机械原理习题解答第1-3章3月
机械原理习题册答案
参考答案 第一章 绪论一，填空题1.1 能量，物料，信息1.2运动，动力 1.3制造，运动，装配 二、选择题2.1 D 2.2 B 三，简答题第二章 机械的结构分析二、综合题1．n = 7 ，p l = 9 ，p h = 121927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。
2． （a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。
n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F3． （c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 313726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4． （a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅱ级组 因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。
（c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。
5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。
Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。
可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。
6． （a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。
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。
机械原理习题解答(第1-3章)3月
答：速度瞬心是互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速 度为零的重合点，也就是具有同一瞬时绝对速度的重合点 (即瞬时绝对速度速度相等的重合点)，简称瞬心。若瞬心 处的绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心，否则称为相 对瞬心。 3-2 何为三心定理？何种情况下的瞬心需用三心定理来确 定？ 答： 三心定理是指三个彼此作平面平行运动的构件的三 个瞬心必位于同一直线上。 对于不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置，需用 三心定理来确定。
F
D
F 3n (2 p1 ph p) F 3 4 (2 5 1 0) 0 1
（b）B、E处为局部自由度，C和F只能各算一个移动副，所以：
解 （a）A处为复合铰链，自由度为：
F 3n (2 p1 ph p) F 3 7 (2 8 2 0) 2 1
3-15 图示机构中，已知lAE=70mm，lAB=40mm， lEF=60mm,lDE=35mm,lCD=75mm,lBC=50mm,原动件以等角 速度ω1=10rad/s回转。试以图解法求机构在1=50°位置 时,C点的速度vC和加速度aC。
解
（1）速度分析：以F为重合点，有：
vF 4 vF 5 vF1 vF 5F1
C(C2,C3,C4)
p' C '
' C2
3
'
以 a 作加速度多边形如图（c） 所示，由图可得：
k
e'
b'
' n2
aD a pd 2.64m / s2 aE a pe 2.8m / s2
2 a
t C 2B
/ lBC
c2 / lBC 8.36rad / s2 (顺时针) a n2
机械原理课后习题答案(朱理)
机械原理作业(部分答案)第一章结构分析作业1.2 解：F = 3n－2P L－P H = 3×3－2×4－1= 0该机构不能运动，修改方案如下图：1.2 解：（a）F = 3n－2P L－P H = 3×4－2×5－1= 1 A点为复合铰链。
（b）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×6－2= 1B、E两点为局部自由度, F、C两点各有一处为虚约束。
（c）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×7－0= 1 FIJKLM为虚约束。
1.3 解：F = 3n－2P L－P H = 3×7－2×10－0= 11）以构件2为原动件，则结构由8－7、6－5、4－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图a)。
2）以构件4为原动件，则结构由8－7、6－5、2－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图b)。
3）以构件8为原动件，则结构由2－3－4－5一个Ⅲ级杆组和6－7一个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅲ级机构(图c)。
(a) (b) (c)第二章 运动分析作业2.1 解：机构的瞬心如图所示。
2.2 解：取mmmm l /5=μ作机构位置图如下图所示。
