机械原理_课后习题答案第七版
机械原理(西工大第七版)习题册答案1——7章
题2-1 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2-1a)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2-1b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。
(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2-1d)。
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2-2 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。
机械原理第七版习题解答解答(第1-3章)
e'
b'
' n2
方向
t n aC 2 = aB + aC 2 B + aC 2 B = aC 3 + a k + ar C 2C 3 C 2C 3 2 2 大小 1 l AB 2 lBC ？ 0 23vC 2C 3 ？
B A C B BC
49m / s2 , aC 2C3 23vC 2C3 0.7m / s2 C 2B
F 3n (2 p1 ph 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？
解（1）取比例尺作机构运动简图如图所示：
（2） 自由度：F
3n (2 p1 ph ) 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？ F D
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。
F
D
F 3n (2 p1 ph p) F 3 4 (2 5 1 0) 0 1
机械原理孙恒课后答案
机械原理孙恒课后答案机械原理孙恒课后答案【篇一：机械原理(第七版) 孙桓主编第7章】ss=txt>1.设某机器的等效转动惯量为常数，则该机器作匀速稳定运转的条件是，作变速稳定运转的条件是。
2.机器中安装飞轮的原因，一般是为了，同时还可获得的效果。
3.在机器的稳定运转时期，机器主轴的转速可有两种不同情况，即稳定运转，在前一种情况，机器主轴速度是，在后一种情况，机器主轴速度是。
4.机器中安装飞轮的目的是和。
7.机器等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转化的，因而它的数值除了与各构件本身的质量（转动惯量)有关外，还与。
8.机器等效动力学模型中的等效力(矩)是根据则进行转化的，等效质量(转动惯量)是根据的原则进行转化的。
9.机器等效动力模型中的等效力(矩)是根据的原则进行转化的，因而它的数值除了与原作用力(矩)的大小有关外，还与有关。
10.若机器处于起动(开车)阶段，则机器的功能关系应是，机器主轴转速的变化情况将是。
11.若机器处于停车阶段，则机器的功能关系应是，机器主轴转速的变化情况将是。
12.用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯量将越，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在轴上。
13.当机器运转时，由于负荷发生变化使机器原来的能量平衡关系遭到破坏，引起机器运转速度的变化，称为，为了重新达到稳定运转，需要采用来调节。
14.在机器稳定运转的一个运动循环中，运动构件的重力作功等于因为。
15.机器运转时的速度波动有速度波动两种，前者采用，后者采用进行调节。
16.若机器处于变速稳定运转时期，机器的功能特征应有，它的运动特征是。
17.当机器中仅包含机构时，等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是常量，若机器中包含机构时，等效质量(转动惯量)是机构位置的函数。
18.设作用于机器从动件上的外力(矩)为常量，且当机器中仅包含机构时，等效到主动件上的等效动力学模型中的等效力(矩)亦是常量，若机器中包含机构时，等效力(矩)将是机构位置的函数。
机械原理---课后习题答案第七版
(1)未刹车时 n=6，pl=8，ph=0，F=2
(2)刹紧一边时 n=5，pl=7，ph=0，F=1
(3)刹紧两边时 n=4，pl=6，ph=0，F=0
《机械原理》作业题解
第三章 平面机构的运动分析
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
a) P14→∞ P13→∞
B
P14→∞
4 3
P23
C D
4
3
2
v B 2 ( = v B1 ) → v B 3 → v C 3
1) 求vB2
B
1
B(B1, B2, B3)
ω1
b)
b2 (b1)
v B 2 = v B1 = ω1 l AB
2) 求vB3
p(d) (b3) (c3)
A
vB3 = vB 2 + vB3B 2
⊥BA ∥CD ?
方向： ⊥BD 大小： ?
C 2 p(d) 4 3 D B (c3)
aB3 = a
方向： 大小：
n B3D
+a
t B3D
= aB 2 + a
B→A
k B3B 2
+a
r B3B 2
B→D
√ a B1 ⎛ m / s 2 ⎞ 取 μa = ⎜ ⎟ 作加速度图 p ' b '1 ⎝ mm ⎠
√
⊥BD ?
