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 = 1

21927323=-⨯-⨯=--=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 = 1

111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F

3． （c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 3

13726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F

（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0

101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4． （a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 0

10725323=-⨯-⨯=--=h l P P n F

Ⅱ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 = 0

10725323=-⨯-⨯=--=h l P P n F

Ⅲ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 = 0

101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F

Ⅱ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 = 1

01423323=-⨯-⨯=--=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。而要使机构具有确定的运动，必须使机构有1个自由度（与原动件个数相同）。其修改方案可以有多种，下面仅例举其中的两种方案。

n = 4 ，p l = 5 ，p h = 1

11524323=-⨯-⨯=--=h l P P n F

此时机构的自由度数等于原动件数，故机构具有确定的运动。

第三章 平面机构的运动分析

一、综合题

1、解：

2、

由相对瞬心13P 的定义可知：

L O L O P P P P μωμω•=•13331311

所以130313113/P P P P O •=ωω

方向为逆时针转向，（如图所示）。

3、解：

1）计算此机构所有瞬心的数目

K=N （N-1）/2=6（6-1）/2=15；

2）如图所示，为了求传动比ω1/ω2，需找出瞬心 P 16、P 36、P 12、P 23，并按照三心定理找出P 13；

3)根据P 13的定义可推得传动比ω1/ω2计算公式如下：

13613

21613

P P DK P P AK ωω==

由于构件1、3在K 点的速度方向相同，从而只3ω和1ω同向。 4、解：1）以选定的比例尺1μ作机构运动简图（图b ）。

2）求c v

定出瞬心13P 的位置（图b ），因为13P 为构件3的绝对瞬心，有

13

3213//B BP AB l v l l BP ωμω==

=10⨯0.06/0.003⨯78=2.56（rad/s ）

1330.00352 2.56c c CP v μω==⨯⨯=0.4(m/s)

3)定出构件3的BC 线上速度最小的点E 的位置

因为BC 线上的速度最小点必与13P 点的距离最近，故从13P 引BC 的垂线交于点E ，由图可得

1330.00346.5 2.56E

l P E v μω==⨯⨯=0.357（m/s ）

4)定出0C v =时机构的两个位置（见图c ，注意此时C 点成为构件3的绝对瞬心），量出 ϕ1=26.4°；ϕ2=226.6°

5、解：

6、解：（1）把B 点分解为B 2和B 3两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下： 2323

B B B B v v v +=

方向 ⊥AB ⊥AB 向下 //BC 大小 ? ω1⨯l AB ?

r B B k B B B t C B n

C

B a a a a a 2

323233++=+

方向 B →C ⊥BC B →A ⊥BC 向下 ∥BC 大小 ω32⨯l BC ? ω12⨯l AB 2ω3⨯v B3B2 ?

（2）标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向如下：

7、解：

1212B B B B v v v +=

大小 ？ V 1 ？ 方向 ┴AB 水平 //导路

ω3=V B2 / L AB =pb 2⨯μv /L AB

r

B B k B B B t B n B B a a a a a a 12121222++=+= 大小 ω32L AB ？ 0 0 ? 方向 //AB ⊥AB //导路 α3=a B2t / L AB = n ’b 2’ ⨯μa /L AB 8、解：根据速度多边形判断如下：

第一步：由pb 方向得杆2角速度方向如图所示；

第二步：把矢量c 3c 2绕ω2方向旋转90度得23k

c c a 方向。

A

B(B 1,B 2,B 3) V 1

1

2

3 ε3

ω3 n ’