机械原理第2章习题答案
机械原理 课后习题答案
⎛ ⎜ ⎝
m / s2 mm
⎞ ⎟ ⎠
作加速度图
C
2
3
D
B
p(d) 4
(c3)
b2 (b1) (b3)
题3-8 c) 解(续2)
[解]
（3）加速度分析 aB 2 (= aB1) → aB3 → aC 3
1) 求aB2
A 1 ω1
2) 求aB3
aB3
=
an B3D
+
at B3D
=
aB
2
+
ak B3B2
得d点
p(c3)
E
vD = μv pd = 0.005 × 44.6 = 0.223 (m / s)
作 de ⊥ bc2
并使
de = DE = lDE = 40 bd BD lBD 50
得e点
vE = μv pe = 0.005 × 32.0 = 0.16 (m / s)
3) 求ω2
ω2
=
vC 2B lBC
p' = 2p'l + p'h − 3n' = 2 × 3 + 0 − 3× 2 = 0
p' = 2p'l + p'h − 3n' = 2 ×10 + 0 − 3×6 = 2
F = 3n − (2pl + ph − p') − F' = 3 × 11 − (2 × 17 + 0 − 2) − 0 =1
P24
B P23
3
2A
P12
1
4
D
P14
vE
=
vB
P13 E P13B
机械原理第2章习题答案
2-1 绘制题图2-1所示各个平面机械实体的机构运动示意图（无精确尺寸的比例要求）。
手摇打气筒汽车发动机罩壳泵手动冲孔机1颚式破碎机偏心轮传动机构水泵折叠椅开关窗机构夹钳剪刀式千斤顶题图2-1解：2-4 在题图2-4所示的铰链四杆机构中，已知l AB =50mm ，l BO 1=35mm ，l O 1O 3 =30mm ，取O 1O 3为机架。
（1） 如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且O 1A 是曲柄，求l AO 1的取值范围； （2） 如果该机构能成为双曲柄机构，求l AO 1的取值范围； （3） 如果该机构能成为双摇杆机构，求l AO 1的取值范围。
AB1O 3O题图2-4答：(1) l AO115mm(2) 45mm l AO155mm(3) 15mm< l AO1<45mm 或55< l AO1<1152-5 在题图2-5所示的铰链四杆机构中，各杆件长度分别为l AB =28mm ，l BC =70mm ，l CD =50mm ，l AD =72mm 。
若取AB 为机架，该机构将演化为何种类型的机构为什么请说明这时C 、D 两个转动副是周转副还是摆转副ABC题图2-5答：由于28+72 < 70+50，因此存在曲柄，又因为AB 为最短杆，故若取AB 为机架，该机构将演化为为双曲柄机构。
这时C 、D 均为摆转副。
2-6 试推导有无偏置条件下，曲柄滑块机构中的曲柄存在条件。
已知曲柄长为a ，连杆长为b ，偏置为e 。
答：无偏置时，曲柄存在的条件是ab ；有偏置时，曲柄存在的条件是a +eb 。
机械原理概念题及答案
第2章机构的结构分析一、选择题1.机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间 B 产生任何相对运动。
A．可以B．不能2.基本杆组的自由度应为 C 。
A．－1 B．+1 C．03.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于 B 。
A．0 B．1 C．24.平面运动副提供约束为 C 。
A．1 B．2 C．1或25.由4个构件组成的复合铰链，共有 B 个转动副。
A．2 B．3 C．46.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会 C 。
A．不变B．增多C．减少二、填空题1.机器中每一个制造单元体称为零件。
2.局部自由度虽不影响机构的运动，却减小了高副元素的磨损，所以机构中常出现局部自由度。
3.机器中每一个独立的运动单元体称为构件。
4.平面运动副的最大约束数为 2 ，最小约束数为 1 。
5.两构件通过面接触而构成的运动副称为低副；通过点、线接触而构成的运动副称为高副。
6.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生1 个约束。
三、判断题1.在平面机构中一个高副有两个自由度，引入一个约束。
（√）2.在杆组并接时可将同一杆组上的各个外接运动副连接在同一构件上。
（×）3.若两个构件之间组成了两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。
（×）4.六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有6个转动副。
（×）5.在平面机构中一个高副引入二个约束。
（×）6.任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的。
（√）7.任何机构都是由机架加原动件再加自由度为零的基本杆组组成。
因此基本杆组是自由度为零的运动链。
（√）8.平面低副具有2个自由度，1个约束。
（×）9.当机构自由度F＞0，且等于原动件数时，该机构具有确定运动。
（√）第3章平面机构的运动分析一、选择题1.平面六杆机构有共有 A 个瞬心。
西北工业大学机械原理课后答案第2章（可编辑）