1.求D 点的速度V D13P D V V =而 25241314==P P AE V V E D ，所以 s mm V V E D /14425241502524=⨯==2. 求ω1s r a d l V AE E /25.11201501===ω3. 求ω2因 98382412141212==P P P P ωω ，所以s rad /46.0983825.1983812=⨯==ωω 4. 求C 点的速度V Csmm C P V l C /2.10154446.0242=⨯⨯=⨯⨯=μω2.3 解：取mmmm l /1=μ作机构位置图如下图a 所示。
1. 求B 2点的速度V B2V B2 =ω1×L AB =10×30= 300 mm/s 2.求B 3点的速度V B3V B3 ＝ V B2 ＋ V B3B2大小 ？ ω1×L AB ？ 方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC 取mm s mm v /10=μ作速度多边形如下图b 所示，由图量得：mmpb 223= ，所以smm pb V v B /270102733=⨯=⨯=μ由图a 量得：BC=123 mm , 则mmBC l l BC 1231123=⨯=⨯=μ3. 求D 点和E 点的速度V D 、V E利用速度影像在速度多边形，过p 点作⊥CE ，过b 3点作⊥BE ，得到e 点；过e 点作⊥pb 3，得到d 点 , 由图量得：mmpd 15=，mmpe 17=，所以smm pd V v D /1501015=⨯=⨯=μ ， smm pe V v E /1701017=⨯=⨯=μ；smm b b V v B B /17010173223=⨯=⨯=μ4. 求ω3s rad l V BC B /2.212327033===ω5. 求n B a 222212/30003010smm l a AB n B =⨯=⨯=ω6. 求3B aa B3 ＝ a B3n ＋ a B3t ＝ a B2 ＋ a B3B2k ＋ a B3B2τ 大小 ω32L BC ？ ω12L AB 2ω3V B3B2 ？方向 B →C ⊥BC B →A ⊥BC ∥BC 22233/5951232.2s mm l a BC n B =⨯=⨯=ω223323/11882702.222s mm V a B B k B B =⨯⨯=⨯=ω取mm s mm a 2/50=μ作速度多边形如上图c 所示，由图量得：mmb 23'3=π ，mmb n 20'33=,所以233/11505023's mm b a a B =⨯=⨯=μπ2333/10005020's mm b n a at B =⨯=⨯=μ7. 求3α233/13.81231000s rad l a BC tB ===α8. 求D 点和E 点的加速度a D 、a E利用加速度影像在加速度多边形，作e b 3'π∆∽CBE ∆, 即 BE eb CE e CB b 33''==ππ，得到e 点；过e 点作⊥3'b π，得到d 点 , 由图量得：mme 16=π，mmd 13=π，所以2/6505013s mm d a a D =⨯=⨯=μπ ，2/8005016s mm e a a E =⨯=⨯=μπ 。
机械原理习题及答案-2018
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������2 ′
刚化反转法
若要求取C点只需要知道B点的几个位置
������1 ′
由������������ 、������′ ������ 、 ������������ ′ 三点垂直 平分线焦点得到铰链点C.
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根据比例尺得到杆BC和CD的长度
4-3
������3 ′
目的：摇杆滑块机构的连杆 刚化反转法
������
������ ������
������
������ = 0 ������ ������ ������ = 90
������ ������ ������ ������
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3-3
1）若 AD 为机架， AB 为曲柄，故 AB 为最短杆，有 l AB lBC lCD l AD ，则
n 3, pL 4, F 3 3 2 4 1.
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（b）缝纫机针杆机构
n 3, pL 4, F 3 3 2 4 1.
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（c）冲床机构
n 5, pL 7, F 3 5 2 7 1.
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2-12自由度计算，并指出复合铰链、局部自由度或虚约束；
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5-3 在图示机构中已知凸轮以������2 的角速度顺时针方向转 动，试找出图示机构中的全部瞬心，指明哪些是绝对瞬 心，哪些是相对瞬心。并用瞬心法求出从动件3的速度 （用图及表达式表示）。 ������13 ∞
绝对瞬心: ������12 , ������13 相对瞬心: ������23
（a）
F处为符合铰链
n 9 , p5 13 , p4 0
孙桓《机械原理》笔记和课后习题(含考研真题)详解-第一章至第三章【圣才出品】
第1章绪论1.1复习笔记一、本课程研究的对象及内容1．本课程研究的对象本课程研究的对象是机械，机械是机器和机构的总称。
（1）机构是用来传递与变换运动和力的可动装置。
（2）机器是根据某种使用要求而设计的用来变换或传递能量、物料和信息的执行机械运动的装置，机器都是由各种机构组合而成的。
