太原科技大学 机械原理作业册答案

第二章机构的结构分析

一、填空与选择题

1、B、A

2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对运动

3、低副，高副，2，1

4、后者有作为机架的固定构件

5、自由度的数目等于原动件的数目；运动不确定或机构被破坏

6、√

7、

8、m-1

9、受力情况10、原动件、机架、若干个基本杆组

11、A、B 12、C 13、C

二、绘制机构简图

1、计算自由度n=7, P L=9，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-2=1

2、3、 4、

三、自由度计算

(a)E处为局部自由度；F处(或G处)为虚约束

计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(b)E处(或F处)为虚约束

计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(c) B处为局部自由度；F处为复合铰链；J处(或K处)为虚约束

计算自由度n=9，P L=12，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×9-2×12-2=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(d) B处为局部自由度；C处为复合铰链；G处(或I处)为虚约束

计算自由度n=7，P L=9，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2

自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。

(e) 构件CD(或EF)及其两端的转动副引入一个虚约束

计算自由度n=3，P L=4，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×3-2×4=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(f) C处为复合铰链；

计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1

自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。

(g) B处为局部自由度；F处为复合铰链；E处(或D处)为虚约束

计算自由度n=6，P L=8，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×6-2×8-1=1

(h)去掉杆8此处存在虚约束；B和C处为复合铰链

计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1

(i) C处为复合铰链

计算自由度n=5，P L =7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1

自由度的数目等于原动件的数目，所以该机构具有确定的运动。

四、试计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。

替代机构如下图所示：

(1)计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1

(2)计算自由度n=3，P L=3，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×3-2×3-2=1

五、计算下图所示机构的自由度，并通过结构分析确定当构件1、5分别为原动件时机构

的级别。

计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1

机构分析如下图所示。

可见，若以构件1为原动件，该机构为III级杆组；若以构件5为原动件，该机构为II级杆组。

笫三章平面机构的运动分析

一、选择与填空题

1、B

2、A

3、D

4、D

5、D

6、同一直线上；

7、N（N-1）/2

二、分析、计算题

1、試求下图所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。

.

2、下图所示的正切机构中，如果L bd=0.1m，v3=1.36m/s，a3=31.2m/s2方向如图所示，试用矢量方程图解法求构件1的角速度和角加速度。（用矢量方程图解法）

3、试判断在图示两机构中，（1）B点是否都存在科氏加速度？（2）找出科氏加速度为零的所有位置；（3）标出图a中的a k B2B3。

4、下图所示的正切机构中，如果L bd=0.1m，v3=1.36m/s，a3=31.2m/s2方向如图所示，试用矢量方程图解法求构件1的角速度和角加速度。（用矢量方程图解法）

5、已知机构各构件的长度l AC 、l BC ，原动件1以等角速度ω1逆时针转动，用矢量方程图 解法求图示位置构件2、构件3的角速度ω2、ω3和角加速度α2 、α3（列出相关的速度 和加速度矢量方程式；作出速度图和加速度图）。 解：

大小 ？ ω1l AB ？

方向 ⊥BC ⊥AB //AB v B3 = v B2 =

2pb v μ

ω 3 =

2

2v B BC l pb v l BC

μμ=， 逆时针 ω1=ω2=常数， α1=α2=0

大小 ω32 l BC ？ ω12 l AB 2ω1v B2B1 ？ 方向 B → C ⊥BC B →A ⊥AB // AB

BC

b b l a l a C B B μματ22333'

''== 逆时针

6、下图所示的摇杆机构中，如果L ab =0.03m ，L ac =0.1m ，L bd =0.05m ，L de =0.04m ，曲柄1以

等角速度ω1=10rad/s 回转，试用相对运动图解法求构件2上E 点的速度和加速度以及构件2的角速度和角加速度。

1

212B B B B v v v

+=322212121

n

k

r

B B B B B B B B B a a a a a a a τ

==+=+

+

7、图示为一汽车雨刷器机构。其构件1绕固定轴心A 转动，齿条2与构件1在B 点处铰接，并与绕固定轴心D 转动的齿轮3啮合（滚子5用来保证两者始终啮合），固连于轮3的雨刷3′作往复摆动。设机构的尺寸为l AB =18mm ,轮3的分度圆半径r 3=l CD =12mm ，原动件1以等角速度ω1=1rad/s 顺时针转动，试用图解法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的角速度和角加速度。 解：

1.选定长度比例尺μl =0.0015(m/mm )作机构运动简图（a ），确定雨刷的极限位置，得出导程角。两极限位置C 、C ′，其导程角为?。

2.速度分析

210.18B AB v l mm ω==/s 选B 为重合点的速度矢量方程式

大小 ？ ω1l AB ？ 方向 ⊥BD ⊥AB //BC

以0.001v μ=1(/)m s mm -?作速度多边形图（b ）

62B B v =260.018mm/s v b b μ=

ω 2 =ω 6 =

66

0.059rad/s B v BD l v pb l BD

μμ==，(逆时针) 3.加速度分析

大小 ω62 l BD ？ ω12 l AB 2ω2v B6B2 ？

方向 B → D ⊥BD B →A ⊥BC // BC

式中，22210.018/B AB a l m s ω==

22660.00018m/s n B BD a l ω== 26266220.0021m /s B

B B B v ω==k a 以0.005a

μ

=2(/)m s mm -?作加速度多边形图（c ）

'2

6

660.38/B a BD l a b r rad s l BD

τμαμ''===，（顺时针）

6262B B B B v v v =+66

6

26262

n k r

B B B B B B B B a a

a a a a τ

=+=+

+

8、如图所示已知曲柄的长度L 1、转角ψ1、等角速度ω1及中心距L 4，要求确定导杆的转角ψ3、角速度ω3和角加速度α3，以及滑块在导杆上的位置s 、滑动速度v B 2B 3及加速度a B 2B 3。（用复数矢量法，推导出方程式即可） 解：

1）位置分析：

s l l =+14，即 31124??πi i i se e l e l =+ （a ）

展开后分别取实部和虚部：

311cos cos ??s l = 3114sin sin ??s l l =+

两式相除得：1

14113

cos sin arctan ???l l l += 3

11cos cos ??l s =

2）速度分析:：

将式（a ）对时间求导数得：

331)

2(3)

2(11?π?π???

i i i e s e s e l +=++ （b ） 方向：

)

2(1π

?+i e )

2(3π

?+i e

3?i e

大小： 111

1ω?

l l = 3? s s 意义： v B 2 = v B 3 + v B 2B 3

两边分别乘以3

?i e

-后展开，并取实部和虚部得：

)sin()sin(3111311132??ω???--=--==l l s

v B B s

l s l )cos()cos(3111311133??ω????

