武丽梅主编机械原理习题答案剖析
机械原理习题册答案
参考答案 第一章 绪论一，填空题1.1 能量，物料，信息1.2运动，动力 1.3制造，运动，装配 二、选择题2.1 D 2.2 B 三，简答题第二章 机械的结构分析二、综合题1．n = 7 ，p l = 9 ，p h = 121927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。
2． （a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。
n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F3． （c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 313726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4． （a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅱ级组 因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。
（c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。
5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。
Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。
可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。
6． （a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。
武丽梅主编机械原理习题答案
z2 30
d zm
d a d 2ha
3） a 34
m( z 3 z 4 ) 2 2 ( 17 30 ) 2 47
C C * m ( a a ) 3.5mm
4） a cos a cos
27.96
5） a34 mn ( z 3 z4 ) 2 cos 2 ( 17 30 ) 2 cos 50
7、如图所示，已知曲柄AB的长度为a，机架AD的长度为d，曲柄的两 个位置AB1、AB2和摇杆CD上某一标线DE的两个位置DE1、DE2对应， 试设计一连杆BC与机架AD相等的四杆机构。（要求扼要说明设计步 骤，保留作图线）
所设计的机构为AB1C1D
所设计的机构为AB2C2D
8、图示凸轮机构中各构件的尺寸及凸轮的转动方向已知，要求 （1）画出基圆。 （2）画出推杆在A、B点接触时的压力角。（3）画出推杆在图示A位置 时的位移。 （4）画出推杆处于A位置时凸轮对应的转角。
解： 2)齿轮3、5的齿数确定：
3） n3及n5 ( a） (b）
2 3
解（1）
a34 m3,4 ( z3 z4 ) 2 66.25
（2）不等变位齿轮的正传动 （3）
z
1
z
4
11、在图示的轮系中，设各轮的模数都相同，且为标准传动， 若已知z1=z2’=z3’=z6’=20、z2=z4=z6=z7=40。试问： 1）当把齿轮1作为原动件时，该机构是否具有确定的运动? 2)齿轮3、5的齿数应如何确定？ 3）当n1=980r/min时，n3及n5各为多少？
1、计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束应注明。
F 3n 2 pl ph 3 8 2 11 1 1
武丽梅机械原理习题答案
武丽梅机械原理习题答案武丽梅机械原理习题答案机械原理是机械工程学科中的基础课程之一，它涉及到物体的运动、力学平衡以及机械结构的设计等方面。
学习机械原理的过程中，习题是非常重要的一部分，通过解答习题可以加深对理论知识的理解和应用能力的培养。
本文将为大家提供一些关于武丽梅机械原理习题的答案，希望能够对大家的学习有所帮助。
1. 以下哪种力对物体的运动没有影响？A. 重力B. 摩擦力C. 弹力D. 引力答案：D. 引力引力是指物体之间由于质量而产生的吸引力，它对物体的运动有着重要的影响。
重力、摩擦力和弹力都是物体运动中常见的力，它们会改变物体的运动状态。
2. 在平衡状态下，物体所受的合力为零，那么物体所受的合力矩是否一定为零？A. 是B. 否答案：B. 否在平衡状态下，物体所受的合力矩一定为零。
合力矩是指物体所受力矩的矢量和，它与物体的转动有关。
如果物体所受的合力矩不为零，那么物体将发生转动，无法达到平衡状态。
