平面机构的结构分析课后答案
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。
平面机构的结构分析机械原理习题集答案
2）求 、
3）求当 =0时
由渐开线函数表查得：
2、试问渐开线标准齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数 应为多少，又当齿数大于以上求得的齿数时，基圆与齿根圆哪个大？
解
由 有
当齿根圆与基圆重合时，
当 时，根圆大于基圆。
3、一个标准直齿圆柱齿轮的模数 =5mm，压力角 =20º，齿数 =18。如图所示，设将直径相同的两圆棒分别放在该轮直径方向相对的齿槽中，圆棒与两侧齿廓正好切于分度圆上，试求1）圆棒的半径 ；2）两圆棒外顶点之间的距离（即棒跨距） 。
机构的基本杆组图为
此机构为Ⅱ级机构
3）取构件EG为原动件时
此机构的基本杆组图为
此机构为Ⅲ级机构
平面机构的运动分析
1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号 直接标注在图上）。
2、在图a所示的四杆机构中， =60mm， =90mm， = =120mm， =10rad/s，试用瞬心法求：
1）当 = 时，点C的速度 ；
解
取坐标系xAy，并标出各杆矢量及方位角如图所示：
1）位置分析机构矢量封闭方程
分别用 和 点积上式两端，有
故得：
2）速度分析式a对时间一次求导，得
上式两端用 点积，求得：
式d）用 点积，消去 ，求得
3）加速度分析将式（d）对时间t求一次导，得：
用 点积上式的两端，求得：
用 点积（g），可求得：
351.063
平面连杆机构及其设计
1、在图示铰链四杆机构中，已知： =50mm， =35mm， =30mm， 为机架，
1）若此机构为曲柄摇杆机构，且 为曲柄，求 的最大值；
2）若此机构为双曲柄机构，求 的范围；
《机械原理》课后习题附答案
CB D BC平面机构结构分析专业———班级———学号———姓名——— 1.图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。
C B 35 A 24 1解：1）取比例尺μ1＝1mm/mm 绘制机构运动简图2）分析是否能实现设计意图由图：n=3 pι=4 p h=1因为:F=3n-2pι-p h =3x3-2x4-1=0因此，此简易冲床不能运动。
因为由构件3，4，5 及运动副B，C，D 组成不能运动的刚性机架3）提出修改方案为了使此机构能运动，应增加机构的自由度。
修改方案：D(1 (2DG7D 64C EF9 38B 2 A122如图所示为一小型压力机。
图中齿轮 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。
b)解：计算该机构的自由度n=7， p ι=9， p h =2 F=3n-2p e -p h =3x7-2x8-2=13. 试计算下列二图所示齿轮连杆组合机构的自由度。
图中相切的圆周表示一对齿轮传动的节圆；凡局部自由度、复合铰链和虚约束均需明确指出。
解：a ）解n=4 P ι=5 Ph=1F=3x4-2x5-1=134 C A复合铰链1a)BD 5b）解：n＝6 Pι=7 Ph=3F＝3×6－2×7－3＝14.试计算下列二图所示压榨机的自由度。
图a 中，左右两半完全对称；图b 中，CD = FI = KL = KM = FJ = CE，LI =KF = MJ = JE = FC = ID。
机械设计基础 课后习题答案 第三版 高等教育出版社课后答案(1-18章全)
机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社课后答案(1-18章全)机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第 1 章机械设计概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 1第 2 章摩擦、磨损及润滑概述??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????? 3第 3 章平面机构的结构分析??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 12第 4 章平面连杆机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 16第 5 章凸轮机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????36第 6 章间歇运动机构??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 46第7 章螺纹连接与螺旋传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????? 48第8 章带传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????60第9 章链传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????73第10 章齿轮传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????80第11章蜗杆传动??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????112第12 章齿轮系??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????124第13 章机械传动设计???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 131第14 章轴和轴毂连接??