状的曲线（称为连杆曲线，coupler-point curve),其形状随着各构件相对长度的改变而改变，故连杆曲线的形式多样，可用来满足一些特定工作的需要。
●此外连杆机构还可以很方便的达到改变运动的传递方向，扩大行程，实现增力和远距离传动等目的。
●连杆机构也存在如下一些缺点：●1)由于连杆机构的运动必须经过中间构件进行传递，因而传动路线较长，易产生较的误差累积，同时也使机械效率降低。
●2)在连杆机构运动中，连杆及滑块所产生的惯性力难以用一般平衡方法加以消除而连杆机构不宜用于高速运动。
●8.2平面四杆机构的基本类型及应用●1.铰链四杆机构的类型及应用●(1)铰链四杆运动链周转副存在的条件平面饺链四杆机构中曲柄存在的前提是其运动副中必有周转副存在●转动副为周转副的条件是：●1）最短杆长度＋最长杆长度≤其他两杆长度之和 (杆长条件)l_{min}＋l_{max}≤l_i＋l_j●2）组成该周转副的两杆中必有一个为最短杆(最短杆两端最易产生周转副)●此外，为了使四个杆能够装配成封闭的运动链，最长杆长度必须小于其他三个杆长度之和●I_{max} < l _{m in}＋l_i+ l_j●(2)较链四杆机构的基本类型●满足杆长条件l_{min}＋l_{max}≤l_i＋l_j●1）.l_{min}＋l_{max}＜l_i＋l_j●①最短杆为连架杆，曲柄摇杆机构●②最短杆为机架，双曲柄机构●③最短杆为连杆，双摇杆机构●2）.l_{min}＋l_{max}＝l_i＋l_j●①两两相邻杆长度相等，泛菱形结构●长杆为机架，曲柄摇杆机构●短杆为机架，双曲柄机构●两相邻杆重叠时，一二杆机构●②两两相对杆长度相等时，双曲柄机构●两两相对杆平行，平行四边形结构●平行四边形结构三个特点●①两曲柄以相同角速度同向转动；●②连杆作平动；●③连杆上的任一点的轨迹均是以曲柄长度为半径的圆。
机械原理试题及答案5
第八章轮系一、选择题1.轮系可以分为________两种类型。
A.定轴轮系和差动轮系B.差动轮系和行星轮系C.定轴轮系和复合轮系D.定轴轮系和周转轮系2.差动轮系的自由度为_________。
A.1B.2C.3D.43.行星轮系的自由度为__________。
A.1B.2C.3D.44.在定轴轮系中，设轮1为起始主动轮，轮N为最末从动轮，则定轴轮系始末两轮传动比数值计算的一般公式是i1n=_________。
A.轮1至轮N间所有从动轮齿数的乘积 / 轮1至轮N间所有主动轮齿数的乘积B.轮1至轮N间所有主动轮齿数的乘积 / 轮1至轮N间所有从动轮齿数的乘积C.轮N至轮1间所有从动轮齿数的乘积 / 轮1至轮N间所有主动轮齿数的乘积D.轮N至轮1间所有主动轮齿数的乘积 / 轮1至轮N间所有从动轮齿数的乘积5.在运用反转法解决周转轮系传动比的计算问题时，下列公式中________是正确的。
A.i H mn=（nm —nH）/（nn—nH） B.i Hmn=（nn—nH）/（nm—nH）C.i Hmn =（nH—nn）/（nm—nn） D.i Hmn=（nm—nn）/（nn—nH）6.基本周转轮系是由________构成。
A.行星轮和中心轮B.行星轮、惰轮和中心轮C.行星轮、行星架和中心轮D.行星轮、惰轮和行星架7.下列四项功能中，哪几项_______可以通过轮系的运用得以实现。
○1两轴的较远距离传动○2变速传动○3获得大的传动比○4实现合成和分解运动A.○1○2B.○1○2○3C.○2○3○4D.○1○2○3○48.如图所示，一大传动比的减速器。
已知其各轮的齿数为z1=100，z2=101，z2’=100 ，z 3=99。
其输入件对输出件1的传动比iH1为________A.10000B.1000C.1500D.2000二、判断题1.定轴轮系的传动比数值上等于组成该轮系各对啮合齿轮传动比的连乘积( ）2.周转轮系的传动比等于各对齿轮传动比的连乘积。
哈工大机械原理考研-第8章 复习思考题与习题
题8-2图
题8-3如题8-3图示的两根曲轴结构中，已知 ， ， ，且曲拐的错开位置如图所示。试判断何者已达静平衡，何者已达动平衡。
题8-3图
题8-4在题8-4图示的插齿机构中，已知 ， ， ， ， ， ，扇形齿轮的分度圆半径 ；质量 ， ， ， 。当曲柄1与连杆2拉成一直线时，摇杆3的倾角 。设在曲柄延长线上 处装上一个平衡重量 及在摇杆上 处装上一个平衡重量 来进行该机构的静平衡，求 和 的大小。
题8-4图
题8-5如题8-5图所示为一装有皮带轮的滚筒轴。已知：皮带轮上有以不平衡质量 ，滚筒上具有三个不平衡质量 ， ， ，各不平衡质量的分布如图所示，试对该滚筒轴进行平衡设计。
7．什么是平面机构的完全平衡法？它有何特点？
8．什么是平面机构的部分平衡法？为什么要这样处理？
二、习题
题8-1在题8－1图所示的盘形回转体中，有四个偏心重量位于同一回转平面内。它们的大小及其重心至回转轴的距离分别为 ， ， ， ； ， ， ，而个偏心重的方位如图所示。又设平衡重量 的重心至回转轴的距离 ，试求平衡重量 的大小及方位。
题8-5图
题8-7如题8-7图示的三重量位于同一轴面内，其大小及其中心至回转轴的距离各为： ， ， ， ， 。又各重量的回转平面及两平衡基面间的距离为 ， ， ， 。如果置于平衡基面Ⅰ和Ⅱ中的平衡重量 和 的重心至回转轴的距离为 ，求 和 的大小。