2．本书研究的内容本书研究的内容是有关机械的基本理论问题，具体包括以下几个方面：（1）机构结构分析的基本知识；（2）机构的运动分析；（3）机器动力学；（4）常用机构的分析与设计；（5）机械系统的方案设计。
二、学习机械原理课程的目的（1）机械工业是国家综合国力发展的基石，本课程是机械类专业的重要基础课程而且本课程的内容是有关机械的基础知识。
（2）为了创造出满足人们需求的新产品，需要创造型人才，而机械原理课程在培养机械方面的创造型人才中将起到不可或缺的重要作用。
三、如何进行机械原理课程的学习（1）搞清基本概念，理解基本原理，掌握机构分析和综合的基本方法。
（2）明确机械原理课程中对机械的研究的两大内容：①研究各种机构和机器所具有的一般共性问题；②研究各种机器中常用的一些机构的性能及其设计方法，以及机械系统方案设计的问题。
（3）培养自己运用所学的基本理论和方法去发现、分析和解决工程实际问题的能力，着重培养自己的创新精神和能力。
（4）坚持科学严谨的工作作风，认真负责的工作态度，讲求实效的工程观点。
四、机械原理学科发展现状简介现代机械的发展日新月异，对机械提出的要求越来越苛刻。
为适应生产发展的需要，当前在各类型机构和机械驱动方面的研究上取得了很大的进展。
在机械的分析和综合中日益广泛地应用了计算机并加强了对机械的实验研究。
总之，作为机械原理学科，其研究领域十分广阔，内涵非常丰富。
1.2课后习题详解本章无课后习题。
1.3名校考研真题详解本章内容只是对整个课程的一个总体介绍，基本上没有学校的考研试题涉及到本章内容，读者简单了解即可，不必作为复习重点，所以本部分也就没有选用考研真题。
机械原理第三章习题答案
第三章平面机构的运动分析习题3-1 图1.a 图1.b 图1.c 图1.d 习题3-2 由于齿轮是纯滚动，因此1、2齿轮的瞬心为12P ，2、3的瞬心为23P ，根据三心定量，齿轮1、3的瞬心一定在直线2312P P与直线3616P P 的交点上，即图示13P ，在该点处的速度有ll P PP P P P v m w m w 133631316113==故齿轮3的角速度为1336131613P P P P w w =。
传动比为1316133631P P P P =w w 。
习题3-3答：1)三个瞬心中，14P、12P 为绝对瞬心，24P 为相对瞬心。
2)不利用其它的三个瞬心，因为它们全是相对瞬心。
3)构件2和4之间的转向关系可以根据瞬心24P 的瞬时绝对速度方向判断。
的瞬时绝对速度方向判断。
习题3-4取比例尺为mmm l 003.0=m ，作图如下，作图如下1) 由图上可知：l l P P P P P v m w m w 241442412224==，根据量得的长度，得，根据量得的长度，得s rad P P P P/455.414.72/14.32102414241224=´==w w 可计算出C 点的速度为：s m CD v l C /4.0003.030455.44=´´==m w2) 构件1、3的瞬心在点13P 处，且为绝对瞬心，因此构件3的角速度为的角速度为()s rad C P v l c /53.2)67.52003.0/(4.0133=´==mw 显然构件3上速度最小点在E 点，则其速度为点，则其速度为s m EP v l E /36.0003.04.4753.2133=´´==mw 3) 要使0=C v ，需瞬心12P 、24P 重合(如图)，两位置分别为0126'=Ð=DAB j ，02227''=Ð=DAB j 。
机械原理习题册答案
机械原理习题册答案机械原理习题册答案机械原理是工程学中的重要基础课程，它涉及到物体的平衡、运动和力学性质等方面。
在学习过程中，习题是非常重要的辅助工具，通过解答习题可以巩固所学的理论知识，提高解决问题的能力。
本文将为大家提供一些机械原理习题册的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
第一章：力的平衡1. 如图所示，一个质量为10kg的物体受到一个斜面上的力F1，斜面与水平面的夹角为30度。
已知物体在斜面上不发生滑动，求力F1的大小。
解答：根据力的平衡条件，物体在斜面上的重力与斜面对物体的支持力之和等于零。
设物体的重力为G，支持力为N，则有：G = mg = 10kg * 9.8m/s^2 = 98NN = G * cosθ = 98N * cos30° ≈ 84.85N由此可得，力F1的大小为84.85N。
2. 如图所示，一个质量为5kg的物体受到一个斜面上的力F2，斜面与水平面的夹角为45度。
已知物体在斜面上发生滑动，滑动摩擦系数为0.2，求力F2的大小。
解答：根据力的平衡条件，物体在斜面上的重力与斜面对物体的支持力之和等于物体受到的力F2。
设物体的重力为G，支持力为N，则有：G = mg = 5kg * 9.8m/s^2 = 49NN = G * cosθ = 49N * cos45° ≈ 34.65N摩擦力f = μN = 0.2 * 34.65N = 6.93N由此可得，力F2的大小为49N + 6.93N = 55.93N。
第二章：力的作用效果1. 如图所示，一个质量为2kg的物体受到一个力F3，使其沿水平方向匀速运动。
已知物体受到的摩擦力为4N，求力F3的大小。
解答：根据力的作用效果，物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度。
设物体的质量为m，加速度为a，则有：F3 - 4N = ma由于物体沿水平方向匀速运动，加速度a为零。
因此，有：F3 - 4N = 0F3 = 4N由此可得，力F3的大小为4N。
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3-2 何为三心定理？何种情况下的瞬心需用三心定理来确 定？
