机械原理习题答案

1、习题解答 第一章 绪论1-1 答：1 ）机构是实现传递机械运动和动力的构件组合体。如齿轮机构、连杆机构、凸轮机构、螺旋机构等。2 ）机器是在组成它的实物间进行确定的相对运动时，完成能量转换或做功的多件实物的组合体。如电动机、内燃机、起重机、汽车等。3 ）机械是机器和机构的总称。 4 ） a. 同一台机器可由一个或多个机构组成。      b. 同一个机构可以派生出多种性能、用途、外型完全不同的机器。      c. 机构可以独立存在并加以应用。1-2  答

2、：机构和机器，二者都是人为的实物组合体，各实物之间都具有确定的相对运动。但后者可以实现能量的转换而前者不具备此作用。  1-3  答： 1 ）机构的分析：包括结构分析、运动分析、动力学分析。          2 ）机构的综合：包括常用机构设计、传动系统设计。 习题解答 第二章 平面机构的机构分析2-6(a) 自由度 F1(b)  自由度 F1        

3、0;    (c) 自由度 F1 2-7题 2 7 图F 3 × 7 2 × 9 2 1  2 -8a) n 7  10          0    F 3×72×10 1b) B 局部自由度 n 3        3   2 F3

4、5;3 2×321c) B 、D 局部自由度 n 3   3    2 F3×3 2×32 1d) D( 或 C) 处为虚约束 n 3  4    F3×3 2×41e) n 5   7    F3×52×71f) A 、 B 、 C 、E 复合铰链  n 7   10 

5、0;  F 3×72×10 1g) A 处为复合铰链 n 10   14   F 3×10 2×142h) B 局部自由度 n 8     11    1   F 3×82×111 1i) B 、 J 虚约束 C 处局部自由度    n 6    8     1

6、0;    F 3×6 2×811j) BB' 处虚约束 A 、 C 、 D 复合铰链 n 7   10   F 3×72×101k) C 、 D 处复合铰链 n5    6    2F 3×52×62 1l) n 8      11     F 3×82

7、15;11 2m) B 局部自由度 I 虚约束 4 杆和 DG 虚约束   n 6      8      1     F 3×62×81 1 2-9a) n 3  4  1 F 3 × 3 2 × 8 1 0 不能动。b) n 5  6 F 3 × 5 2 × 6 3 自由度数与原动件不等 , 运

8、动不确定。  2-10a) n 7  10 F 3 × 7 2 × 10 1 二级机构b) n 5  7 F 3 × 5 2 × 7 1 三级机构c) n 5  7 F 3 × 5 2 × 7 1 二级机构习题解答 第三章 平面机构的运动和分析     3-10  a)     V C  = 

9、60;V B   +  V CB          方向：CD     AB     BC         方向：  CD  CD  BA  CB   BC 大小： ？   

10、60;      ？         大小：   0    ？       ？ 速度图、加速度图如上图中（ a ）所示。 b) 扩大构件法 , 将 2 构件和 3 构件构成的移动副扩大到 B 点        

11、           方向： BD   AB    CD          方向： BD  BD   BA   CD    CD 大小： ？       ？   

12、;         大小： 0     ？       0      ？速度图、加速度图如上图中（ b ）所示。 c) 扩大构件法 , 将 1 构件和 2 构件构成的移动副扩大到 C 点             

13、;       方向： CD  AC   BC            方向： CD   CD   CA   BC      BC 大小： ？      ？    

14、0;       大小：   ？       ？速度图、加速度图如上图中（ c ）所示。  d) 首先分析 C 点，再利用影像原理分析 E 点，最后分析 F 点        V C  =  V B   +  V CB  

15、;     方向： CD     AB       BC      方向：CD  CD   BA   CB   BC 大小：  ？            ？  

16、    大小：  ？     0    ？       V F  =  V E   +  V FE      方向：  FG         

17、0;  EF        方向：FG FG       FE  EF大小： ？                ？         大小： 0    ？     

18、0;   ？速度图、加速度图如上图中（ d ）所示。3-11 解：速度分析：     VC  =  VB   +  VCB方向：CD    AB     BC大小： ？         ？=  12.56rad/s选择绘图比例尺 ，绘速度图如图示，=1.884