题8-7图
8.4复习思考题与习题
一、复习思考题
1．机械平衡的目的是什么？造成机械不平衡的原因可能有哪些？
机械原理第八章 机械的运转及其速度波动的调节
二、机械运转过程的三个阶段
稳定运转阶段的状况有：
①匀速稳定运转：ω ＝常数
②周期变速稳定运转：ω(t)=ω(t+T) 注意:Wd = Wr
③非周期变速稳定运转
m
m
t
起动 稳定运转 停车
起动
稳定运转
t
停车
二、机械运转过程的三个阶段
阶段
名称
运动特征
功能关系
起 动
稳定 运转
停 车
角速度ω由零逐渐上升 至稳定运转时的平均角 速度ωm
为了求得简单易解的机械运动方程式，对于单自由度机械 系统可以先将其简化为一等效动力学模型，然后再据此列出其 运动方程式。
选1为等效构件，1为独立的广义坐标，改写公式
d{
12
2
[J1
J
S
2
(
2 1
)2
m2
(
vS2
1
)2
m3
(
v3
1
)2
]}
1[ M1
F3
(
v3
1
)]d
t
具有转动惯量的量纲 Je 具有力矩的量纲 Me
即： E
( M a'
a
d
Mr )d
1 2
J 2 a' a'
1 2
J
a
2 a
=0
这说明经过一个运动循环之后，机械又回复 到初始状态,其运转速度呈现周期性波动。
力矩所作功及动能变化:
Md Mr
ab c d E
e a' φ
φ ω
φ
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。
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-( 2P l +P h –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。
机械原理第七版西北工业大学课后习题答案(2—8章)
机械原理课后习题答案第二章 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)。
11(c)题2-11(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2-12 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。
机械原理(第二版)课后答案(朱理主编)
机械原理作业(部分答案)第一章结构分析作业1.2 解：（a）F = 3n－2P L－P H = 3×4－2×5－1= 1 A点为复合铰链。
（b）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×6－2= 1B、E两点为局部自由度, F、C两点各有一处为虚约束。
（c）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×7－0= 1 FIJKLM为虚约束。
1.3 解：第二章运动分析作业2.1 解：机构的瞬心如图所示。
2.2 解：取mmmm l /5=μ作机构位置图如下图所示。
1.求D 点的速度V D13P D V V =而 25241314==P P AE V V E D ，所以 s mm V V E D /14425241502524=⨯==2. 求ω1s rad l V AE E /25.11201501===ω3. 求ω2因 98382412141212==P P P P ωω ，所以s rad /46.0983825.1983812=⨯==ωω 4. 求C 点的速度V Csmm C P V l C /2.10154446.0242=⨯⨯=⨯⨯=μω2.3 解：取mmmm l /1=μ作机构位置图如下图a 所示。
1. 求B 2点的速度V B2V B2 =ω1×L AB =10×30= 300 mm/s 2.求B 3点的速度V B3V B3 ＝ V B2 ＋ V B3B2大小 ？ ω1×L AB ？ 方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC 取mm s mm v /10=μ作速度多边形如下图b 所示，由图量得：mmpb 223= ，所以smm pb V v B /270102733=⨯=⨯=μ由图a 量得：BC=123 mm , 则mmBC l l BC 1231123=⨯=⨯=μ3. 求D 点和E 点的速度V D 、V E利用速度影像在速度多边形，过p 点作⊥CE ，过b 3点作⊥BE ，得到e 点；过e 点作⊥pb 3，得到d 点 , 由图量得：mmpd 15=，mmpe 17=，所以smm pd V v D /1501015=⨯=⨯=μ ， smm pe V v E /1701017=⨯=⨯=μ；smm b b V v B B /17010173223=⨯=⨯=μ4. 求ω3s rad l V BC B /2.212327033===ω5. 求n B a 222212/30003010smm l a AB n B =⨯=⨯=ω6. 求3B aa B3 ＝ a B3n ＋ a B3t ＝ a B2 ＋ a B3B2k ＋ a B3B2τ 大小 ω32L BC ？ ω12L AB 2ω3V B3B2 ？