答： 三心定理是指三个彼此作平面平行运动的构件的三 个瞬心必位于同一直线上。
F 3 n ( 2 p 1 p h p ) F 3 6 ( 2 7 3 0 ) 0 1
齿轮3，5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数 目不同，因为3，5处只有一个高副，而齿条7与齿轮5在齿 的两侧面均保持接触，故为两个高副。
3-1 何为速度瞬心？相对瞬心与绝对瞬心有何异同点？
自由度：F 3 n ( 2 p 1 p h ) 3 3 ( 2 4 1 ) 0
所以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
（2）在构件3、4之间加一滑块及一个移动副
（3）在构件3、4之间加一局部自由度滚子及一个平面高副。
2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项？ 答： 1、要正确计算运动副数目
（1） 复合铰链问题; （2）两构件构成多个转动副，其轴线互相重合时，只
能算一个转动副。 （3）两构件构成多个移动副，其导路互相平行或重
合时，只能算一个移动副。 （4）两构件在多处相接触而构成平面高副，且各接触 点的公法线彼此重合，则只能算一个平面高副。
加速度多边形具有以下特点：
1）在加速度多边形中，连接极点和任一点的矢量代表该点 在机构图中的同名点的绝对加速度，其指向是从极点p´
指向该点。
2）每个加速度的两个分量必须衔接着画，不能分开。
3）在加速度多边形中，连接两绝对加速度矢端的矢量代表 该两点在机构图中的同名点的相对加速度，其指向和加
F D
F D
解 （a）A处为复合铰链，自由度为：
F 3 n ( 2 p 1 p h p ) F 3 4 ( 2 5 1 0 ) 0 1
（b）B、E处为局部自由度，C和F只能各算一个移动副，所以：
F 3 n ( 2 p 1 p h p ) F 3 7 ( 2 8 2 0 ) 2 1
2、要除去局部自由度 3、要除去虚约束 2-11 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，分析其是否能实现设 计意图，并提出修改方案。
5
答：机构运动简图如图所示： 5
P23
P24 P12
P14 P34 ∞
3-4 在图示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1 与3的传动比ω1/ω3。
答：（1）机构所有的瞬心数：K=（N-1）/2=6(6-1)/2=15。 （2）求出如下三个瞬心P16，P36，P13，如下图所示。
K（P13）
P23 P36
P12 P16
1/ 3P36P1 1 7 ,p h 0 ,p 2 p 1 p h 3 n 2 ,F 0
F 3 n ( 2 p 1 p h p ) F 3 1 1 ( 2 1 7 0 2 ) 0 1
（d）A、B、C处为复合铰链，自由度为：
对于不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置，需用 三心定理来确定。
3-3 试求图示机构在图示位置时全部瞬心的位置。
答 瞬心的位置如图所示：
P13 ∞
P23(P24)
P34
P13
P12
P14 ∞
P12
P23 ∞ P34
P24 P14 ∞
P24 ∞ P23
P14 ∞
P12 ∞ P13
P34
P13
（3）在速度多边形中，连接其他任意两点的矢量代表该两 点在机构图中同名点间的相对速度，其指向与速度的下角标 相反。
(4）△BCE∽△bce，图形bce称为图形BCE的速度影像。
（5）在速度多边形中，当已知同一构件上两点的速度时， 利用速度影像原理可求得此构件上其余各点的速度。
加速度多边形与速度多边形特性相似。
修改措施还可以提出几种，如杠杆3可利用凸轮轮廓与 推杆4接触推动4杆等。
2-13 图示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。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。当偏心轮1按图示方向连续回转 时，可将设备中的空气吸入，并将空气从阀5中排出，从而 形成真空。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
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： 机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数目应等 于机构的自由度数目。机构的原动件数目少于机构自由度 时，机构的运动将不完全确定；机构的原动件数多于机构 自由度时，将会导致机构中最薄弱的环节的损坏。
3-11 速度多边形和加速度多边形有哪些特性？试标出图中 VAB、VBC、VCA及VA、VB、VC的方向？ 答：速度多边形具有以下特点：
（1）作图起点p称为速度多边形的极点p，它代表机构中速 度为零的点。
（2）在速度多边形中，连接p点和任一点的矢量代表该点 在机构图中同名点的绝对速度，其指向是从p点指向该点。
解（1）取比例尺作机构运动简图如图所示：
（2） 自由度：F 3 n ( 2 p 1 p h ) 3 3 ( 2 4 0 ) 1
2-16 试计算图示各机构的自由度。图a、d为齿轮-连杆组 合机构；图b为凸轮-连杆组合机构（图中D处为铰接在一起 的两个滑块）；图c为一精压机构。并问在图d所示机构中， 齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是 否相同，为什么？