3. 以下哪种力是不可逆力？A. 弹力B. 摩擦力C. 引力D. 推力答案：B. 摩擦力摩擦力是指物体之间由于接触而产生的相互阻碍运动的力，它是一种不可逆力。
摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，它会使物体的运动受到一定的阻碍。
4. 在杠杆原理中，以下哪个定律是正确的？A. 质量越大的物体所受的力越大B. 力臂越长的物体所受的力越大C. 力臂越短的物体所受的力越大D. 力臂与力的大小无关答案：B. 力臂越长的物体所受的力越大在杠杆原理中，力臂是指力作用点到杠杆转轴的距离。
根据杠杆原理，当杠杆平衡时，力臂越长的物体所受的力越大。
这是因为力臂的长度会影响力矩的大小，力矩等于力乘以力臂的长度。
5. 在静力学中，以下哪个条件是判断力学平衡的充分条件？A. 合力为零B. 合力矩为零C. 合力和合力矩均为零D. 合力和合力矩均不为零答案：C. 合力和合力矩均为零在静力学中，力学平衡的充分条件是合力和合力矩均为零。
机械原理课后答案
习题解答第一章绪论1-1 答：1 ）机构是实现传递机械运动和动力的构件组合体。
如齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构等。
2 ）机器是在组成它的实物间进行确定的相对运动时，完成能量转换或做功的多件实物的组合体。
如电动机、内燃机、起重机、汽车等。
3 ）机械是机器和机构的总称。
4 ）a. 同一台机器可由一个或多个机构组成。
b. 同一个机构可以派生出多种性能、用途、外型完全不同的机器。
c. 机构可以独立存在并加以应用。
1-2 答：机构和机器，二者都是人为的实物组合体，各实物之间都具有确定的相对运动。
但后者可以实现能量的转换而前者不具备此作用。
1-3 答：1 ）机构的分析：包括结构分析、运动分析、动力学分析。
2 ）机构的综合：包括常用机构设计、传动系统设计。
1-4 略习题解答第二章平面机构的机构分析2－1 ～2－5 （答案略）2-6(a) 自由度F＝1 (b) 自由度F＝1(c) 自由度F＝12-7题2 －7 图F ＝3 × 7 －2 × 9 －2 ＝12 -8a) n ＝7 ＝10 ＝0 F ＝3×7－2×10 ＝1b) B 局部自由度n ＝3 ＝3 ＝2 F＝3×3 －2×3－2＝1c) B 、D 局部自由度n ＝3 ＝3 ＝2 F＝3×3 －2×3－2 ＝1d) D( 或C) 处为虚约束n ＝3 ＝4 F＝3×3 －2×4＝1e) n ＝5 ＝7 F＝3×5－2×7＝1f) A 、B 、C 、E 复合铰链n ＝7 ＝10 F ＝3×7－2×10 ＝1g) A 处为复合铰链n ＝10 ＝14 F ＝3×10 －2×14＝2h) B 局部自由度n ＝8 ＝11 ＝1 F ＝3×8－2×11－1 ＝1i) B 、J 虚约束C 处局部自由度n ＝6 ＝8 ＝1 F ＝3×6 －2×8－1＝1j) BB' 处虚约束A 、C 、D 复合铰链n ＝7 ＝10 F ＝3×7－2×10＝1 k) C 、D 处复合铰链n＝5 ＝6 ＝2F ＝3×5－2×6－2 ＝1l) n ＝8 ＝11 F ＝3×8－2×11 ＝2m) B 局部自由度I 虚约束4 杆和DG 虚约束n ＝6 ＝8 ＝1 F ＝3×6－2×8－1 ＝12-9a) n ＝3 ＝4 ＝1 F ＝3 × 3 －2 × 8 －1 ＝0 不能动。
机械原理课后习题答案
第四章课后习题4—12图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F为作用在活塞上的力转动副A及B上所画的小圆为摩擦圆，试决定在此三个位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向（构件重量及惯性力略去不计）。
解：上图中构件2受压力。
因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐减小，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受压力，故FR12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA在逐渐增大，相对角速度ω23也沿顺时针方向，故FR32应切于摩擦圆的上方。
R32解：上图构件2依然受压力。
因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB逐渐减小，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受压力，故F R12应切于摩擦圆的下方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小，故相对角速度ω23沿逆时针方向，F R32应切于摩擦圆的下方。