方向 B →C ⊥BC B →A ⊥BC ∥BC 22233/5951232.2s mm l a BCn B =⨯=⨯=ω223323/11882702.222s mm V a B B k B B =⨯⨯=⨯=ω取mms mm a 2/50=μ作速度多边形如上图c 所示，由图量得：mmb 23'3=π ，mmb n 20'33=,所以233/11505023's mm b a a B =⨯=⨯=μπ2333/10005020's mm b n a at B =⨯=⨯=μ7. 求3α233/13.81231000s rad l a BC tB ===α8. 求D 点和E 点的加速度a D 、a E利用加速度影像在加速度多边形，作e b 3'π∆∽CBE ∆, 即 BE eb CE e CB b 33''==ππ，得到e 点；过e 点作⊥3'b π，得到d 点 , 由图量得：mm e 16=π，mmd 13=π，所以2/6505013s mm d a a D =⨯=⨯=μπ ，2/8005016s mm e a a E =⨯=⨯=μπ 。
机械原理课后全部习题答案
机械原理课后全部习题答案目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？2）、机器与机构有什么异同点？3）、什么叫构件？什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实例。
4）、设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。
2、填空题1)、机器或机构，都是由组合而成的。
2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。
3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。
4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。
5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。
6）、构件是机器的单元。
零件是机器的单元。
7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。
8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。
9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。
3、判断题1)、构件都是可动的。
（）2）、机器的传动部分都是机构。
（）3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。
（）4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。
（）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。
（）6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。
（）7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。
（）2 填空题答案1）、构件2）、构件3）、代替机械功4）、相对运动5）、传递转换6）、运动制造7）、预定终端8）、中间环节9）、确定有用构件3判断题答案1）、√2）、√3）、√4）、√5）、×6）、√7）、√第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。
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8-2:解,由于1z =2z =12<17,要使不发生根切现象,则需要对齿轮进行变位,则变位系数
1x ≥17171z −=5/17,2x ≥17
172z −=5/17取“＝”的情况
又根据齿轮啮合时无侧隙的条件可知:
inv /α=
2121)(2z z x x ++tan α+inv α查表,可得/α=o 72
.25又因/a =/cos cos α
αa ,其中()482121=+=mz mz a ,所以可解得06
.50/=a 节圆半径
/1r =/1cos cos ααr 得03.25/1=r ,同理可得到:03
.25/2=r 齿顶圆半径:
()m x h r r a a ++=*=24+4+20/17=29.18齿根圆半径:18
.2017/201424**=+−−=+−−=xm m c m h r r a f 重合度:()()[]
/22/11tan tan tan tan ααααεα−+−=a a z z /2π,其中:1a α,2a α均为各自齿轮的齿顶圆压力角,2
11arccos
b b a r r =α=039.39,同理可求得0239.39=a α,将此代入重合度公式得到:
2967.1=a ε.8-3:解:由展成法的加工原理可知,刀具切制齿轮可看作是与齿轮的啮合.故刀具与齿轮的模
数和压力角分别相等.由p=6π可知,m=6.