ω-=

-==

3）加速度分析：

将式（b ）对时间求导数得：

33331)2(3)2(3)(2

3)(2112?π?π?π?π?????i i i i i e s

e s e s e s e l +++=++++ 方向：

)(1π?+i e )(2π?+i e )

2(2π

?+i e

)

2(3π

?+i e

3?i e

大小： 2

11?

l

2

3?

s

3? s 32? s s

意义：

n B 2a = n B 3a + t B 3a + k B B 32a + r B B 32a

两边分别乘以3

?i e -后展开，并取实部和虚部得：

)cos()cos(

312

112

3312

112

332??ωω????--=--==l s l s s a r

B B s

l v s l s B B )sin(2)sin(2312

1

133231211333??ωω?????α-+-=-+-== 第四章 平面机构的力分析

一、选择与填空题

1、驱动力、阻抗力

2、×

3、与构件2相对于构件1的转动方向相反

4、×

5、驱动力、与运动方向成锐角或一致、阻抗力、与运动方向成钝角或相反

6、F Ⅰ=-ma s 、M Ⅰ=0

7、F Ⅰ=0、M Ⅰ=-J s α

8、 3n=2p l +p h

9、C 10、 A 11、C 二、分析、计算题 1、在图示摆动导杆机构中，已知L AB =300mm ，φ1=90°，φ3=30°，加于导杆的力矩M 3=60Nm 。求图示位置各运动副中的反力和应加于曲柄1上的平衡力矩。

解：首先以2，3杆组成的II 级杆组为研究对象，其上作用的力如图b 所示，对C 点取矩可求出

)(1006

.060

312

N l M R BC t B === )(10043N R t C = 以滑块B 为研究对象，其上作用的力如图c ，对于平面共点力系可得到

)(10032N R B = 012=n B R 043=n

C R

以曲柄1为研究对象，其上作用的力如图d 所示

)(10041N R A = m)15(N 0.30.5100l sin30R M AB B ?=??=??=21

b

2、如图一曲柄滑块机构。已知各构件的尺寸、摩擦圆、摩擦角，作用在滑块3上的水平阻力F Q ，驱动力为作用在B 点处且垂直于AB 的F b 。试确定： （1）哪个构件为二力平衡构件，哪些构件为三力平衡构件； （2）构件4对构件1的运动副反力的方向是向上还是向下； （3）标出各运动副反力的方向；

（4）求机构的各运动副反力及构件1上的驱动力F b 。 解：（1）构件2为二力平衡构件，构件1、3为三力平衡构件。 （2）构件4对构件1的副反力的方向向上。

（3）如图。

（4）构件3的力平衡条件

方向　知　知 知

大小　知　？ ？

4323=++R R Q F F F

选力比例尺F u ，作矢量多边形，如图所示，F u ?=?=bc F ,

u ca F R F R 4323

构件1的力平衡条件 方向　知　知 知

大小　？　知 ？0

F F F R R b =++4121

F b F R F R R u da F ,

u cd F ,

u ac F F ?=?=?=-=

412321

3、图示为一手压机，已知作用在构件1上的主动力P =500N ，简图中转动副处的大圆为摩擦圆，摩擦角的大小示于右侧。要求在图示位置： （1）画出各构件上的作用力（画在该简图上）；

（2）用μp =10N/mm ，画出力多边形图，求出压紧力Q 的大小。

4、如图所示为凸轮机构，凸轮1为原动件，且以角速度ω1逆时针匀速转动。已知机构的位置和各构件的尺寸、作用于构件2上的生产阻力F r 以及各运动副之间的摩擦角φ及摩擦圆半径ρ。不计惯性力和重力，试求各运动副反力以及作用在凸轮上的平衡力矩M b 。 解：画出构件2上受的三个力，如图所示。

力平衡条件

方向　知　知 知

大小　知　？ ？　01232=++R R r F F F

选力比例尺F u ，作矢量多边形，如图所示，F R F R u ca F u bc F ?=?=1232,

画出构件1上受的两个力和一个力偶矩，如图所示。

h u F M F F F f R b R R R ??-=-==2112

2131

5、如图所示为双滑块机构。已知各构件的尺寸及各运动副之间的摩擦角ψ、摩擦圆半径ρ，滑块4为原动件，等速向右移动，滑块2上受到阻力Q 的作用。若不计构件的惯性力和重力，试求图示位置时的平衡力F b 。

解：构件3受二力，构件2受三力，构件4受三力，如图所示。

构件2力平衡条件 方向　知　知 知　

大小　知　？ ？

　0

1232=++R R F F Q

构件3力平衡条件

方向　知　知 知

知 ？

大小 ?

1434=++R R b F F F

选力比例尺F u ，作矢量多边形，如图所示，其中F b R R u F F F ?=-=

故,3432

6、图示楔块机构，已知：F p 为驱动力，F Q 为生产阻力，f 为各接触平面间的滑动摩擦系数。求楔块 2 的两个摩擦面上所受到的全反力F R12，F R32。 解：

摩擦角的计算公式：?=arctan f ，

楔块 2 的两个摩擦面上所受到的全反力F R12，F R32见图。

7、下图所示正切机构中，已知h =500mm ，ω1=10rad/s （为常数），构件3的重量Q 3=10N ，重心在其轴线上，生产阻力P r =100N ，其余构件的重力和惯性力均略去不计。试求当φ1=60°时，需加在构件1上的平衡力矩M b 。