0 0
∥CD ? b2 (b1) (b3) b'3
P13
题3-4解
2）当φ=165时，构件３的BC线上（或其延长线上）速度最小的 一点E的位置及其速度的大小
瞬心P13为构件3的绝对瞬心，构件3上各点在该位置的运动是绕P13的 转动，则距P13越近的点，速度越小，过作BC线的垂线P13 E⊥BC，垂 足E点即为所求的点。
《机械原理》第七版 郑文纬 吴克坚 著 课后习题答案 阳光大学生网高等教学出版社
E
I
n = 8，pl = 10，ph = 3
F = 3n − 2 pl − ph
= 3× 8 − 2 ×10 − 3
=1
机构具有确定运动的条件是：F=原动件数，即取 1 个原动件。
班级 姓名 学号
-4-
成绩 任课教师 批改日期
机械原理作业集
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。
机械原理作业集
2—11 计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机
+
D
3
4 5+
E
解：
C
2 B
1
D 4
E
F 3
6
G 5
C 2 B
1
A
A
构的级别。
低代前：
低代后：
构件 2、3、4、6 为 III 级杆组，机构为 III 级机构。
2—12 计算图示机构的自由度，将其中的高副用低副代替，并分析机构所含的基本杆组，确定机
机械原理作业集
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。
ED
DE = CF = HG
FC
I GH
J
解 1：C、F 为复合铰链，I 为局部自由度， EFGC 为虚约束。
B
n = 12，pl = 17，ph = 1，F ′ = 1，p′ = 1
A
F = 3n − 2 pl − ph − F ′ + p′
RRP II 级杆组 3
2
4
RRR II 级杆组
5
7 6 RRP II 级杆组
第七版《机械原理》-西北工业大学孙恒-配套习题册答案详解
题 2-8 图示为一刹车机构。刹车时，操作杆 1 向右拉，通过构件 2、3、4、5、6 使两闸瓦刹住车轮。试计 算机构的自由度，并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。（注：车轮不属于刹车机构中的构件。）
解：1)未刹车时，刹车机构的自由度
n 6 pl 8 ph 0
F 3n 2 pl ph 3 6 28 0 2
2) n 5 pl 7 ph 0
F 3n 2 pl ph 35 2 7 0 1
所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能 为机架，
自由度，并作出大腿弯曲 90 度时的机构
简图。大腿弯曲 90 度时的机构运动简图
题 2-6 试计算如图所示各机构的自由度。图
a、d 为齿轮-连杆组合机构；图 b 为凸轮-连
销子与件 5 上的连杆曲线槽组成的销槽联接使活动台板实现收
放动作。在图示位置时，虽在活动台板上放有较重的重物，活
动台板也不会自动收起，必须沿箭头方向推动件 2，使铰链 B、D 重合时，活动台板才可收起（如图中双
点划线所示）。现已知机构尺寸 lAB=lAD=90mm,lBC=lCD=25mm，试绘制机构的运动简图，并计算其自由度。
p 2 pl ph 3n 2 17 3 310 3 4 局部自由度 F 4
F 3n (2 pl ph p) F 313 (217 4 4) 4 1
解法二：如图 2-7（b）
局部自由度 F 1 F 3n (2 pl ph p) F 3 3 (2 3 1 0) 1 1
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。偏心轮 1’与机架 9、连杆 2 与滑杆 3、滑杆 3 与摆杆 4、摆杆 4 与滚子 6、齿轮 5 与机架 9、滑 块 7 与冲头 8 均组成转动副，滑杆 3 与机架 9、摆杆 4 与滑块 7、冲头 8 与机架 9 均组成移动副，齿轮 1
机械原理第七版西北工业大学课后习题答案(2—8章)
机械原理课后习题答案第二章 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)。
11(c)题2-11(d)54364(a)5325215436426(b)321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。
机械原理(西工大第七版)习题册答案1——7章
