机械原理第四章作业题答案
机械原理习题及答案
第1章平面机构的结构分析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。
题2.1图2.2在图示机构中，已知各构件尺寸为l AB=180mm , l BC=280mm , l BD=450mm ,l CD=250mm ,l AE =120mm ,φ=30º, 构件AB上点E的速度为v E=150 mm /s ,试求该位置时C、D两点的速度及连杆2的角速度ω2。
2.3 在图示的摆动导杆机构中，已知l AB=30mm , l AC=100mm , l BD=50mm ,l DE=40mm ,φ1=45º,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s沿逆时针方向回转。
求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度（用相对运动图解法）。
题2.2图题2.3图2.4 在图示机构中，已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30º, 角速度ω1=10 rad/s ，角加速度α1=0，试求机构在该位置时构件5的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。
题2.4图2.5 图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。
（1）在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。
（2）以给出的速度和加速度矢量为已知条件，用相对运动矢量法写出求构件上D 点的速度和加速度矢量方程。
机械原理习题答案第四章
机械原理习题解答例4-1 绘制图4-2所示液压泵机构的机构运动简图。
解：该机构由机架1、原动件2和从动件3、4组成，共4个构件，属于平面四杆机构。
机构中构件1、2，构件2、3，构件4、1之间的相对运动为转动，即两构件间形成转动副，转动副中心分别位于A 、B 、C 点处；构件3、4之间的相对运动为移动，即两构件间形成移动副，移动副导路方向与构件3的中心线平行。
构件1的运动尺寸为A 、C 两点间距离，构件2的运动尺寸为A 、B 两点之间的距离，构件3从B 点出发，沿移动副导路方向与构件4在C 点形成移动副，构件4同时又在C 点与构件1形成转动副。
选择与各构件运动平面平行的平面作为绘制机构运动简图的视图平面。
选择比例尺l μ=0.001m/mm ，分别量出各构件的运动尺寸，绘出机构运动简图，并标明原动件及其转动方向，如图4-2所示。
例4-2 绘制图4-3所示简易冲床的机构运动简图。
解：图示机构中已标明原动件，构件6为机架，其余构件为从动件。
需要注意的是，在区分构件时应正确判断图中各构件都包括哪些部分，例如：构件3就包括两部分，如图所示。
该机构中构件1与机架以转动副连接，转动副中心位于固定轴的几何中心A 点处；构件2除与构件1形成回转中心位于C 点的转动副外，又与构件3形成移动副，移动副导路沿BC 方向；构件3也绕固定轴上一点B 转动，即构件3与机架形成的转动副位于B 点，同时构件3与构件2形成移动副，又与构件4形成中心位于D 点的转动副；构件4与构件5形图4-3 简易冲床机构l μ=0.001m/mm成中心位于E 点的转动副；构件5与机架6形成沿垂直方向的移动副。
该机构属于平面机构，因此选择与各构件运动平面平行的平面作为绘制机构运动简图的视图平面。
选择比例尺l μ=0.001m/mm ，量出各构件的运动尺寸，绘出机构运动简图，并标明原动件及其转动方向，如图4-3所示。
4-3 题4-３图为外科手术用剪刀。
(完整版)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。
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 。
陆宁樊江铃主编机械原理教材习题解答 (1-4章)
45O
c2
400
c2
3.14
第四章习题解答
P13
处于无穷远，则说明两构件1,3角速度相同
A 1 4
B 2
C
3
D
A
P13 1 4
B 2
C
3
D
两构件瞬心位于速度为零的点，而构件3是定轴转动构件，D 点速度为零，再有P13点速度为零，说明构件3瞬时角速度为 零
P24 ？？？
2 1 4 3 4
P24 ？？？
构件2与3组成移动副，角速度 永远相同，构件3平动，构件2 也平动，其瞬心位于无穷远， 与速度方向垂直。
F 3 8 2 11 1 1
F 3 4 2 5 1 1
第二章习题解答
P13
P24
P 13
P23
P12
P24
P13
4 A 1 B
3