设齿轮的总齿数为z,则在相同的时间内,刀具与齿轮啮合的齿数相等,所以:
π
π2660z =由此,求得:z=20
从而,得到齿轮的分度圆半径r=mz 2
1=60,由此可知:当a=60时,齿条的分度线与齿轮的分度圆相切,所以加工的齿轮为标准齿轮.
当a=63时,此时的分度线与齿轮的分度圆不相切,加工的为变位齿轮,且为正变位齿
轮,变位大小为xm=3,变位系数x=3/m=0.5.
8-4:解:这是一个回转轮系,要求两对齿轮的啮合的实际中心距要相等,即;3212/a a =.理论中心距分别为:()5.21722112=+=
z z m a ,()2202
3232//=+=z z m a ,所以要使中心距相等有以下几种方法:①:使实际中心距22032//==a a ;在这种情况下,1,2要选择正传动,/2,3为标准传动;
或者采用高度变位齿轮.
②:使实际中心距5.21712/==a a ,在这种情况下,1,2为标准传动,/2,3选择负传动,或者采用高度变位齿轮.
③:/a >220,则,1,2和/2,3都要选择正传动.
④:/a <217.5,则1,2和/
2,3都要选择负传动.
⑤:217.5</a <220,则1,2选择正传动,/2,3选择负传动.
综上所述:从性能上分析,负传动性能不好应尽量避免,高度变位齿轮和正传动性能一样,应优先使用,所以总体来说:①③方案较好,②⑤方案居中,④最差.8-5:解:由题设条件可求出,标准中心距942112=+=r r a ,924334=+=r r a ,则根据最小中心距原则选择实际中心距/a =9234=a .又因为15,1231==z z 两者均小于17,所以为了避免根切现象,对他们进行变位.
又由于第一对齿轮的中心距又要满足/a =92,故也需要对齿轮2进行负变位.
因/a =/12
cos cos ααa ,所以得0/1224.16=α,又由于齿轮啮合的无侧隙条件,有:inv /α=2
121)(2z z x x ++tan α+inv α求得:392.021−=+x x ,又因为1x =
17171z −=5/17=0.294,所以解得686.02−=x .节圆半径/1r =/1cos cos α
αr =23.49,从而/1//2r a r −==68.51齿顶圆半径:()
m x h r r a a ++=*1=24+4+20/17=29.18
()26.714686.0470)(*2=×−++=++=m x h r r a a
8-6:解:由题设可知:
781212==
z z i 又212
121mz mz a +=,又a 与/a 相差很小,不过是一个齿高,所以a 应近似等于/a ,故可以使212
121mz mz +≈/a ,又m=5,所以()155
521≈+×z z 从而有:3121≈+z z ,又根据7
812=z z ,可求得:16,1421==z z ,所以标准中心距a=5×30=150.
又/a =/cos cos ααa ,所以⎟⎠
⎞⎜⎝⎛=//cos arccos a a αα=24.580,又inv /α=2
121)(2z z x x ++tan α+inv α,得到557.021=+x x .8-7:解:已知法面参数,则可求出端面参数:
β
ααcos tan tan t n =所以β
ααcos tan arctan n t ==21.173o 假设不发生根切,则端面根据直齿轮不发生根切的情况可知:
38.14173
.21sin 20cos 2sin cos 2sin 2020
2*2*===≥t an at h h z αβα故当z≥14.38时才会不发生根切现象,由于本题中z=15>14.38,所以不会发生根切现象.
8-11N 2N 是理论啮合线.21B B 是实际啮合线,11C B 啮合的渐开线部分./α是啮合角.在图中,最里面到最外面的圆依次是:齿根圆,基圆,分度圆,节圆,齿顶圆.。