机械原理第二章习题
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
机械原理课后习题答案
《机械原理》课后习题答案第2章（P27）2-2 计算下列机构的自由度，如遇有复合铰链、局部自由度、虚约束等加以说明。
（a）n=3，p l=3 F=3*3-2*3=3（b）n=3，p l=3，p h=2 F=3*3-2*3-2=1 （B处有局部自由度）（c）n=7，p l=10 F=3*7-2*10=1（d）n=4，p l=4，p h=2 F=3*4-2*4-2=2 （A处有复合铰链）（e）n=3，p l=4 F=3*3-2*4=1 （A或D处有虚约束）（f）n=3，p l=4 F=3*3-2*4=1 （构件4和转动副E、F引入虚约束）（g）n=3，p l=5 F=(3-1)*3-(2-1)*5=1 （有公共约束）（h）n=9，p l=12，p h=2 F=3*9-2*12-2=1 （M处有复合铰链，C处有局部自由度）2-3 计算下列机构的自由度，拆杆组并确定机构的级别。
（a）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1由于组成该机构的基本杆组的最高级别为Ⅱ级杆组，故此机构为Ⅱ级机构。
（b）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1此机构为Ⅱ级机构。
（c）n=5，p l=7 F=3*5-2*7=1拆分时只须将主动件拆下，其它构件组成一个Ⅲ级杆组，故此机构为Ⅲ级机构。
2-4 验算下列运动链的运动是否确定，并提出具有确定运动的修改方案。
（a）n=3，p l=4，p h=1 F=3*3-2*4-1=0 该运动链不能运动。
修改方案如下图所示：（b）n=4，p l=6 F=3*4-2*6=0 该运动链不能运动。
或修改方案如下图所示：或第3章（P42）3-2 下列机构中，已知机构尺寸，求在图示位置时的所有瞬心。
（a）（b）（c）(a) v3=v P13=ω1P14P13μl3-6 在图示齿轮连杆机构中，三个圆互作纯滚，试利用相对瞬心P13来讨论轮1与轮3的传动比i13。
第5章（P80）5-2 一铰接四杆机构（2）机构的两极限位置如下图：（3）传动角最大和最小位置如下图：∵v p13=ω1P16P13μl=ω3P36P13μl∴i13=ω1/ω3=P36P13 / P16P13(1) ∵a+d=3.5 ，b+c=4∴a+d<b+c又∵最短杆为连架杆∴此机构为曲柄摇杆机构，可以实现连续转动与往复摆动之间的运动变换。
机械原理第二章练习题答案
机械原理第二章练习题答案一、选择题1. 机械原理中，下列哪个不是机构的基本要素？A. 构件B. 运动副C. 力D. 运动链答案：C2. 机械原理中，平面机构自由度的计算公式是：A. F = 3(n-1) - 2pB. F = 3n - 2pC. F = 3(n-1) + 2pD. F = 3n + 2p答案：B3. 以下哪个不属于平面四杆机构的基本类型？A. 双曲柄机构B. 双摇杆机构C. 曲柄摇杆机构D. 曲柄滑块机构答案：D二、填空题1. 机械原理中，平面机构的自由度是指机构具有的独立运动参数的数目，其计算公式为 \( F = 3n - 2p \)，其中 \( n \) 代表构件数，\( p \) 代表运动副数。
2. 平面四杆机构按照其运动特点可以分为双曲柄机构、双摇杆机构和曲柄摇杆机构，其中曲柄摇杆机构具有一个曲柄和一个摇杆。
三、简答题1. 简述平面机构的自由度对机械运动的影响。
答：平面机构的自由度决定了机构的运动能力。
自由度越高，机构的运动可能性越大，但同时也可能导致机构的控制更加复杂。
自由度为零时，机构处于完全约束状态，无法运动；自由度为1时，机构具有一个独立运动；自由度大于1时，机构具有多个独立运动。
2. 说明平面四杆机构的类型及其特点。
答：平面四杆机构分为三种基本类型：- 双曲柄机构：两个曲柄，无摇杆，运动平稳，但结构复杂。
- 双摇杆机构：两个摇杆，无曲柄，运动不平稳，结构简单。
- 曲柄摇杆机构：一个曲柄和一个摇杆，运动平稳，应用广泛。
四、计算题1. 已知一个平面机构由5个构件组成，其中转动副3个，滑动副2个，请计算该机构的自由度。
解：根据自由度计算公式 \( F = 3n - 2p \)，代入 \( n = 5 \) 和 \( p = 5 \)（转动副和滑动副总数），得到 \( F = 3 \times 5- 2 \times 5 = 7.5 \)。
由于自由度必须是整数，这里需要重新检查题目数据或假设条件。
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2、3、4、6章课后答案西北工业大学(第七版)
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。
机械原理习题
第二章机构的结构分析机械原理习题卡d)第二章机构的结构分析机械原理习题卡= d)第二章机构的结构分析机械原理习题卡第二章机构的结构分析机械原理习题卡第三章平面机构的运动分析机械原理习题卡①何谓机械效率？效率高低的实际意义是什么？提高机械效率的途径有哪些？②在串联机组中，总效率与各部分效率关系如何？如何才能提高这类机组的效率？第五章机械的效率和自锁机械原理习题卡第五章机械的效率和自锁机械原理习题卡第六章机械的平衡的通孔，位置Ⅱ处是一质量m2=0.5kg 试求此孔的直径与位置。
（钢的密度γ=7.8g/cm3机械原理习题卡第六章机械的平衡机械原理习题卡第七章机械的运转及其速度波动的调节机械原理习题卡①何谓等效构件？何谓等效力和等效力矩？何谓等效质量与等效转动惯量？②为什么要建立机器等效力学模型？建立时应遵循的原则是什么？建立机器等效力学模型的意义何在？对轴C的转动惯量J C=0.016 kg·m2，=10N·m。
若取曲柄1为等效构件，第七章机械的运转及其速度波动的调节机械原理习题卡第八章平面连杆机构及其设计机械原理习题卡第八章平面连杆机构及其设计机械原理习题卡第八章平面连杆机构及其设计机械原理习题卡第九章凸轮机构设计机械原理习题卡第九章凸轮机构设计机械原理习题卡第九章凸轮机构设计机械原理习题卡第十章齿轮机构及其设计机械原理习题卡第十章齿轮机构及其设计=20°，试分别求出其渐开线齿廓在分机械原理习题卡第十章齿轮机构及其设计机械原理习题卡。
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 ）。
《机原》第二章习题答案参考
2-6. 解
F=3n-2PL-PH =3×7-2×10
=1
2 BC
13 A5
