《机械原理》习题答案-CH09
机械原理习题及答案
第二章 平面机构的结构分析2-1 绘制图示机构的运动简图。
B解：大腿 小腿213456(b)ACB FEDB解：ABC DE FGH解：2-3 计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
ABCDE(a)ABDCE(b)ABCDE(c)(e)(f)H(g)解：(a) C 处为复合铰链。
7,n =p h =0，p l =10。
自由度 323721001W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(b) B 处为局部自由度，应消除。
3n =， p h =2，p l =2自由度 323323121W l h F n p p =--=⨯-⨯-⨯=。
(c) B 、D 处为局部自由度，应消除。
3n =， p h =2，p l =2。
自由度 323323121W l h F n p p =--=⨯-⨯-⨯=。
(d) CH 或DG 、J 处为虚约束，B 处为局部自由度，应消除。
6n =，p h =1，p l =8。
自由度 32362811W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(e) 由于采用对称结构，其中一边的双联齿轮构成虚约束，在连接的轴颈处，外壳与支架处的连接构成一个虚约束转动副,双联齿轮与外壳一边构成虚约束。
其中的一边为复合铰链。
其中4n =，p h =2，p l =4。
自由度 32342422W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(f) 其中，8n =，p h =0，p l =11。
自由度 323821102W l h F n p p =--=⨯-⨯-=。
(g) ① 当未刹车时，6n =，p h =0，p l =8，刹车机构自由度为 32362802W l h F n p p =--=⨯-⨯-=② 当闸瓦之一刹紧车轮时，5n =，p h =0，p l =7，刹车机构自由度为 32352701W l h F n p p =--=⨯-⨯-=③ 当两个闸瓦同时刹紧车轮时，4n =，p h =0，p l =6，刹车机构自由度为32342602W l h F n p p =--=⨯-⨯-=2-3 判断图示机构是否有确定的运动，若否，提出修改方案。
机械原理课后习题答案部分
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。
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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。
机械原理课后答案第9章
第9章作业9-1 何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击?试补全图示各段s一δ、v一δ、α一δ曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？答凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬问作用到构件上，使构件产生强烈的冲击；而柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上，使构件产生的冲击。
s-δ, v-δ, a-δ曲线见图。
在图9-1中B，C处有刚性冲击，在0，A，D，E处有柔性冲击。
9—2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象?它对凸轮机构的工作有何影响?如何加以避免?答在用包络的方法确定凸轮的工作廓线时，凸轮的工作廓线出现尖点的现象称为变尖现象：凸轮的工作廓线使推杆不能实现预期的运动规律的现象件为失真现象。
变尖的工作廓线极易磨损，使推杆运动失真．使推杆运动规律达不到设计要求，因此应设法避免。
变尖和失真现象可通过增大凸轮的基圆半径．减小滚子半径以及修改推杆的运动规律等方法来避免。
9—3力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角的确定是否一样?为什么?答力封闭与几何封闭凸轮机沟的许用压力角的确定是不一样的。
因为在回程阶段-对于力封闭的凸轮饥构，由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力F，而是推杆所受的封闭力．其不存在自锁的同题，故允许采用较大的压力角。
但为使推秆与凸轮之间的作用力不致过大。
也需限定较大的许用压力角。
而对于几何形状封闭的凸轮机构，则需要考虑自锁的问题。