第五章机械的效率和自锁

一、选择与填空题

1、在机械运转过程中，考虑摩擦的转动副，总反力作用线总相切于于摩擦圆。

2、在机械运动中总是有摩擦力存在，因此，机械的效率总是___小于1________。

3、具有自锁性的机构其正行程能够运动，反行程不能运动。

4、下列式子中不是机械效率表达式的是__B_、C__。

A、W r/W d

B、P f/P d

C、F /F0

D、M0/M

5、三角螺纹的摩擦力矩 C (1)方牙螺纹的摩擦力矩，因此，它多用于 B (2)。（1）A、小于 B、等于 C、大于

（2）A、传递动力 B、紧固联接

二、分析、计算题

1、下图所示机组中，电动机经带传动和减速器减速后，带动两个工作机Ⅰ和Ⅱ工作。已知两个工作机的输出功率和效率分别为P Ⅰ=2kW ，ηⅠ=0.8，P Ⅱ=3kW ，ηⅡ=0.7，每对齿轮传动的效率η1=0.95，每个支承的效率η2=0.98，带传动的效率η3=0.9。求电动机的功率和机组的效率。

答： P 3= P Ⅰ/(ηⅠη1η2)+ P Ⅱ/(ηⅡη1η2)

=2/(0.8*0.95*0.98)+ 3/(0.7*0.95*0.98)=7.29kW P 电=P 3/(η1η22η3)=7.29/(0.95*0.982*0.9)=8.88 η总=（P Ⅰ+P Ⅱ）/P 电=(2+3)/8.88=0.5631 2、有一楔形滑块沿倾斜V 形导路滑动，见图，已知，α=35°，θ=60°，摩擦系数f =0.13，

载荷Q =1000N ，试求滑块等速上升和下降时的P 和P ‘、效率η和η‘

及反行程自锁条件。

解：

3、图示两种结构，l 1、l 2已知，推杆1与机架2之间的摩擦系数为f 。试求：

（1）图(a)、(b)的推杆1在力F 作用下欲在机架2中移动，若发生自锁，求αa 、αb 应多大？

（2）两种结构中，哪一种易自锁？为什么？

解：(1) 见图，f

l l l a )2(arctan 211

+≥α，f b 1arctan ≥α

(2)图(a)结构易自锁

4、在图示焊接用的楔形夹具中，夹具把两块要焊接的工件1及1‘

预先夹妥，以便焊接。

图中2为夹具体，3为楔块。如已知各接触面间的摩擦系数均为f ，试确定夹具夹紧后；楔块3不会自动松脱的条件。

解：

5、图示螺旋起升机构中，转动手轮H，通过螺杆2使楔块3向右移动以提升滑块4上的

重物Q。已知Q=30kN，楔块倾角α=15°，各接触面间摩擦系数f均为0.15，螺杆的螺旋升角λ=8.687°，不计凸缘处摩擦。求提起重物Q时，需加在手轮上的力矩及该机构的效率。

解：摩擦角φ=arctan0.15=8.531。

分别以构件4和3为研究体，其受力情况如图，则

6、图示铰链四杆机构，设构件1为主动件，P为驱动力，B、C、D处的摩擦圆为虚线圆，试确定机构在图示位置时，运动副B、C、D中的总反力；并判断在外力P作

用下，该机构能否运动？

解：力P不能使该机构运动，因为R23作用在转动副D的摩擦圆内（见图）

7、图示为一超越离合器，当星轮1沿顺时针方向转动时，滚柱2将被楔紧在楔形间隙中，从而带动外圈3也沿顺时针方向转动。设已知摩擦系数f =0.08，R=50mm，h=40mm。为保证机构能正常工作，试确定滚柱直径d的合适范围。提示：在解此题时，要用到4题的结论。(答：9.424mm≤d≤10mm。)

8、如图所示的摩擦停止机构中，已知r1=290illm，r0=150mm，Q =5000N，f =0.16，求楔紧角β及构件l与2之间的正压力N21。

第六章 机械的平衡

一、选择与填空题

1、C

2、C

3、A

4、静，动

5、就是设法将构件的不平衡惯性力加以平衡以消除或减小其不良影响。

6、静平衡， 质量可近似认为分布在垂直于其回转轴它们的线的同一平面内，∑=0F ； 动平衡， 这时的偏心质量往往是分布在若干个不同的回转平面内， ∑∑==0

0M F 。

7、不一定 ，一定 8、一个，两个 9、∑=0F ，大带轮，大齿轮 10、电动机轴，曲轴，大飞轮，大带轮。 二 分析计算题

1、解： 044332211=++++b b r m r m r m r m r m mm 72kg mm,70kg mm,72kg mm,60kg 4433221

1?=?=?=?=r m r m r m r m

取mm

mm kg W

?=2μ，作矢量图如图（b ）所示，则

,10mm kg ea r m W b b ?=?=μ kg m b 1=

b r 与1r 的夹角为零度。

2、解： A 轴∑∑≠=,0,0M F 静平衡。

B 轴：∑∑==,0,0M F 动平衡。

改变2l 不影响原有的状态。

第七章机械的运转及其速度波动的调节

一、选择与填空题

1、A

2、D

3、D

4、D

5、C

6、C ，AB

7、起动阶段，稳定运转阶段，停车阶段

8、功率相等，动能相等

9、作用在等效构件上的等效力或等效力矩的瞬时功率与作用在原机械系统上的所有外力的同一瞬时功率之和相等，作用有等效质量或等效转动惯量的等效构件的动能等于原机构系统的动能。 10、0.06

11、102.5 97.5 二、分析、计算题

1、图示车床主轴箱系统中，带轮半径R 0=40mm ，R 1=120mm ，各齿轮的齿数为z 1’= z 2’

=20，

z 2=z 3=40，各轮转动惯量为J 1’=J 2’=0.01kgm 2，J 2=J 3=0.04kgm 2，J 0=0.02kgm 2，J 1=0.08kgm 2

，作用在主轴Ⅲ上的阻力矩M 3 =60Nm 。当取轴Ⅰ为等效构件时，试求机构的等效转动惯量J 和阻力矩的等效力矩M r 。 解：（1） 21

0021332

122211)()())(

(ωωωωωωJ J J J J J J

+++++= =

20

1022

312322

12211)

(

)(

))(

(R R J z z z z J z z J J J J +++++ 222)40

120(02.0)40

402020(04.0)40

20)(01.004.0(01.008.0?+???++++=3285.0m kg ?=

（2）m

N z z z z M M M

r

?-=???-=-=-=1540

4020206023123133

ωω 2、图示为对心对称曲柄滑块机构，已知曲柄OA =OA ’