题入2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。
偏心轮1’与机架9、连杆2与滑杆3、滑杆3与摆杆4、摆杆4与滚子6、齿轮5与机架9、滑块7与冲头8均组成转动副，滑杆3与机架9、摆杆4与滑块7、冲头8与机架9均组成移动副，齿轮1与齿轮5、凸轮(槽)5与滚子6组成高副。
故 解法一：7=n 9=l p 2=h p 解法二：8=n 10=l p 2=h p 局部自由度1='F题2-3如图a 所示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。
其偏心轮1绕固定轴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按图示方向连续转动时，可将设备中的空气按图示空气流动方向从阀5中排出，从而形成真空。
由于外环2与泵腔6有一小间隙，故可抽含有微小尘埃的气体。
试绘制其机构的运动简图，并计算其自由度。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(如图题2-3所示)2) 3=n 4=l p 0=h p题2-4 使绘制图a 所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图（以手指8作为相对固定的机架），并计算题2-4其自由度。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(2) 7=n 10=l p =h p 题2-5 图a 关节机构，机架，试绘制其机构运动简图和计算其自由度，90度时的机构运动简图。
解：1)取比例尺,时的机构运动简图如虚线所示。
(如图2-5所示)2) 5=n 7=l p 0=h p题2-6 试计算如图所示各机构的自由度。
图a 、d 为齿轮-连杆组合机构；图b 连杆组合机构（图中在D 处为铰接在一起的两个滑块）；图c 所示机构中，齿轮3与5和齿条7与齿轮5解： a) 4=n 5=l p b) 解法一：5=n 6=l p 解法二：7=n 8=l p 2=h p 局部自由度 2='Fc) 解法一：5=n 7=l p 解法二：11=n 17=l p 虚约束10232+⨯='-'+'='n p p p hl 局部自由度 0='F d) 6=n 7=l p =h p 齿轮3与齿轮5的啮合为高副约束，故应为单侧接触）将提供1齿条7与齿轮5故应为双侧接触）将提供2题2-7试绘制图a 所示凸轮驱动式四缸活塞空气压缩机并计算其机（图中凸轮1原动当其转动时，分别推动装于四个活塞上A 、B 、C 、D 使活塞在相应得气缸内往复运动。
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的位置及其速度的大小 ；
• 3）当vC=０时， φ角之值（有两个解）。
题3-4解
取μι作机构运动简图；并求出各瞬心如图所示。
μl
=2
mm mm
1）当φ=165时，点C的速度vC =?
4 6
(2-3)
F = 3n − (2pl + ph )
1
= 3× 3 − (2 × 4 + 0) = 1
F = 3n − (2pl + ph − p') − F' = 3 × 4 − (2 × 5 + 1 − 0) − 0
=1
F = 3n − (2pl + ph − p') − F' = 3 ×7 − (2 × 8 + 2 − 0) − 2 =1
4
C P34
1
A P12
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
b) P13
P34 B
3
P 23 →∞
2
P12
A
4
C P14→∞
P24
1
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
c)
P13 P14 C
4
→∞ P 34
M
vM
3
B
P23 P24
2 P12
A
1
题3-2 在图示的齿轮-连杆组合机构中, 试用瞬心法求齿轮1和3的传动比ω1/ ω3 。
vP 24 = ω2 ⋅ P12 P24μl = ω4 ⋅ P14 P24μl
利用瞬心P24
⇒ ω4
= ω2
P12 P24 P14 P24
= 10 × 48.5 108.5
=
4.47 (rad
/ s)
vC = ω4 ⋅ lCD = 4.47 × 0.09 = 0.40 (m / s)
3
解法２：
B P23
瞬心P13为构件3的绝对瞬心，构件3上各点在该位置的运动是绕P13的 转动，则距P13越近的点，速度越小，过作BC线的垂线P13 E⊥BC，垂 足E点即为所求的点。