许用压力角相对就小一些。
9—4一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子？问是否可行?为什么?答不可行。
因为滚子半径增大后。
凸轮的理论廓线改变了．推杆的运动规律也势必发生变化。
题9-1图9—5一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的办法来改善，问是否可行?为什么?答 不可行。
因为推杆偏置的大小、方向的改变会直接影响推杆的运动规律．而原凸轮机构推杆的运动规律应该是不允许擅自改动的。
机械原理习题及答案
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1.1解释下列概念
1.运动副；
2.机构自由度；
3.机构运动简图；
4.机构结构分析；
5.高副低代。
1.2验算下列机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改办法。
题1.2图题1.3图
1.3 绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度(其中构件9为机架)。
1.4 计算下列机构自由度，并说明注意事项。
1.5计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题1.4图
题1.5图
第2章平面机构的运动分析2.1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
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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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3 。
（10分)图中所示斜齿圆柱齿轮传动——蜗杆传动组成的传动装置。
动力由Ⅰ轴输入，蜗轮4为右旋齿，试求：（1)为使蜗轮4按图中n4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向。
(2）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分,确定斜齿轮1和齿轮2的轮齿旋向.(3）在图中画出齿轮1和蜗轮4所受的各分力方向。
III1234n4I14n44. 分析题（5分)根据图中注明的尺寸,判断各铰链四杆机构的类型。
a ba；b五、计算题（25分）1.计算图示两机构的自由度（5分）。
2。
在图示轮系中，已知z1=z4=40，z2=z5=30,z3=z6=100，求：i1H。
（8分）答案3。
(共10分）图中所示斜齿圆柱齿轮传动——蜗杆传动组成的传动装置。
动力由Ⅰ轴输入，蜗轮4为右旋齿,试求： （1）（2分)为使蜗轮4按图中n 4方向转动，确定斜齿轮1的转动方向。
答：转向如图，箭头下上。
（2）(2分）为使中间轴Ⅱ所受的轴向力能抵消一部分，确定斜齿轮1和齿轮2的轮齿旋向。
答:斜齿轮1 左旋,斜齿轮2 右旋。
（3)（6分，每个分力1分)在图中画出齿轮1和蜗轮4所受的各分力方向。
I1234n4n1I14n4Fr4Fr3Ft4Fa3Fa4Fa34。
分析题（5分）根据图中注明的尺寸,判断各铰链四杆机构的类型。
a 曲柄摇杆机构 b 双曲柄机构五、计算题（25分)1.计算图示两机构的自由度(5分）.11112831118=-⨯-⨯====n P P n H L2.在图示轮系中，已知z 1=z 4=40，z 2=z 5=30，z 3=z 6=100,求：i 1H 。
09机械原理真题答案
0.375 0.075 m 5 r mz / 2 2r 150 z 15 m 10 r
（2） xm 77 75 2, x
v
s
m
2
2 xm tan
10 2 0.2 10 0.36397 17.164 2
2 0.2 10
第 5 页 共 5 页
n1 n H 15 65 13 0 nH 60 20 16
n1 3 n H 16
3 2′ 2
图4 1
九、如图5所示，已知a=100,b=280,c=200,，试求该机构为曲柄摇杆机构时d的尺寸范围。 （15 分） b a d 解：1、当d为最长杆时 a+d b+c d b+c-a=380 2、当 d 不为最长杆时 a+b c+d da+b-c=180 综上所述，d的尺寸范围为180 d 380 c 图5
V1 1
2
图3
解： V1 1
2
2 FR
FQ
Fd
X方向： FR sin( ) Fd Y方向： FR cos( ) FQ
第 3 页 共 5 页
Fd
Fd FQ tan( ) FQ tan(45 14.036 ) 16667 N .