=r ，曲柄对O 轴的转动惯量为J 1，滑

块B 及B ’的质量为m ，连杆质量不计，工作阻力F =F ’

，现以曲柄为等效力构件，分别求

出当φ=90

解：根据机械系统的等效动力学原理可知

222112*********B B m m J J υυωω++= 21

211)()('ωυωυB B m m J J ++= ''1B B r F F M υυω+= 1

'

1

'

ωυωυB B r F F M +=

当 90=?时，有r A B B 1'

ωυυυ===

故212mr J J ==；,24Fr M =方向与ω相反。

3、 在图所示的行星轮系中，已知各轮的齿数为z 1 = z 2 = 20，z 3 = 60，各构件的质心均在其相对回转轴线上，它们的转动惯量分别为J 1＝J 2＝0.01 kg·m 2，J H ＝ 0.16 kg·m 2 ，行星轮2的质量 m 2＝2 kg ，模数 m ＝10mm ，作用在系杆 H 上的力矩M H ＝40 N·m ，方向与系杆的转向相反。求以构件 1为等效构件时的等效转动惯量J e 和M H 等效力矩M e 。 解：当以构件 1为等效构件时的等效转动惯量为

21

212221221)()()(

ωω

ωωωH H O e J v m J J J +++= 因为1

33113

z z i H

H H -=--=ωωωω 又因为03=ω，所以25.060

2020

3111

=+=+=

z z z H ωω 32

1211

1()1010(2020)0.250.0522

O H H

H v l m z z ωωωωω-+??+===?=

因为2

33223

z z i H

H H =--=ωωωω

又因为03=ω，所以220

60202

322-=-=-=z z z H

ωω

所以5.025.021

21

2-=?-=?=ωωωωωωH H

从而得

22220275.0)25.0(16.0)05.0(2)5.0(01.001.0m kg J e ?=?+?+-?+=

当以构件 1为等效构件时M H 的等效力矩为

m N M M H

H e ?-=?-=-=1025.040)(

1

ωω

第八章 平面连杆机构及其设计

一、选择与填空题

1．?0,1 2．?360整周，1 3．曲柄，机架 4．曲柄，连杆

5．改变构件的形状和运动尺寸，改变运动副的尺寸，选用不同的构件为机架，运动副元素的逆换。

6．A 7．E 8．①B ②B 9．B 10．①A ②B 二、分析、计算题

1、图a 、图c 、图d 机构在图示位置正处于“死点”

图a 图b 图c 图d 2、解：(1)由题意知，AB l 应为最短杆，则AD CD BC AB l l l l +≤+

303550+≤+AB l

mm l AB 15≤

所以，若机构为曲柄摇杆机构，AB l 最大值应为15mm (2)由题意知，AD l 应为最短杆，则AB CD BC AD l l l l +≤+

AB l +≤+355030 mm l AB 45≥

所以，若机构为双曲柄机构，AB l 最小值应为45mm

(3)由题意知，杆长条件应均不满足，则 若AB l 为最短杆，mm l AB 15> 若AD l 为最短杆，BC l 为最长杆，mm l AB 45<

若AD l 为最短杆，AB l 为最长杆，mm l AB

55>(BC CD AD AB l l l l +>+)

所以，若机构为双摇杆机构，AB l 取值范围应为mm l mm AB 4515<<或mm l mm AB 11555<<。 3、解：（1）做出极位时的机构运动简图 则由余弦定理得极位夹角

?

=-??-+--+??-++=--+--+-++=''∠-'∠=19)

2852(7225072)2852(arccos )5228(7225072)5228(arccos

)

(2)(arccos )(2)(arccos 2

2222212423

24

2

1

221423

2

4

2

21l l l l

l l l l l l l l l l AD C AD C θ

机械原理课后答案-高等教育出版社

机械原理作业 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= 1 B、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= 1 1）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mm mm l /5=μ作机构位置图如下图所示。 1.求D 点的速度V D 13P D V V =

而 25241314==P P AE V V E D ，所以 s mm V V E D /14425241502524=?== 2. 求ω1 s r a d l V AE E /25.11201501===ω 3. 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 C s mm C P V l C /2.10154446.0242=??=??=μω 2.3 解：取mm mm l /1=μ作机构位置图如下图a 所示。 1. 求B 2点的速度V B2 V B2 =ω1×L AB =10×30= 300 mm/s 2.求B 3点的速度V B3 V 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： mm pb 223= ，所以 s mm pb V v B /270102733=?=?=μ 由图a 量得：BC=123 mm , 则 mm BC l l BC 1231123=?=?=μ 3. 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： mm pd 15=，mm pe 17=， 所以 s mm pd V v D /1501015=?=?=μ ， s mm pe V v E /1701017=?=?=μ；

机械原理大作业

机械原理大作业 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

机械原理大作业三 课程名称：机械原理 设计题目：齿轮传动设计 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间： 1、设计题目 机构运动简图 机械传动系统原始参数

2、传动比的分配计算 电动机转速min /745r n =，输出转速m in /1201r n =，min /1702r n =， min /2303r n ，带传动的最大传动比5.2max =p i ,滑移齿轮传动的最大传动比4m ax =v i ，定轴齿轮传动的最大传动比4m ax =d i 。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实现。设带传动的传动比为5.2max =p i ，滑移齿轮的传动比为321v v v i i i 、、，定轴齿轮传动的传动比为f i ，则总传动比 令 4max 1==v v i i 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 滑移齿轮传动的传动比为 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、7、8、9和10为角度变位齿轮，其齿数： 35,18,39,14,43,111098765======z z z z z z ；它们的齿顶高系数1=* a h ，径向间 隙系数25.0=*c ，分度圆压力角020=α，实际中心距mm a 51'=。

哈工大机械原理大作业凸轮 - 黄建青

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业二 课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 院系：能源学院 班级： 1302402 设计者：黄建青 学号： 1130240222 指导教师：焦映厚陈照波 设计时间： 2015年06月23日

凸轮机构设计说明书 1. 设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构，机构运动简图如图1，机构的原始参数如表1所示。 图1 机构运动简图 表1 凸轮机构原始参数