19、m/sV CB  0    2 构件瞬时平动。加速度分析：方向： C D CD B A B C BC大小： ？ 0 ？选择加速度比例尺 ，如图示绘加速度图，由图可知 ，利用加速度影像原理求出 ，如图示，  29.34 。   习题解答 第四章 机械中的摩擦和机械效率49 题解 滑块1所受三力F、Q和R21处于平衡，因此，F+Q+ R21=0，作出力三角形，标出相应的夹角，由正弦定理可得，则理想驱动力，由此可得机械效率 410题 解滑块1在三力作用

20、下平衡，即,滑块2在三力作用下平衡，即由此作出两封闭力多边形，由正弦定理    ，    即得?411题 解 此夹具的自锁条件可用三种方法来确定：（1）根据的条件来确定。取楔块3为分离体，其受工件1（及1'）和夹具2作用的总反力R13和R23以及支持力P'。各力的方向如图所示。根据楔块3的力平衡条件，作力封闭三角形如图c所示。由正弦定理可得当时，于是得此机构反行程的机械效率为令，可得自锁条件为（2）根据生产阻力小于或等于零的条件来确定。由正弦定理得生产阻力，若楔块3不自动松脱，应使，即，得

21、自锁条件为。（3）根据运动副的自锁条件来确定。如图b所示，楔块3受有夹具2及工件1作用的总反力R23和R13，当总反力R23作用在相对边的摩擦角之内时，楔块3即发生自锁，即?或 412题 解 1）当被轧坯料接触轧辊时，如图所示，其正压力为N，摩擦力为F，由图可知：使坯料右移之力为    2f Ncos，使坯料左移之力为2Nsin。故坯料自动进入轧辊之条件为 2f Ncos>2Nsin f = tan>tan  即 ?>  2）当

22、?时，h为最大，由图可得h=d+a-dcos=75.6mm 414题 正行程时，总反力R应切于摩擦圆右侧，方向向上；?反行程自锁的条件为：，（即H）  415题 R切于摩擦圆右侧，方向向上，     416题 解 螺杆B为右旋螺纹，因此千斤顶起重时从螺杆顶部俯视螺杆B为逆时针旋转，每转一周，上升10mm，此时载荷Q为轴向阻力。若不考虑螺杆A，则所需的驱动力矩为    因螺杆A不能旋转，故当螺杆B转一周时，螺杆A相对于螺杆B沿轴向下降6mm，重物实

23、际上升s=sBsA4mm。当螺杆A相对于螺杆B下降时，Q为轴向驱动力，为了为此等速下降，所需阻力矩为    因MB为驱动力矩，MA为阻力矩，它们方向相反，故总驱动力为M=MBMA根据已知条件可得            将、和代入驱动力矩M，则得到 417题 解方牙螺纹的平均直径d2为      螺纹升角为 ,摩擦角为  

24、0;   起重时，环形摩擦面间的摩擦力矩为  螺旋副的摩擦力矩为  故起重时所需的驱动力矩为  无摩擦时，理想驱动力矩为      故千斤顶的机械效率为      因为M=F l =4.052Q所以能举起的重量为 418题 解离合器传递的扭矩为      所需弹簧压力应满足 &#

25、160;    式中a=8为摩擦面, 所以 568.4N  419题 解串联机构的总效率为各级效率的连乘积，故      电动机所需功率为 420题 。习题解答 第五章 平面连杆机构5-3题5-8题5-9题5-12题5-13题5-14题5-15题5-16题5-17题51题a）；b）；c）当时，为摆动导杆机构；当时，为转动导杆机构。5-2题该机构为摆动导杆机构的条件是，A、B必须为整转副，即AB杆为最短杆，则必须满足杆长条件，即 

26、;，则得 ；该机构为摆动导杆机构的条件是，A、C必须为整转副，即杆AC为最短杆，则有；即，则得。一铰接四杆机构 （1） a+d=3.5 ， b+c=4       a+d < b+c     又最短杆为连架杆      此机构为曲柄摇杆机构，可以实现连续转动与往复摆动之间的运动变换。（2）机构的两极限位置如下图：（3）传动角最大和最小位置如下图： 5-3题解：若使其成为曲柄摇杆机构，则最短杆必为连架杆，即a为最短杆。所以此题有两种情况，即：（1）机架d为最长杆，则应满足 a+dc+bdc+b-a=2.5+3-1=4.5 dmax=4.5（2）连杆b为最长杆，则应满足 a+bc+dda+b-c=1+3-2.5=1.5dmin=1.5  5-8题 5-9题设计一铰接四杆机构，要求主动的连架杆A0A逆钟向转120°，另一连架杆B0B顺钟向转90&#