5曲柄滑块机构当曲柄处在与滑块的移动方向垂直时其传动角?为最小值导杆机构其中滑块对导杆的作用力方向始终垂直于导杆其传动角?为906设计滚子推杆盘形凸轮机构时若发现工作廓线有变尖的现象则在尺寸参数改变上应采取的措施是增大基圆半径
二 O O 九年招收硕士研究生入学考试试题
考试科目及代码： 机械原理 代码 859 适用专业： 机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论，车辆工程
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力作用点的速度方向： 沿移动副导路方向。
1) 凸轮从图示位置转过90º 后推杆的位移； 图示位置推杆的位移量S0应 是沿推杆的导路方向(与偏距圆 相切)从基圆开始向外量取。 凸轮从图示位置转过90º 后 推杆的位移等于推杆从图示位 置反转90º 后的位移。 推杆从图示位置反转90º 后 的导路方向仍于与偏距圆相切。 其位移量S1 仍是沿推杆的导路 方向从基圆开始向外量取。 凸轮从图示位置转过90º 后推杆的位移：S=S1 -S0
2)远休2 2 dx / d ( s 0 s ) cos( 2) e sin( 2) 3 3 2 2 dy / d ( s 0 s ) sin( 2) e cos( 2) 3 3
3 [0, / 3] 5 5 5 dx / d (ds / d )sin( 3) ( s 0 s) cos( 3) e sin( 3) 6 6 6 3h 5 5 5 sin(3 3)sin( 3) ( s 0 s)( 3) e sin( 3) 2 6 6 6 5 5 5 dy / d (ds / d )sin( 3) ( s 0 s)sin( 3) e cos( 3) 6 6 6 3h 5 5 5 sin(3 3) cos( 3) ( s 0 s)sin( 3) e cos( 3) 2 6 6 6 4)近休阶段 4 [0,5 / 6] 7 7 dx / d ( s 0 s ) cos( 4) e sin( 4) 6 6 7 7 dy / d ( s 0 s ) sin( 4) e cos( 4) 6 6
1)推程阶段
1 [0, 2 / 3] dx / d (ds / d ) sin 1 ( s 0 s) cos 1 e sin 1 3h { [1 cos(3 1)]}sin 1 ( s 0 s) cos 1 e sin 1 2 dy / d (ds / d ) cos 1 ( s 0 s )( sin 1) e cos 1 3h { [1 cos(3 1)]}cos 1 ( s 0 s ) sin 1 e cos 1 2
9-8
作出凸轮的理论 廓线和凸轮的基圆。 以A’为圆心，A到滚子 中心的距离为半径作 圆弧，分别交基圆和 理论廓线于C、C’点， 则C’A’C为所求的位 移角。
过C’作公法线 O’C’，过C’作A’C’的 垂线，则两线的夹角 为所求的压力角。
9-14
9-14
9-14
9-14
(1)求理论廓线
s4 0
(2)求工作廓线
4 [0,5 / 6]
x ' x rr cos y ' y rr sin
其中
sin (dx / d ) / (dx / d ) 2 (dy / d ) 2 cos (dy / d ) / (dx / d ) 2 (dy / d ) 2
2)远休阶段
02 30 / 6
s 2 50mm
2 [0, / 6]
3)回程阶段
03 60 / 3
3 [0, / 3]
s3 h[1 cos( 3 / 03)]/ 2 h[1 cos 3 3]/ 2
4)近休阶段
04 150 5 / 6
9-7 试标出 a 图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从 图示位置转过90后推杆的位移；标出图b 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。
a
b
1) a 图在图示位置时凸轮机构的压力角， 凸轮机构的压力角: 在 不计摩擦的情况下，从动件 所受正压力方向与力作用点 的速度方向之间所夹的锐角。 从动件所受正压力方向： 滚子中心与凸轮几何中心的 连线。
2) 标出图b 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。
应用反转法求出推杆从 图示位置升高位移s 时，滚子 中心在反转运动中占据的位置。
由于滚子中心所在的推 杆导路始终与偏距圆相切，过 滚子中心作偏距圆切线，该切 线即是推杆反转后的位置。
9-8
作AOA’=90º ，并 使AO=A’O，则A’为推 杆摆动中心在反转过程 中占据的位置。 作出凸轮的理论廓线和 凸轮的基圆。以A’为圆 心，A到滚子中心的距 离为半径作圆弧，交理 论廓线于C’点，以C’为 圆心，r为半径作圆弧 交凸轮实际廓线于B’点。 则B’点为所求。
3)回程阶段
x (s0 s)sin e cos (45.83 s)sin 20cos y (s0 s)cos e sin (45.83 s)cos 20sin
01 120 2 / 3
式中位移应分段计算 1)推程阶段
s1 h[( 1 / 01) sin(2 1 / 01) /(2 )] h[(3 1 / 2 ) sin(3 1) /(2 )] 1 [0,2 / 3]