解：上图构件2受拉力。
因在转动副A处2、1之间的夹角∠OAB在逐渐增大，故相对角速度ω21沿顺时针方向，又因2受拉力，故FR12应切于摩擦圆的上方；在转动副B处，2、3之间的夹角∠OBA逐渐减小，故相对角速度ω23沿顺时针方向，FR32应切于摩擦圆的下方。
4-13 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转，F为作用在推杆2上的外载荷，试确定凸轮1及机架3作用给推杆2的总反力FR12及FR32方位（不考虑构件的重量及惯性力，解：经受力分析，FR12的方向如上图所示。
在FR12的作用下，2相对于3顺时针转动，故FR32应切于摩擦圆的左侧。
补充题1 如图所示，楔块机构中，已知γ＝β＝60°，Q ＝1000N 格接触面摩擦系数f ＝0.15，如Q 为有效阻力，试求所需的驱动力F 。
解:对机构进行受力分析,并作出力三角形如图。
对楔块1，R 21R310F F F ++=由正弦定理有21sin(602sin(90R F F ϕϕ+-=））o o ① 对楔块2，同理有R12R320Q F F ++=sin(90sin(602ϕϕ+-=））o o ②sin(602sin(602F Q ϕϕ+=⋅-））o o且有2112R R F F = ，8.53arctgf ϕ＝＝o ③联立以上三式，求解得F ＝1430.65N2 如图示斜面机构，已知：f （滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数）、λ（滑块1的倾斜角）、Q （工作阻力，沿水平方向），设不计两滑块质量，试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F 。
机械原理课后习题答案
inva )
=6.8mm
分度圆半径r=mz/2=10*18/2=90mm
齿槽宽：ea=2π ra/z-sa
分度圆齿厚s=π m/2=15.7mm
=28.1mm
齿顶圆半径ra=r+ha*m=90+10=100mm
基圆半径rb=rcosα=90cos200=84.57mm
inv200=0.0148
齿顶圆压力角
第2章 平面机构的结构分析
2-7：计算自由度，指出所有的复合铰链、局部自由度和虚约束，判定运动 是否确定； 解：自由度：
a) F=3n-2PL-PH=3*3-2*4=1；确定 b) F=3n-2PL-PH=3*6-2*8=2；不确定 c) F=3n-2PL-PH=3*4-2*5-1=1；确定 d) F=3n-2PL-PH=3*4-2*5-1=1；确定
从而lAB+lBC, lBC-lAB可求得,最后确定lAB和lBC； 设计步骤：
①取一点A，并定D点； ②以D为圆心，作圆； 根据CD摆角15°定C1，C2点； ③ 量取lAC1,lAC2
lAB+lBC=430 lBC-lAB=348
C2 15° 15°C1
B A
lAB=41
A
B1
D
lBC=389
B2
虚约束
局部自由度
复合铰链
a)
b)
c)
d)
机械原理 作业
第2章 平面机构的结构分析
2-8：计算自由度；确定机构所含杆组的数目与级别；确定机构级别。画出 瞬时替代机构； 解：自由度：
a) F=3n-2PL-PH=3*7-2*10=1；Ⅱ级 b) F=3n-2PL-PH=3*6-2*8-1=1；Ⅲ级
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5-4 何谓重合度 ?重合度的大小与齿数 z 、模数 m、压力角 α 、齿顶高系数 ha* 、顶隙系数 c*
及中心距 a 之间有何关系 ?
答 通常把一对齿轮的实际啮合线长度与齿轮的法向齿距
pb 的比值 ε α。称为齿轮传动的重
合度。重合度的表达式为：
εα =[z 1(tan α al — tan α ’ ) ± z2(tan α a2-tan α’ )/2 π
解：
题图 2-7
1)分析 该机构包括 6 个活动构件，其中导杆与扇形齿轮固联在一起组成构件 联在一起组成构件 6。
2)计算自由度
5，齿轮与指针固
活动构件数为 n 6 ，机构中低副数 PL 8 ，高副数 PH 1 于是求得机构的自由度为：
F 3n 2PL PH 3 6 2 8 1 1
故该机构具有确定的运动。
5-5 齿轮齿条啮合传动有何特点 ?为什么说无论齿条是否为标准安装， 啮合线的位置都不会
改变 ?