6 KH 7
D
4F E
9
10
8 G
（b）A 有复合铰链 活动构件 10，低副 14
F=3n-2PL-PH =3×10-2×14
=2
（d）1,3 或 2,4 为虚约束，E 为虚约束，C 有复合铰链 活动构件数 5，低副 7. F=3n-2PL-PH =3×5-2×7 =1
（e）C,F,G 有局部自由度，C,D 有复合铰链 活动构件数 6，低副数 7，高副数 3 F=3n-2PL-PH =3×6-2×7-3 =1
（c）A 有局部自由度 活动构件 6，低副 8，高副 1
（f）B,C 有局部自由度，E,F 之一为虚约束 活动构件数 3，低副数 3，高副数 2
F=3n-2PL-PH =3×3-2×3-2
=1
=3×8-2×11-1
=1
（g）CEFG 为虚约束，C 有复合铰链，I 有 局部自由度 活动构件数 8，低副 11，高副数 1，
F=3n-2PL-PH 2-5. 解
E F2
5 1 G
C
3
4D
6
A
B 7
（h）E 有复合铰链，B 有局部自由度 活动构件数 7，低副 9，高副数 1，
F=3n-2PL-PH =3×7-2×9-1
2-3. 解：（1）绘制机构运动简图
错误，自由度为 0。改为
（2）计算自由度 去掉局部自由度（焊接滚子 6） 活动构件数 7，低副数 9，高副数 2 F=3n-2PL-PH =3×7-2×9-2 =1
2-4. 解：
F=3n-2PL-PH =3×6-2×8-1
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2
3 5 F5
4
E 7 8 K
9
6
7G I
A
C
H H
F 3n 2PL PH
n 8 PL 11 P 1 H
F 1
9. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
D 5 C 3 E I A F 6
G H
B 1
2
7
F 3n 2PL PH
F 3n 2PL PH
n 7 PL 9 P 1 H
F 2
7. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
F 3n 2PL PH
n 8 PL 10 P 1 H
F 3
8. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。 DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。
复合铰链
两个以上构件在同一处构成的转动轴线重合的转动副称为复合铰链。
由m个构件构成的复合铰链应当包含(m-1)个转动副。
F 3n 2PL PH
n 10 PL 14 P 0 H
活动构件的数目 低副的数目 高副的数目
F 2
2. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
F 3n 2PL PH
n 5 PL 7 P 0 H
F 1
12. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
F 3n 2PL PH
n 6 PL 7 P 3 H
F 1
13. 图示机构能否运动，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。
2、两轮中心不固定【按双齿啮合分析】
高副低代
运动形式的实现与转换
THE END !
虚约束-2
当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起约束作用，其余转动副 都是虚约束。
虚约束-3
如果机构中两活动构件上某两点的距离始终保持不变，此时若用具有两个转动副的附加构件来 连接这两个点，则将会引入一个虚约束。
虚约束-4
机构中对运动起重复限制作用的对称部分也往往会引入虚约束。
F 3n 2PL PH
n 3 PL 3 P 2 H
F 1
5. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
F 3n 2PL PH
n 7 PL 10 P 0 H
F 1
6. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
1族、2族、3族、4族机构。
n ——活动构件数目 Pi (i 1,2,3,4,5) —— i 级运动副的数目 i —— i 级运动副的约束数目
15. 计算如图所示平面机构的自由度。
(1) 法线重合的情况：按1个高副计算； (2) 法线不重合的情况：按2个高副计算。
合分析】
机械原理(第三版)习题 Principles of Mechanism (The third edition)
哈尔滨工业大学 丁刚
第2章 机构的结构分析
1. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
复合铰链
1. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
F 3n 2PL PH
n 3 PL 4 P 1 H
F 0
注意：主动件和执行构件的运动类型通常不能改变！
14. 计算如图所示平面机构的自由度。
F (6 m)n (i m)Pi
i m 1
5
m ——公共约束数目，m=0,1,2,3,4，相应的机构分别称为0族、
局部自由度
不影响机构整体运动的自由度，称为局部自由度。
F 3n 2PL PH
n 8 PL 11 P 1 H
F 1
3. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
虚约束 局部自由度
虚约束-1
当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余 都是虚约束。
虚约束-5
轨迹重合的情况可能引入虚约束。
3. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
虚约束 局部自由度
F 3n 2PL PH
n 6 PL 8 P 1 H
F 1
4. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 6 PL 8 P 1 H
F 1
10. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
F 3n 2PL PH
n 12 PL 17 P 1 H
F 1
11. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。