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????????????? 133第15 章轴承??????????????????????????????????????????????????????????????????? ??????????????????????????????????????????????????138第16 章其他常用零、部件??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 152第17 章机械的平衡与调速??????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? 156第18 章机械设计CAD 简介??????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????163第1章机械设计概述1.1 机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
《机械原理》练习册及答案
《机械设计基础》习题网上选答第3章平面机构的结构分析1判断：（1）大多数的常用机构是空间机构(×)（2）一个作平面运动的构件有2个独立运动参数(×)（3）一个作平面运动的构件有5个自由度(×)（4）转动副的约束数为2(√)（5）高副的约束数为1(√)（6）由于两构件接触，便限制了构件的某些独立运动。
(√)（7）为了定性的表述个构件间的相互关系，不按比例尺绘制的机构图形称为机构运动简图。
(×) （8）采用复合铰链，可以使机构工作起来省力。
(×)（9）机构采用局部自由度会影响机构的输出运动的自由度。
(×)（10）机构的自由度大于零是机构具有确定相对运动的必要条件。
(×)（11）为了定性的表述各构件间的相互关系，不按比例尺绘制的机构图形称为机构简图。
(√) （12）机构自由度数目就是机构杆组的数目。
(×)2填空：（1）2 个以上的构件以运动副联接构成的系统称为运动链。
（2）机构中输入运动的构件称为主动件。
（3）机构是由(主动件)、(从动件)和(机架)三部分组成。
（4）构件上参与接触的点、线、面称为运动副元素。
（5）移动副保留1个自由度。
（6）两构件组成平面高副时其运动简图中应画出两构件接触处的曲线轮廓。
（7）一个构件具有多个转动副时，则应在两条线交接处涂黑。
（8）机构是具有确定的相对运动的实物组合。
（9）作为平面运动构件的位置，可由三个独立参数来决定。
3名词解释：（1）机构运动简图（2）.运动副：两构件接触而形成的可动联接称为运动副。
（3）.转动副：允许构件作相对转动的运动副。
（4）移动副：允许构件作相对移动的运动副。
（5）..机构：一个构件固定并使另几个构件按给定的运动规律运动，这样的运动链构成机构。
（6）.原动件：也称主动件，机构中按外部给定的运动规律运动的构件。
（7）.高副：由两构件点接触或线接触构成的运动副。
（8）.自由度：允许外部给与机构独立位置参数的数目。
机械设计基础(陈立德第三版)课后答案(1-18章全)
当 、 、 时的位移 、 、 分别为
（1）用极标法求理论轮廊上对应点的坐标值。
选取凸轮转轴中心为坐标原点，OX通过从动件的运动起始点，则理论轮廊上某点的极坐标方程为
因该凸轮机构为对心直动从动件，故 、 、 、
可求得
当 时：
当 时：
当 时：
（2）用极坐标方法出实际轮廓上对应点的坐标值。
紧螺栓连接中，螺纹部分受轴向力作用产生拉伸正应力σ，因螺纹摩擦力矩的作用产生扭转剪应力τ，螺栓螺纹部分产生拉伸与扭转的组合变形，根据强度理论建立强度条件进行强度计算。
7.10铰制孔用螺栓连接有何特点？用于承受何种载荷？
答：铰制孔用螺栓连接在装配时螺栓杆与孔壁间采用过渡配合，没有间隙，螺母不必拧得很紧。工作时螺栓连接承受横向载荷，螺栓在连接结合面处受剪切作用，螺栓杆与被连接件孔壁相互挤压。
5.7用作图法求出下列各凸轮从如题5.7所示位置转到B点而与从动件接触时凸轮的转角 。（可在题5.7图上标出来）。
题5.7图
答：
如题5.7答案图
5.8用作图法求出下列各凸轮从如题5.8图所示位置转过 后机构的压力角 。（可在题5.8图上标出来）
题5.8图
答：
如题5.8答案图
题5.9答案图
5.10一对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮顺时针匀速转动，基圆半径 ，行程 ，滚子半径 ，推程运动角 ，从动件按正弦加速度规律运动，试用极坐标法求出凸轮转角 、 、 时凸轮理论轮廊与实际轮廓上对应点的坐标。
11.12 试分析如题11.12图所示的蜗杆传动中，蜗杆、蜗轮的转动方向及所受各分力的方向。
题11.12
答：蜗杆、蜗轮的转动方向及所受各分力的方向如题11.12答案图所示。
第一章 平面机构的结构分析习题解答
1.1 试画出图1.1（a）所示泵机构的机构运动简图，并计算其自由度。
【分析】在绘制机构运动简图时，首先必须搞清机构的组成及运动传递情况。
在图示机构中，偏心盘1为原动件，其与机架4构成转动副A；构件1与带环的柱塞2构成转动副B（不管转动副外形尺寸大小如何，均系绕着它的转动中心回转，故均用在转动中心处的小圆圈来表示）；构件2则在摆动盘3的槽中来回移动，构成移动副，其相对移动方向沿BC方向；构件3与机架4组成转动副C，其在摆动盘3的中心处。
解：根据上述分析，再选定一适当的比例尺和视图平面，并依次定出各转动副的位置和移动副导路的方位。
就不难画出其机构运动简图，如图b 所示。
由于该机构具有三个活动构件、三个转动副和一个移动副，没有高副，没有局部自由度和虚约束，故机构的自由度为F=3n-（2p l-p h）=3×3-（2×4） =1【评注】绘制机构运动简图时,不管机构多么复杂，从原动件开始循着运动的传递路径，搞清相接触的构件之间构成什么运动副及运动副的位置最为关键。