C
2
组成移动副两构件角速度相同
2
1 3
3
1
A 1 4
2 C 3 B
A
P14 1
4
P12 C P34 3
2 B
陆宁，樊江玲主编 《机械原理》 48学时选择布置习 题解答
第一章习题解答
F 0
F 3 4 2 4 2 2
F 3 3 2 3 2 1
F 3 6 2 8 1 1
F 3 9 2 12 2 1
F 3 6 2 8 1 1
2 1 4 3 4
每个点都转动，但只要构件上的一条线段在任意位置都平 行，就是平动。与机架的瞬心在无穷远
第三章习题解答
3.2
k 1 180 36 O k 1
华中科技大学机械原理课后作业答案第4章
ra1
B1
rb1
N1 B2
a
rb2 o2
ra2
（2）用公式计算：按标准中心距安装，啮合角 和压力角相等。
rb1 齿顶圆压力角 cos a1 , a1 28.2 ra1 cos a 2 rb 2 , a 2 24.6 ra 2
1 ' ' a z1 (tg a1 tg ) z2 (tg a 2 tg ) 1.73 2 a 实际 - a 理论 最后校核计算误差 100%
1.2m arctan 4 R 170 a1 32.1 , a 2 65.9 f 2 arctan 根锥角： f 1 1 f 1 24.1 , f 2 2 f 2 57.9
hf
题4-11：（1）
因为刚好保证连续传动
B1B2 1, B1B2 pn m cos 11.8m m pn
（2）d1=76mm， d2=168mm，db1 =71.42mm， db2 =157.87mm,da1=84mm， da2=176mm
rb1 cos a1 , a1 31.8 ra1 cos a 2 rb 2 , a 2 26.2 ra 2
1?cos2221112122221122211222111????????????????????????????????ffffaafffafaffffmrhmmzzmrmmhddmm?????????????根锥角
4-9 一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知
z1=30,z2=60,m=4mm,α =20°，h*a=1，试按比例 精确作图画出无侧隙啮合时的实际啮合线B1B2的 长度，根据量得的B1B2计算重合度，并用重合度 计算公式计算进行对比校核。
机械原理作业答案(含相对运动图解法)
F
E D
A
C B 图7
以 EF 为原动件时，其基本杆组及驱动杆组如图 8 所示，为 II 级机构。
E
C
B
D
F
A 图8
16c 以 AB 为原动件和以 EF 为原动件时，均为 II 级机构，其基本杆组及驱动杆组分别如图 9、图
10 所示。
B
E
C
C
F
A
D
图9
B
D
C
C A
F E
图 10
16d 除去机构中局部自由度，高副低代后的机构示意图和其基本杆组及驱动杆组如图 11 所示，II 级 机构。
当 AB 为最长杆时，有 lAB+lAD>lBC+lCD，即 lAB+30>50+35，得到 lAB>55 mm；由于 AB 杆的最大长度不
能大于其余三杆长度之和，即 lAB< lBC+lCD+lAD=50+35=30=115 mm，得到 55 mm< lAB<115 mm。
综合以上分析，得到 AB 杆的取值为：15 mm<lAB<45 mm 或 55 mm< lAB<115 mm
图9
2.20 习题
2.21 习题
221 解 设计步骤为（参见图 11）： 1）=180(K1)/(K+1)=180(1.51)/(1.5+1)=36 2）选择长度比例尺l，根据已知条件，作出机架 AD 和摇杆的一个极限位置 DC1，并以 D 为圆心， CD1 为半径画圆弧。连接 AC1；代表摇杆的一个极限位置； 3）根据极位夹角定义，作与 AC1 夹角为 的射线 AC，其与圆弧分别交于 C2 和 C2，则 DC2 和 DC2 均可作为摇杆 CD 的两个极限位置。 4）若将 AC2 视为连杆与曲柄拉伸共线位置，AC1 视为连杆与曲柄重叠共线位置，则 lAB=0.5l(AC2AC1)49.3 mm，lBC=0.5l(AC2+AC1)120 mm 若将 AC1 视为连杆与曲柄拉伸共线位置，AC2 视为连杆与曲柄重叠共线位置，则
机械原理作业答案1-8-A4
3—6已知铰链四杆机构的位置及尺寸如图（a）所示，现已作出其速度多边形图（b）和加速度多边形（c）。试在图中求出：
(1)构件1、2、3上速度为vx的点X1、X2、X3的位置；
(2)构件2上速度为零的点M2的位置，并在加速度多边形图（c）上找出点m′2；
(3)构件2上加速度为零的点Q2的位置，并在速度多边形图（b）上找出点q2。
(3) 大小的表达式，在机构图上标出其方向。
（矢量方程及必要的分析计算）：
解：1．速度分析
方向∥AC⊥AB⊥CB
大小??