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)。
题2-11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。
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。
机械原理习题参考答案
习题参考答案第二章机构的结构分析2-2 图2-38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，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
4351 2解答：原机构自由度F=3⨯3- 2 ⨯4-1 = 0，结构均可：1为滚子；2为摆杆；3为滑块；4为滑杆；5为齿轮及凸轮；6为连杆；7为齿轮及偏心轮；8为机架；9为压头。
试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
O齿轮及偏心轮ωA齿轮及凸轮BEFDC压头机架连杆滑杆滑块摆杆滚子解答：n=7; P l =9; P h =2，F=3⨯7-2 ⨯9-2 = 12-6 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3⨯7-2 ⨯9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束b) n=5; P l =6; P h =2，F=3⨯5-2 ⨯6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA2-7 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
BDCA(a)CDBA(b)解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4-2 ⨯5-1=1 A 处存在复合铰链b) n=6; P l =7; P h =3，F=3⨯6-2 ⨯7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链2-8 试计算图2-44所示刹车机构的自由度。
并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。
解答：① 当未刹车时，F=3⨯6-2 ⨯8=2② 在刹车瞬时，F=3⨯5-2⨯7=1，此时构件EFG 和车轮接触成为一体，位置保持不变，可看作为机架。
③ 完全刹死以后，F=3⨯4-2⨯6=0，此时构件EFG 、HIJ 和车轮接触成为一体，位置保持不变，可看作为机架。
机械原理-第二章答案
第2章机构的结构分析1．判断题（1）机构能够运动的基本条件是其自由度必须大于零。
（错误 ）（2）在平面机构中，一个高副引入两个约束。
（错误 ）（3）移动副和转动副所引入的约束数目相等。
（正确 ）（4）一切自由度不为一的机构都不可能有确定的运动。
（错误 ）（5）一个作平面运动的自由构件有六个自由度。
（错误 ）2．选择题(1) 两构件构成运动副的主要特征是（ D ）。
A ．两构件以点线面相接触B ．两构件能作相对运动C ．两构件相连接D ．两构件既连接又能作一定的相对运动(2) 机构的运动简图与（ D ）无关。
A ．构件数目B ．运动副的类型C ．运动副的相对位置D ．构件和运动副的结构(3) 有一构件的实际长度0.5m L =，画在机构运动简图中的长度为20mm ，则画此机构运动简图时所取的长度比例尺l μ是（ D ）。
A ．25B ．25mm/mC ．1:25D ．0．025m/mm(4) 用一个平面低副连接两个做平面运动的构件所形成的运动链共有（B ）个自由度。
A ．3B ．4C ．5D ．6(5) 在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（A ）。
A ．虚约束B ．局部自由度C ．复合铰链D ．真约束(6) 机构具有确定运动的条件是（ D ）。
A ．机构的自由度0≥FB ．机构的构件数4≥NC ．原动件数W ＞1D ．机构的自由度F ＞0, 并且=F 原动件数W(7) 如图2-34所示的三种机构运动简图中，运动不确定是( C )。
A ．（a ）和（b ）B ．（b ）和（c ）C ．（a ）和（c ）D ．（a ）、（b ）和（c ）(8) Ⅲ级杆组应由（ B ）组成。
(a) (c)(b)图2-34A．三个构件和六个低副 B．四个构件和六个低副C．二个构件和三个低副D．机架和原动件(9)有两个平面机构的自由度都等于１，现用一个有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，这时自由度等于（ B ）。
机械原理课后答案第2章
（2）如将D处结构改为如图b所示形式，即仅由两个移动副组成。注意，此时在该处将带来一个虚约束。因为构件3、6和构件5、6均组成移动副，均要限制构件6在图纸平面内转动，这两者是重复的，故其中有一个为虚约束。经分析知这时机构的活动构件数为6，低副数为7，高副数和局部自由度数均为2，虚约束数为1，故机构的自由度为
(3)加速度分析：
以C为重合点，有
aC2== aB+ anC2B+ atC2B== aC3+ akC2C3+ arC2C3
大小ω12lABω22lBC? 0 2ω3vC2C3?