计算流程框图： 2. 凸轮推杆升程，回程运动方程及推杆位移、速度、加速度线图 2.1 确定凸轮机构推杆升程、回程运动方程 设定角速度为ω=1 rad/s (1) 升程：0°<φ<50° 由公式可得 )]cos(1[20 ?π Φh s -=

)sin( 20 1 ?π ωπΦΦh v = )cos(20 2 2 12?π ωπΦΦh a = (2) 远休止：50°<φ<150° 由公式可得 s = 45 v = 0 a = 0 (3) 回程：150°<φ<240° 由公式得： ()()22 0000200000002200000 0,2(1)(1)1,12(1)(1),2(1)s s s s s s s s s Φhn s h ΦΦΦΦΦΦn Φn ΦΦn h n s h ΦΦΦΦΦΦn Φn n ΦΦΦn hn s ΦΦΦΦΦn Φn ??????'?=---+<≤++?'-? ???''-? =----++ <≤++???'-??? ?'---?'=-++<≤++'-?? 201 00000010002001 000 00n (),(1)(1)n ,(1)(1)n (1),(1)s s s s s s s s Φh v ΦΦΦΦΦΦn Φn ΦΦn h v ΦΦΦΦn Φn n ΦΦΦn h v ΦΦΦΦΦn ΦΦn ω??ω??ω??'=- --+<≤++?'-? ?''-? =- ++<≤++?'-? ?'---'?=--++<≤++''-??

机械原理习题及课后答案(图文并茂)

机械原理 课后习题及参考答案

机械原理课程组编 武汉科技大学机械自动化学院

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。 4 3 5 1 2 解答：原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0，不合理，改为以下几种结构均可： 2-3 图2-396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ω A 齿轮及凸轮 B E F D C 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 = 1 2-6 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 E M D F E L K J I F B C C D B A 2-7 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (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。

机械原理习题及解答

第二章习题及解答 2-1 如题图2-1所示为一小型冲床，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。 （a）（b） 题图2-1 解： 1)分析 该小型冲床由菱形构件1、滑块2、拨叉3和圆盘4、连杆5、冲头6等构件组成，其中菱形构件1为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与滑块2联接，滑块2与拨叉3构成移动副，拨叉3与圆盘4固定在一起为同一个构件且绕C轴转动，圆盘通过铰链与连杆5联接，连杆带动冲头6做往复运动实现冲裁运动。 2)绘制机构运动简图 选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。 3)自由度计算 其中n=5，P L=7, P H=0, F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1 故该机构具有确定的运动。 2-2 如题图2-2所示为一齿轮齿条式活塞泵，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。

（a）（b） 题图2-2 解： 1)分析 该活塞泵由飞轮曲柄1、连杆2、扇形齿轮3、齿条活塞4等构件组成，其中飞轮曲柄1为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与连杆2联接，连杆2通过铰链与扇形齿轮3联接，扇形齿轮3通过高副接触驱动齿条活塞4作往复运动，活塞与机架之间构成移动副。 2) 绘制机构运动简图 选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。 3)自由度计算 其中n=4，P L=5, P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1 故该机构具有确定的运动。 2-3 如图2-3所示为一简易冲床的初步设计方案，设计者的意图是电动机通过一级齿轮1和2减速后带动凸轮3旋转，然后通过摆杆4带动冲头实现上下往复冲压运动。试根据机构自由度分析该方案的合理性，并提出修改后的新方案。

机械原理作业答案A

第一章绪论 1—1 试说明机器与机构的特征、区别和联系。 解：机器具有如下三个特征： 1、人造的实物组合体 2、各部分具有确定的相对运动 3、代替或减轻人类劳动，完成有用功或实现能量的转换 机构则具有机器的前两个特征。 机器与机构的区别：研究的重点不同： 机构：实现运动的转换和力的传递； 机器：完成能量的转换或作有益的机械功。 机器与机构的联系：机器由机构组成，一部机器包含不同的机构；不同的机器可能包含相同的机构。 1—2 试举出两个机器实例，并说明其组成、功能。 解：车床：由原动部分（电动机）+传动系统（齿轮箱）+执行部分（刀架、卡盘等），其主要功能为切削，代替人作功。 汽车：由原动部分（发动机）+传动系统（变速箱）+执行部分（车轮等），其主要功能为行走、运输，代替人作功。 第二章平面机构的结构分析 2—1 试画出唧筒机构的运动简图，并计算其自由度。 2—2 试画出缝纫机下针机构的运动简图，并计算其自由度。 2—3 试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。 2—4 试画出简易冲床的运动简图，并计算其自由度。 1 4 2 3 3 2 3 4 3 = ? - ? = - - = = = = h l h l p p n F p p n， ， 解： 解： 1 4 2 3 3 2 3 4 3 = ? - ? = - - = = = h l h l p p n F p p n， ， 解： 或1 7 2 5 3 2 3 7 5 = ? - ? = - - = = = = h l h l p p n F p p n， ，

2—5 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，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。 解：机构简图如下： 机构不能运动。 可修改为： 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。 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。 J A B C D E F G H I J 解： 1725323143=-?-?=--====h l h l p p n F p p n ，，或 解1：C 为复合铰链，F 、I 为局部自由度。 解1：C 、F 为复合铰链，I 为局部自由度， EFGC 为虚约束。 解2：C 为复合铰链，I 为局部自由度（焊死）， EFGC 为虚约束（去掉）。 1 310283233108=-?-?=--====h l h l p p n F p p n ，，1 23122103230 231210=--?-?='+'---=='='===p F p p n F p F p p n h l h l ，，，，2：C 为复合铰链，F 、I 为局部自由度（焊死）。

机械原理大作业

机械原理大作业 二、题目（平面机构的力分析） 在图示的正弦机构中,已知l AB =100 mm,h1=120 mm,h2 =80 mm,W1 =10 rad/s(常数)，滑块2和构件3的重量分别为G2 =40 N和G3 =100 N,质心S2 和S3 的位置如图所示，加于构件3上的生产阻力Fr=400 N，构件1的重力和惯性力略去不计。试用解析法求机构在Φ1=60°、150°、220°位置时各运动副反力和需加于构件1上的平衡力偶M 。 b Array 二、受力分析图