利用速度影像原理求得d2(d4)点,
方向⊥DE∥ED
大小??
利用速度影像原理求得f点,
2．加速度分析
方向∥AC B→A B→C⊥CB
大小??
利用加速度影像原理求得d2′(d4′)点
解：机构简图如下：
机构不能运动。
可修改为：
2—6计算图示自动送料剪床机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。
2—7计算图示机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
机构具有确定运动的条件是：F=原动件数，即取1个原动件。
2—8计算图示机构的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。说明该机构具有确定运动的条件。
3—3在图示的齿轮—连杆组合机构中，试用速度瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比。
3—4下列图示机构中，已知 ，试用相对运动图解法求C点的速度vC（在 的基础上作速度多边形并列出有关速度矢量方程）。
用速度影像原理求得c点，
3—5在图示干草压缩机中，已知ω1=5rad/s，lAB=150mm，lBC=600mm，lCE=300mm，lCD=460mm，lEF=600mm，xD=600mm，yD=500mm，yF=600mm，φ1=30°，求活塞5的速度v5和加速度a5。
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v
R12
R14
4
R21 B
R14
R41
R23
P
4 R41 R2
1
P
R21
R34
3
M(生产阻力） 4 R43
R23
3 ω34
Hale Waihona Puke V1444
R21
b
6、在图示连杆机构中，已知：驱动力P沿NN方向向上指，移动副 的摩擦角φ已知（自定），图中各转动副的摩擦圆已知（如图）， 要求（1）、画出各低副总反力的方向（15）； （2）、画出构件1、3之力平衡图 解： （1）、画出各 低副总反力的 方向； (2)、画力平衡图
填空题（每2分）
1、机构的静力分析是在 低速、轻型 条件下的力分析，而动态静力分析是 在 高速、重型 条件下的力分析。 2、两运动副的材料一定时，当量摩擦系数取决于 材料接触面接触情况
判断题（每2分）
2、当量摩擦系数fv与实际摩擦系数f 不同，是因为两物体接触面几何形状改 变，从而引起摩擦系数改变（ ） 3、在转动副中，无论什么情况，总反力始终应与摩擦圆相切（ ） 3、平衡力（或力矩）一般指的是驱动力或驱动力矩（ ）
简答题（每5分）
4、何谓当量摩擦系数 fv , 其意义何在？ 答： 意义在于：能使计算简化、公式统一，不论运动副元素的几何形状如 何，摩擦力的计算公式都表达为 F f G
f 21 V
计算与作图 5、图示为一曲柄滑块块机构的某个位置，Ｐ为作用在活塞上的力， 转动副Ａ、Ｂ及C上所画的虚线小圆为摩擦圆，试决定在此位置 时作用在各构件上的作用力的真实方向（10）。
R32 φ R43
3
N P Q α
1
4
R23 2
β
R21
4 R12
R41 N
P R21 R41 0
P
R21
R23 R43 Q 0
R41
构件1
6、在图示连杆机构中，已知：驱动力P沿NN方向向上指，移动副 的摩擦角φ已知（自定），图中各转动副的摩擦圆已知（如图）， 要求（1）、画出各低副总反力的方向（15）； （2）、画出构件1、3之力平衡图
R
0 32
R32 φ R43
3
N P Q α
1
解： （1）、画出各 低副总反力的 方向； (2)、画力平衡图
4
R23 2
β
R21
4
0 R12
R41 N
R12 Q R23 构件2 R43
P R21 R41 0
R23 R43 Q 0