1.2 图1.2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输人，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（尺寸按结构图画出即可），分析其运动是否能实现设计意图，并提出修改措施。
(a) (b)图1.1 图1.2【分析】该机构的机构运动简图如图1.3(a)所示。
要分析其运动是否能实现设计意图，就要计算机构自由度，不难求出该机构自由度为零，即机构不能动。
要使该机构具有确定的运动，就要设法使其再增加一个自由度。
解：机构运动简图见图1.3（a）自由度F=3n-（2p l+p h）=3×3-（2×4+1）=0图1.3该简易机床设计方案的机构不能运动。
修改措施：（1）在构件3、4之间加一连杆及一个转动副（图（b）示）；（2）在构件3、4之间加一滑块及一个移动副（图（c）示）；（3）在构件3、4之间加一局部自由度滚子及一个平面高副（图（d）示）；修改措施还可以提出几种，如3杆可利用凸轮轮廓与推杆4接触推动4杆等。
《机械原理》第七版 (郑文纬 吴克坚 著)课后习题答案-高等教学出版社
构的级别。
解：
D3
4E
5
C
n F =
3==×43，4n2−−p2l2=×p55l ，−−1pp1Ahh
=
1
3 5
4
n = 5，pl = 7，ph =6 0
2F =
3=×35n−−122×p7l
− −
ph 0
A
=1 B
=1
低代前：
n = 4，pl = 5，ph = 1 F = 3n − 2 pl − ph = 3× 4 − 2×5 −1
= 3×12 − 2 ×17 − 1− 1 +1
=1
解 2：C 为复合铰链，I 为局部自由度（焊死），
K
EFGC 为虚约束（去掉）。
N
n = 8，pl = 11，ph = 1
F = 3n − 2 pl − ph
= 3× 8 − 2 ×11− 1
=1
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。
2 4C
3
5D
B
解：
1 A
8
n = 7，pl = 10，ph = 0 F = 3n − 2 pl − PpRhP II 级杆组 = 3 × 7 − 2 ×10 =1
6E
RRP II 级杆组
7
RPR II 级杆组
机构由 3 个 ΙΙ 级杆组组成，为 II 级机构。
班级
姓 名2 学号
-5-
3 4
℡
成绩 任课教师 批改日期 1
H
E
I
n = 8，pl = 10，ph = 3
F = 3n − 2 pl − ph
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第3章平面机构的结构分析
3.1 机构具有确定运动的条件是什么?
答：机构的主动件数等于自由度数时,机构就具有确定的相对运动。
3.2 在计算机构的自由度时，要注意哪些事项？
答：应注意机构中是否包含着复合铰链、局部自由度、虚约束。
3.3 机构运动简图有什么作用？如何绘制机构运动简图？
答：（1）能抛开机构的具体结构和构件的真实外形，简明地表达机构的传动原理，并能对机构进行方案讨论和运动、受力分析。
（2）绘制机构运动简图的步骤如下所述：
①认真研究机构的结构及其动作原理，分清机架，确定主动件。
②循着运动传递的路线，搞清各构件间相对运动的性质，确定运
动副的种类。
③测量出运动副间的相对位置。
④选择视图平面和比例尺，用规定的线条和符号表示其构件和运动副，绘制成机构运动简图。
3.4 计算如题3.4图所示各机构的自由度，并说明欲使其具有确定运动，需要有几个原动件？
题3.4图
答：a ）L H 9130n P P ===，，代入式（3.1）中可得
L H 323921301F n P P =--=⨯-⨯-=
此机构要具有确定的运动，需要有一个原动件。
b) B 处存在局部自由度，必须取消，即把滚子与杆刚化，则L H 332n P P ===，，，代入式（3.1）中可得
L H 32332321F n P P =--=⨯-⨯-=
此机构要具有确定的运动，需要有一个原动件。
c) L H 570n P P ===，，代入式（3.1）中可得
L H 32352701F n P P =--=⨯-⨯-=
此机构要具有确定的运动，需要有一个原动件。
3.5 绘制如题3.5图所示各机构的运动简图，并计算其自由度。
题3.5图
答：取L 0.001m /mm μ=，绘制运动简图如题3.5答案图所示：
题3.5答案图
图b)：L H 340n P P ===，，，则L H 321F n P P =--=。
3.6 试计算如题3.6图所示机构的自由度，并判断该机构的运动是否确定（图中绘有箭头的构件为原动件）。
题3.6图
解：a)：L H 7100n P P ===，，。
L H 32372101F n P P =--=⨯-⨯=
运动确定。
b) L H 570n P P ===，，
L H 3235271F n P P =--=⨯-⨯=
运动确定
c) L H 7100n P P ===，，。
L H 32372101F n P P =--=⨯-⨯=
运动确定
d) L H 442n P P ===，，。
L H 32342422F n P P =--=⨯-⨯-=
运动确定。
e) L H 340n P P ===，，。
L H 3233241F n P P =--=⨯-⨯=
运动确定。
f) L H 570n P P ===，，。
L H 3235271F n P P =--=⨯-⨯=
运动确定。
3.7 试问如题3.7图所示各机构在组成上是否合理？如不合理，请针对错误提出修改方案。
题3.7图
答：图示机构的自由度为零，故都不合理，修改方案如下：
对于题3.7图a的机构，在D处改为一个滑块，如题3.7图a所示。
对于题3.7图b的机构，在构件4上增加一个转动副，如题3.7答案图b所示；或在构件4的D处添加一滑块，如题3.7答案图c所示。
题3.7答案图。