方向B—A C—B ┴BC ┴BC //BC
其中anC2B=ω22lBC=0.49 m／s2，akC2C3=2ω3vC2C3=0.7m／s2，以μa作加速度多在图示的摇块机构中，已知lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50 mm,lDE=40 mm，曲柄以等角速度ωl=40rad／S回转，试用图解法求机构在φ1=45º位置时，点D及E的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。
解(1)以μl作机构运动简图(a)所示。
F=3n- (2pl+ph- p’)- F’=3×6- (2ⅹ7+2-1)- 2=1
上述两种结构的机构虽然自由度均为一，但在性能上却各有千秋：前者的结构较复杂，但没有虚约束，在运动中不易产生卡涩现象；后者则相反，由于有一个虚约束，假如不能保证在运动过程中构件3、5始终垂直，在运动中就会出现卡涩甚至卡死现象，故其对制造精度要求较高。
VC=VB3+VCB3（2分）
（1分）
anB3+atB3=aB2+akB3B2+arB3B2（3分）
机械原理第二章练习题答案
机械原理第二章练习题答案机械原理第二章练习题答案第一题：一个质量为10kg的物体以2m/s的速度向上运动，经过2s后速度变为4m/s，请问这个物体所受到的力是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
首先计算加速度，加速度等于速度变化量除以时间，即(4m/s - 2m/s) / 2s = 1m/s²。
然后将加速度代入公式，力等于质量乘以加速度，即10kg * 1m/s² = 10N。
所以这个物体所受到的力是10N。
第二题：一个力为20N的物体受到一个与其运动方向相反的恒力作用，物体的加速度为4m/s²，请问物体的质量是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，20N = 质量* 4m/s²。
解方程可得质量= 20N / 4m/s² = 5kg。
所以物体的质量是5kg。
第三题：一个质量为2kg的物体受到一个力为10N的作用，物体的加速度是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，10N = 2kg * 加速度。
解方程可得加速度 = 10N / 2kg = 5m/s²。
所以物体的加速度是5m/s²。
第四题：一个质量为5kg的物体受到一个力为30N的作用，物体的加速度是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，30N = 5kg * 加速度。
解方程可得加速度= 30N / 5kg = 6m/s²。
所以物体的加速度是6m/s²。
第五题：一个质量为10kg的物体受到一个力为50N的作用，物体的加速度是多少？解析：根据牛顿第二定律，力等于质量乘以加速度。
将已知数据代入公式，50N = 10kg * 加速度。
解方程可得加速度= 50N / 10kg = 5m/s²。
所以物体的加速度是5m/s²。
通过以上练习题，我们可以看到牛顿第二定律在解决物体运动问题中的应用。
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2-1 绘制题图2-1所示各个平面机械实体的机构运动示意图（无精确尺寸的比例要求）。
手摇打气筒汽车发动机罩壳泵手动冲孔机
1
颚式破碎机偏心轮传动机构水泵
折叠椅
开关窗机构夹钳剪刀式千斤顶
题图2-1
解：
2-4 在题图2-4所示的铰链四杆机构中，已知l AB =50mm ，l BO 1=35mm ，l O 1O 3 =30mm ，取O 1O 3为机架。
（1） 如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且O 1A 是曲柄，求l AO 1的取值范围； （2） 如果该机构能成为双曲柄机构，求l AO 1的取值范围； （3） 如果该机构能成为双摇杆机构，求l AO 1的取值范围。
A
B
1O 3
O
题图2-4
答：(1) l AO115mm
(2) 45mm l AO155mm
(3) 15mm< l AO1<45mm 或55< l AO1<115
2-5 在题图2-5所示的铰链四杆机构中，各杆件长度分别为l AB =28mm ，l BC =70mm ，l CD =50mm ，
l AD =72mm 。
若取AB 为机架，该机构将演化为何种类型的机构为什么请说明这时C 、D 两个转
动副是周转副还是摆转副
A
B
C
题图2-5
答：由于28+72 < 70+50，因此存在曲柄，又因为AB 为最短杆，故若取AB 为机架，该机构将演化为为双曲柄机构。
这时C 、D 均为摆转副。
2-6 试推导有无偏置条件下，曲柄滑块机构中的曲柄存在条件。
已知曲柄长为a ，连杆长为
b ，偏置为e 。
答：无偏置时，曲柄存在的条件是a
b ；有偏置时，曲柄存在的条件是a +e
b 。