E
E点距C点距离为 μl ⋅ CE = 2 × 34.3 = 68.6 (mm) C P34
ω3
=
vB
P13B ⋅ μl
=
vE
P13E ⋅ μl
(1) 求vC
vC = vB + vCB
(2) 求vE: 用速度影像法 (3) 求vF
vF = vE + vFE
B vB
A
b (c) (e)
D C
E G
F
p(a, d, g ) (f )
题3-8 b) 解
在图示各机构中，设已知各构件的尺寸，原动件以等角速度ω1顺时针方
向转动；试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度及加速度。
(1)未刹车时 n=6，pl=8，ph=0，F=2
(2)刹紧一边时 n=5，pl=7，ph=0，F=1
(3)刹紧两边时 n=4，pl=6，ph=0，F=0
《机械原理》作业题解
第三章 平面机构的运动分析
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
a)
P14→∞ P13→∞
B
3
P23
P24
2
P14→∞
解： 1. 绘机构运动简图 2.求瞬心P13 3.求ω1/ ω3
ω1 = P36 P13 ω3 P16 P13
P13
P23
5
D
P36
3
6
2
C
P12
4
B
1
P16
A
题3-4
• 在图示的四杆机构中，lAB=60 mm， lCD=90 mm ，lAD= lBC=120 mm，
ω2 = 10 rad/s，试用瞬心法求：
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
C
F
A
B
E
vB
D
a)
D
B
vB
C
A
E
G F
b)
题3-5 解
a) 解: 顺序 vB → vC、vD → vE
(1) 求vC和vD
F
vC = vB + vCB
vD = vB + vDB
(2) 求vE
vE = vC + vEC = vD + vED
C
A
B
E
vB
D p(a, f )
b
d
c
e
题3-5 解
b) 解: 顺序 vB → vC → vE → vF
P24
B P23
3
2A
P12
1
4
D
P14
vE
=
vB
P13 E P13B
= ω2lAB
P13 E P13B
= 10 × 0.06 × 70.3 118.5
=
0.36
(m /
s)
P13
题3-4解
3）当vC=０时， φ角之值（有两个解）？
vC = ω4 ⋅ lCD
当ω４=０时， vC=０，而
当P24与P24 重合时
ω4
= ω2
P12 P24 P14 P24
P12P24 = 0 ⇒ ω4 = 0 ⇒ vC = 0
则必然是杆2和杆3 共线的位置，有两 共线位置：
P24
B P23
3
ϕ1
2A
P12
1
C P34
ϕ2
E
4 D
P14
①重叠共线位置 ϕ1 = 227
P13
②拉直共线位置 ϕ2 = 26
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
题3-5
• 在图示的各机构中，设已知各构件的尺寸及点B的速度，试作出 其在图示位置时的速度多边形。
vB3 = vB2 + vB3B2
方向： ⊥BD ⊥BA ∥CD
大小： ?
《机械原理》作业题解
第二章 机构的结构分析
F＝3n－2pl－ph ＝3× 3－2×4－ 1 ＝0
F = 3n − (2pl + ph ) = 3× 4 − (2 × 5 + 1) = 1
7
8
5
9
4 3
2
1-1'
F = 3n − (2pl + ph − p') − F' = 3 × 8 − (2 × 10 + 2 − 0) −1 =1
[解]
（1）取μι作机构运动简图；
（2）速度分析
μl
=
l AB AB
⎛ ⎜⎝
m mm
⎞ ⎟⎠
C
3
D
取B为重合点：B(B1, B2, B3)
2
4
vB2 (= vB1) → vB3 → vC 3
1) 求vB2 vB 2 = vB1 = ω1 l AB
B B(B1, B2, B3)
1 ω1
A
b)
2) 求vB3
利用瞬心P13
P24
2A
瞬心P13为构件
P12
3的绝对瞬心
1
C P34
4 D
P14
ω3
=
vB
P13B ⋅ μl
=
vC
P13C ⋅ μl
vC
=
vB
P13C P13B
= ω2lAB
P13C P13B
= 10 × 0.06 × 78.2 118.5
=
0.40
(m / s)
P13
题3-4解
2）当φ=165时，构件３的BC线上（或其延长线上）速度最小的 一点E的位置及其速度的大小