答 由于不论齿条在任何位置， 其齿廓总与原始位置的齿廓平行． 而啮合线垂直于齿廓， 因
此，不论齿轮与齿条是否按标准安装，其啮合线的位置总是不变的，节点位置确定，齿轮的
节圆确定； 当齿轮与齿条按标准安装时， 齿轮的分度圆应与齿条的分度线相切。 这时齿轮的
由重合度的计算公式可见， 重合度 ε α与模数 m无关． 随着齿数 z 的增多而加大， 对于
按标准中心距安装的标准齿轮传动， 当两轮的齿数趋于无穷大时的极限重合度 ε α=1.981 此
外重合度还随啮合角 α ’的减小和齿顶高系数 ha* 的增大而增大。 重合度与中心距 a 有关 ( 涉
及啮合角 α’ ) ，与压力角 α、顶隙系数 c* 无关。
节圆与其分度圆重合，齿条的常节线也与其分度线重合。
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[解]
（1）取μι作机构运动简图；
μl
=
0.002
m mm
C3
lBC =
l
2 AB
+
l
2 AC
−
l AB
⋅ lAB
⋅ cos135
= 302 + 1002 − 30 ×100 × cos135 = 123 (mm)
B
D
2
1 ω1
A
ϕ1
4
E
（2）速度分析 取C为重合点：C( C2, C3)
vB → vC 2 → vD ,vE → ω2
p(c3)
ω2
2
D
c2
2) 求aC2
aC 2 = aB
+ aCn 2B
+
at C 2B
=
aC 3
+
aCk
2C 3
+ aCr 2C 3
方向： B→A C→B ⊥CB
0 ⊥CБайду номын сангаас向下 ∥BC e
大小： √ √
?
0√
?
E
d
b
其中:
an C 2B
= ω2 2
lBC
=
2.02
4
C P34
1
A P12
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
b) P13
P34 B
3
P 23 →∞
2
P12
A
4
C P14→∞
P24
1
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
c)
P13 P14 C
4
→∞ P 34
M
vM
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4 如图已知各构件尺寸、各转动副的摩擦圆、各移动副的摩擦角，水平阻力 Q，忽略各构件的重力和惯性力，求作用于构件2上的平衡力Fb
5、一机械传动系统的等效阻力矩如图所示。在一个稳定运动循环(运动循环周期为 2π)中，等效驱动力矩为常数，等效构件机械主轴的最大转速为1530r/min，最 小转速为1470r/min，试求：
解： 2)齿轮3、5的齿数确定：
3） n3及n5
( a） (b）
1) a12 m( z1 z2 ) 2 50
db d cos
z2 30
d zm da d 2ha
2） B1B2=1.25Pb=1.25πmcosα=7.38mm
3） a34 m( z3 z4 ) 2 2 (17 30 ) 2 47
C C * m ( a a ) 3.5mm
7、如图所示，已知曲柄AB的长度为a，机架AD的长度为d，曲柄的两 个位置AB1、AB2和摇杆CD上某一标线DE的两个位置DE1、DE2对应， 试设计一连杆BC与机架AD相等的四杆机构。（要求扼要说明设计步 骤，保留作图线）
所设计的机构为AB1C1D
所设计的机构为AB2C2D
8、图示凸轮机构中各构件的尺寸及凸轮的转动方向已知，要求 （1）画出基圆。 （2）画出推杆在A、B点接触时的压力角。（3）画出推杆在图示A位置 时的位移。 （4）画出推杆处于A位置时凸轮对应的转角。