三、算法 (1)运动分析 AB l l =1 滑块2 22112112/,/s m w l a s m w l v c c == 滑块3 21113113/cos ,sin s m l w v m l s ??== 212 113/sin s m w l a ?-= (2)确定惯性力 N w l g G a m F c 2 1122212)/(== N w l g G a m F 121133313sin )/(?-== (3)受力分析 i F F i F F x R D R x R C R 43434343,=-= j F j F F R R R 232323-==

j F i F j F i F F R x R y R x R R 2121121212--=+= j F F F y R x R R 414141+= 取移动副为首解副 ① 取构件3为分离体，并对C 点取矩 由0=∑y F 得 1323F F F r R -= 由0=∑x F 得 C R D R F F 4343= 由 ∑=0C M 得 2112343/cos h l F F R D R ?= ②取构件2为分离体 由0=∑x F 得 11212cos ?R x R F F = 由0 =∑y F 得 1123212sin ?F F F R y R -= ③取构件1为分离体，并对A 点取矩 由0=∑x F 得 x R x R F F 1241= 由0 =∑ y F 得 y R y R F F 1241= 由0=A M 得 1132cos ?l F M R b = 四、根据算法编写Matlab 程序如下： %--------------已知条件---------------------------------- G2=40; G3=100; g=9.8; fai=0; l1=0.1; w1=10; Fr=400; h2=0.8; %--------分布计算，也可将所有变量放在一个矩阵中求解------------------- for i=1:37 a2=l1*(w1^2); a3=-l1*(w1^2)*sin(fai); F12=(G2/g)*a2;

太原科技大学-机械原理作业册答案

第二章机构的结构分析 一、填空与选择题 1、B、A 2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对 运动 3、低副，高副，2，1 4、后者有作为机架的固定构件 5、自由度的数目等于原动件的数目；运动不确定或机构被破坏 6、√ 7、 8、1 9、受力情况 10、原动件、机架、若干个基本杆组 11、A、B 12、C 13、C 二、绘制机构简图 1、计算自由度 7, 9，2 323×7-2×9-2=1 2、3、 4、

三、自由度计算 (a)E处为局部自由度；F处(或G处)为虚约束 计算自由度 4，5，1 323×4-2×5-1=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (b) E处(或F处)为虚约束 计算自由度 5，7，0 323×5-2×7=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (c) B处为局部自由度；F处为复合铰链；J处(或K处)为虚约 束 计算自由度 9，12，2 323×9-2×12-2=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运

动。 (d) B处为局部自由度；C处为复合铰链；G处(或I处)为虚约束 计算自由度 7，9，1 323×7-2×9-1=2 自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。 (e) 构件(或)及其两端的转动副引入一个虚约束 计算自由度 3，4，0 323×3-2×4=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (f) C处为复合铰链； 计算自由度 7，10，0 323×7-2×10=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (g) B处为局部自由度；F处为复合铰链；E处(或D处)为虚约束 计算自由度 6，8，1 323×6-2×8-1=1 (h)去掉杆8此处存在虚约束；B和C处为复合铰链 计算自由度 7，10，0 323×7-2×10=1

机械原理课后全部习题答案

机械原理课后全部习题答案 目录 第1章绪论 (1) 第2章平面机构的结构分析 (3) 第3章平面连杆机构 (8) 第4章凸轮机构及其设计 (15) 第5章齿轮机构 (19) 第6章轮系及其设计 (26) 第8章机械运动力学方程 (32) 第9章平面机构的平衡 (39)

第一章绪论 一、补充题 1、复习思考题 1)、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么 2）、机器与机构有什么异同点 3）、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。 4）、设计机器时应满足哪些基本要求试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。 2、填空题 1)、机器或机构，都是由组合而成的。 2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。 3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。 4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。 5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。 6）、构件是机器的单元。零件是机器的单元。 7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。 8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。 9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。 3、判断题 1)、构件都是可动的。（） 2）、机器的传动部分都是机构。（） 3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。（） 4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。（）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。（） 6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（）

7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。（） 2 填空题答案 1）、构件2）、构件3）、代替机械功4）、相对运动5）、传递转换6）、运动制造7）、预定终端8）、中间环节9）、确定有用构件 3判断题答案 1）、√2）、√3）、√4）、√5）、×6）、√7）、√

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Harbin Institute of Technology 机械原理大作业（一） 课程名称：机械原理 设计题目：连杆机构运动分析 院系：机电工程学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师：

一、题目（13） 如图所示机构，已知各构件尺寸：Lab=150mm;Lbc=220mm;Lcd=250mm;Lad=300mm;Lef=60mm;Lbe=110mm;EF⊥BC。试研究各杆件长度变化对F点轨迹的影响。 二、机构运动分析数学模型 1.杆组拆分与坐标系选取 本机构通过杆组法拆分为： I级机构、II级杆组RRR两部分如下：

2.平面构件运动分析的数学模型 图3 平面运动构件（单杆）的运动分析 2.1数学模型 已知构件K 上的1N 点的位置1x P ,1y P ，速度为1x v ,1Y v ，加速度为1 x a ，1y a 及过点的1N 点的线段12N N 的位置角θ，构件的角速度ω，角加速度ε，求构件上点2N 和任意指定点3N （位置参数13N N ＝2R ，213N N N ∠＝γ）的位置、 速度、加速度。 1N ，3N 点的位置为： 211cos x x P P R θ=+ 211sin y y P P R θ=+ 312cos()x x P P R θγ=++ 312sin()y y P P R θγ=++ 1N ，3N 点的速度，加速度为： 211211sin ()x x x y y v v R v P P ωθω=-=-- 211121sin (-) y y y x x v v R v P P ωθω=-=- 312131sin() () x x x y y v v R v P P ωθγω=-+=--312131cos()() y y y x x v v R v P P ωθγω=-+=-- 2 212121()()x x y y x x a a P P P P εω=---- 2 212121()() y y x x y y a a P P P P εω=+--- 2313131()()x x y y x x a a P P P P εω=---- 23133(1)(1) y y x x y y a a P P P P εω=+--- 2.2 运动分析子程序 根据上述表达式，编写用于计算构件上任意一点位置坐标、速度、加速度的子程序如下： 1>位置计算 function [s_Nx,s_Ny ] =s_crank(Ax,Ay,theta,phi,s) s_Nx=Ax+s*cos(theta+phi); s_Ny=Ay+s*sin(theta+phi); end 2>速度计算 function [ v_Nx,v_Ny ] =v_crank(s,v_Ax,v_Ay,omiga,theta,phi) v_Nx=v_Ax-s*omiga.*sin(theta+phi); v_Ny=v_Ay+s*omiga.*cos(theta+phi); end 3>加速度计算 function [ a_Nx,a_Ny ]=a_crank(s,a_Ax,a_Ay,alph,omiga,theta,phi) a_Nx=a_Ax-alph.*s.*sin(theta+phi)-omiga.^2.*s.*cos(theta+phi);