（1）速度不均匀系数δ和平均转速nm； (2)等效驱动力矩的大小；(3)最大盈亏功 ⊿Wmax；（4）不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯 量。
解： nm ( nmax nmin ) / 2 1500rpm
( nmax
nmin
) nm
0.04
Md 5000 2 2500( Nm )
9、在图示机构中，齿轮1、2、3为标准齿轮，
，已知各齿轮模数均为2mm ， Z1 20 , Z 3 17 , Z4 30 , ha 1, c 0.25, 20
1、2齿轮和3、4齿轮的中心距相等， a12 a34 50mm 。要求：
1)计算齿轮2的齿数及齿轮1、2的分度圆直径，齿顶圆直径，基圆直径； 2)若齿轮1、2的重合度为1.25，该对齿轮的实际啮合线有多长? 3)若齿轮3、4为标准齿轮，这对齿轮的齿顶间隙为多少？ 4)若齿轮3、4为变位齿轮传动，这对齿轮的啮合角为多少？ 5)若将3、4齿轮改为斜齿传动，其他参数不变，这时齿轮3的分度圆直径为多少？
1、计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束应注明。
F 3n 2 pl ph 3 8 2 11 1
1
复合铰链B 局部自由度K 虚约束EF(或CD或 AB)
2、画出图示机构的全部瞬心。
6个瞬心
3、在图示机构中，P为作用于原动件1上的驱动力，Q为阻抗力。细线小 圆为摩擦圆，各位置的摩擦角大小如图所示。试确定在图示位置时，作用 于构件2上的运动副中的总反力FR12和FR32的大小和方向
宽度B=30mm，求第二对斜齿轮的重合度及第二对斜齿轮的当量齿 z1 z2 ) 2 68
否
a34 m3,4( z3 z4 ) 2 66.25
（2）不等变位齿轮的正传动
（3）
z1 z4
11、在图示的轮系中，设各轮的模数都相同，且为标准传动， 若已知z1=z2’=z3’=z6’=20、z2=z4=z6=z7=40。试问： 1）当把齿轮1作为原动件时，该机构是否具有确定的运动? 2)齿轮3、5的齿数应如何确定？ 3）当n1=980r/min时，n3及n5各为多少？
Wmax 0.5 2500 / 2 625
JF
900Wmax
2n2
1.99
kg m2
Wmax
6、图示为一偏心直动滚子推杆盘形凸轮机构，各构件的尺寸及凸轮的转动方向已知， 要求：
（1）画出凸轮机构的基圆。 （2）画出推杆在B点接触时的压力角。 （3）画出推杆从最低点升至A位置时的位移及凸轮对应的转角。 （4）按照给定的等分点在右图上画出推杆的位移曲线。（要求作图时保留作图线）
解：1）计算机构自由度，判定机构是否具有确定运动
先去掉虚约束，再计算机构自由度：
该机构具有确定运动
在图示的轮系中，设各轮的模数都相同，且为标准传动，若已知 z1=z2’=z3’=z6’=20、z2=z4=z6=z7=40。试问： 1）当把齿轮1作为原动件时，该机构是否具有确定的运动? 2)齿轮3、5的齿数应如何确定？ 3）当n1=980r/min时，n3及n5各为多少？
4） a cos a cos 27.96
5） a34 mn ( z3 z4 ) 2 cos 2 ( 17 30 ) 2 cos 50
d 3 mz 3 cos 36.17
19.9
10、 题图所示为共轴线的两级直齿圆柱齿轮减速器，已知
z1 15 z2 53 m1,2 2mm
各轮压力角均为 20
z3 21 z4 32 m3,4 2.5mm
试问：（1）这两对直齿轮能否均用标准齿轮传动？
（2）若第二对采用变位齿轮传动，应采用何种类型的变位齿轮传动？
（等变位齿轮传动，不等变位齿轮的正传动，不等变位齿轮的负传动）
（3）若第二对采用斜齿轮来凑此中心距，螺旋角应为多少？若第二对齿轮