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机械原理大作业三 课程名称: 机械原理 级: 者: 号: 指导教师: 设计时间: 1.2机械传动系统原始参数 设计题目： 系: 齿轮传动设计 1、设计题 目 1.1机构运动简图 - 11 7/7777777^77 3 UtH TH7T 8 'T "r 9 7TTTT 10 12 - 77777" 13 ///// u 2

电动机转速n 745r/min ,输出转速n01 12r/mi n , n02 17r /mi n , n°323r/min，带传动的最大传动比i pmax 2.5 ,滑移齿轮传动的最大传动比 i vmax 4，定轴齿轮传动的最大传动比i d max 4。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实 现。设带传动的传动比为i pmax 2.5，滑移齿轮的传动比为9、心、「3，定轴齿轮传动的传动比为i f，则总传动比 i vi i vmax 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 滑移齿轮传动的传动比为 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、 7、8 9和10为角度变位齿轮，其齿数: Z5 11,Z6 43,Z7 14,Z8 39,Z9 18,乙。35 ；它们的齿顶高系数0 1，径向间隙

系数c 0.25，分度圆压力角200，实际中心距a' 51mm。 根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为角度变位齿轮，其齿数：Z11 z13 13，乙 2 z14 24。它们的齿顶高系数d 1，径向间隙系数c 0.25，分度圆压力角200,实际中心距 a' 46mm。圆锥齿轮15和16选择为标准齿轮令13,乙 6 24，齿顶高系数 h a 1，径向间隙系数c 0.20，分度圆压力角为200（等于啮合角’）。 4、滑移齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算 4.1滑移齿轮5和齿轮6

机械原理课后答案第8章

第8章作业 8-l 铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ABCD 中哪些运动副为周转副?当其杆AB 与AD 重合时，该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E 点的连杆曲线。 答：转动副成为周转副的条件是： （1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和； （2）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。图示ABCD 四杆机构中C 、D 为周转副。 当其杆AB 与AD 重合时，杆BE 与CD 也重合因此机构处于死点位置。 8-2曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点?为什么? 答：机构不一定存在急回运动，但一定无死点，因为： （1）当极位夹角等于零时，就不存在急回运动如图所示， （2）原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。 8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同? 8-4图a 为偏心轮式容积泵；图b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。试绘出两种泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么? 解 机构运动简图如右图所示，ABCD 是双曲柄机构。 因为主动圆盘AB 绕固定轴A 作整周转动，而各翼板CD 绕固定轴D 转动，所以A 、D 为周转副，杆AB 、CD 都是曲柄。 8-5试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。 图a 曲柄摇杆机构 图b 为导杆机构。 8-6如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =，600b =mm ,400,500c mm d mm ==。试问: 1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在? 2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?

机械原理作业册答案

第二章机构的结构分析- 一、填空与选择题 1、B、A 2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对运动 3、低副，高副，2，1 4、后者有作为机架的固定构件 5、自由度的数目等于原动件的数目；运动不确定或机构被破坏 6、√ 7、 8、m-1 9、受力情况10、原动件、机架、若干个基本杆组 11、A、B 12、C 13、C 二、绘制机构简图 1、计算自由度n=7, P L=9，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-2=1 2、3、 4、 三、自由度计算 (a)E处为局部自由度；F处(或G处)为虚约束 计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (b)E处(或F处)为虚约束 计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (c) B处为局部自由度；F处为复合铰链；J处(或K处)为虚约束 计算自由度n=9，P L=12，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×9-2×12-2=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (d) B处为局部自由度；C处为复合铰链；G处(或I处)为虚约束 计算自由度n=7，P L=9，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2 自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。

(e) 构件CD(或EF)及其两端的转动副引入一个虚约束 计算自由度n=3，P L=4，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×3-2×4=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (f) C处为复合铰链； 计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (g) B处为局部自由度；F处为复合铰链；E处(或D处)为虚约束 计算自由度n=6，P L=8，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×6-2×8-1=1 (h)去掉杆8此处存在虚约束；B和C处为复合铰链 计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1 (i) C处为复合铰链 计算自由度n=5，P L =7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1 自由度的数目等于原动件的数目，所以该机构具有确定的运动。 四、试计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。 替代机构如下图所示： (1)计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1 (2)计算自由度n=3，P L=3，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×3-2×3-2=1 五、计算下图所示机构的自由度，并通过结构分析确定当构件1、5分别为原动件时机构 的级别。 计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1 机构分析如下图所示。

哈工大机械原理大作业

连杆的运动的分析 一．连杆运动分析题目 图1-13 连杆机构简图 二．机构的结构分析及基本杆组划分 1.。结构分析与自由度计算 机构各构件都在同一平面内活动，活动构件数n=5, PL=7,分布在A、B、C、E、F。没有高副，则机构的自由度为 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7-0=1 2．基本杆组划分 图1-13中1为原动件，先移除，之后按拆杆组法进行拆分，即可得到由杆3和滑块2组成的RPR II级杆组，杆4和滑块5组成的RRP II级杆组。机构分解图如下：

图二 图一 图三 三．各基本杆组的运动分析数学模型 图一为一级杆组， ? c o s l A B x B =， ? sin lAB y B = 图二为RPR II 杆组， C B C B j j B E j B E y y B x x A A B S l C E y x S l C E x x -=-==-+=-+=0000 )/a r c t a n (s i n )(c o s )(?? ? 由此可求得E 点坐标，进而求得F 点坐标。 图三为RRP II 级杆组， B i i E F i E F y H H A l E F A l E F y y l E F x x --==+=+=111)/a r c s i n (s i n c o s ??? 对其求一阶导数为速度，求二阶导数为加速度。

lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0; yC=-350; A0=xB-xC; B0=yB-yC; S=sqrt(A0.^2+B0.^2); zj=atan(B0/A0); xE=xB+(lCE-S)*cos(zj); yE=yB+(lCE-S)*sin(zj); a=0:0.0001:20/255; Xe=subs(xE,t,a); Ye=subs(yE,t,a); A1=H-H1-yB; zi=asin(A1/lEF); xF=xE+lEF*cos(zi); vF=diff(xF,t); aF=diff(xF,t,2); m=0:0.001:120/255; xF=subs(xF,t,m); vF=subs(vF,t,m); aF=subs(aF,t,m); plot(m,xF) title('位移随时间变化图像') xlabel('t(s)'),ylabel(' x') lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0;

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。

哈工大机械原理大作业凸轮机构设计题

Har bi n I nst i t ute of Technol ogy 械原理大作业二课程名称：机械原理 设计题目：凸轮机构设计 凸轮推杆运动规律 1.运动规律（等加速等减速运动） 推程 0 450 推程 450900 2.运动规律（等加速等减速运动） 回程16002000 回程20002400 ds s 三．推杆位移、速度、加速度线图及凸轮d线图 采用VB编程，其源程序及图像如下： 1.位移： Private Sub Command1_Click（） Timer1.Enabled = True ' 开启计时器 End Sub Private Sub Timer1_Timer() Static i As Single

表角度 Picture1.CurrentX = 0 Picture1.CurrentY = 0 1 = i + 0.1 If i <= 45 Then q = i s = 240 * (q / 90) ^ 2 Picture1.PSet Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i s = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2) Picture1.PSet Step(q, -s), vbGreen ElseIf i >= 90 And i <= 150 Then q = i s = 120 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlack ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = i s = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlue Dim s As Single, q As Single 'i 作为静态变量，控制流程； s 代表位移； q 代

机械原理课后全部习题解答

机械原理课后全部习题 解答 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

《机械原理》 习 题 解 答 机械工程学院 目录 第1章绪论 (1) 第2章平面机构的结构分析 (3) 第3章平面连杆机构 (8) 第4章凸轮机构及其设计 (15) 第5章齿轮机构 (19) 第6章轮系及其设计 (26) 第8章机械运动力学方程 (32) 第9章平面机构的平衡 (39) 第一章绪论 一、补充题 1、复习思考题 1)、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么 2）、机器与机构有什么异同点

3）、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。 4）、设计机器时应满足哪些基本要求试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。 2、填空题 1)、机器或机构，都是由组合而成的。 2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。 3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。 4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。 5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。 6）、构件是机器的单元。零件是机器的单元。 7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。 8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。 9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的 的组合，叫机器。 3、判断题 1)、构件都是可动的。（） 2）、机器的传动部分都是机构。（） 3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。（） 4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。（） 5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。（） 6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（） 7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。（） 2 填空题答案 1）、构件 2）、构件 3）、代替机械功 4）、相对运动 5）、传递转换6）、运动制造 7）、预定终端 8）、中间环节 9）、确定有用构件 3判断题答案 1）、√ 2）、√ 3）、√ 4）、√ 5）、× 6）、√ 7）、√

机械原理-课后全部习题解答

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目录 第1章绪论 (1) 第2章平面机构的结构分析 (3) 第3章平面连杆机构 (8) 第4章凸轮机构及其设计 (15) 第5章齿轮机构 (19) 第6章轮系及其设计 (26) 第8章机械运动力学方程 (32) 第9章平面机构的平衡 (39)

第一章绪论 一、补充题 1、复习思考题 1)、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？ 2）、机器与机构有什么异同点？ 3）、什么叫构件？什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实例。 4）、设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。 2、填空题 1)、机器或机构，都是由组合而成的。 2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。 3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。 4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。 5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。 6）、构件是机器的单元。零件是机器的单元。 7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。 8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。 9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。 3、判断题 1)、构件都是可动的。（） 2）、机器的传动部分都是机构。（） 3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。（） 4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。（）

5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。（） 6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（） 7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。（） 2 填空题答案 1）、构件 2）、构件 3）、代替机械功 4）、相对运动 5）、传递转换 6）、运动制造 7）、预定终端 8）、中间环节9）、确定有用构件 3判断题答案 1）、√ 2）、√ 3）、√ 4）、√ 5）、× 6）、√ 7）、√

机械原理作业集

第二章机构的结构分析 作业题： 1．图示为一简易冲床的初拟方案。设计思路是：动力由齿轮1输入，轴A连续转动，固联与轴A上的凸轮推动杠杆3使冲头4上下往复运动实现冲压工艺，试绘出其机构运动简图，分析能否实现上述构思，并提出两种修改意见（以机构运动简图表示）。 2．如图所示为一小型压力机。图中齿轮1与偏心轮1ˊ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绕轴C上下摆动；同时又通过偏心轮1ˊ、连杆2、滑槽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，计算其自由度。

3．图示是一为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构。该机构能保持人行走的稳定性。若以胫骨1为机架，试绘制其机构运动简图和计算其自由度，并作出大腿弯曲 90°时的机构运动简图。 4．试绘出下列各机构的机构示意图，计算其自由度，并说明运动是否确定。

5．计算下列各机构的自由度，若存在复合铰链，局部自由度，虚约束请明确指出。

6．计算图示机构的自由度，并分析基本杆组，确定机构的级别。

第八章平面连杆机构及其设计 作业题： 1．图示四杆机构中各杆件长度已知：a=150mm，b=500mm，c=300mm，d=400mm。试问：1）若取杆件d 为机架是否存在曲柄？如存在，哪一杆件为曲柄？2）若分别取其它杆件为机架，可得到什么类型的机构？ 2．图示铰链四杆机构ABCD中，各构件长度如图所示（μl=10mm/mm），AB主动，试求：1）两连架杆AB、CD为何类构件？ 2）该机构有无急回性质？若有，其行程速比系数K为多少？ 3）在图中作出最小传动角γmin对应的机构位置ABCD； 4）若改为以CD杆为主动，该机构有无死点？若有，请用虚线画出死点位置。