篇一：机械原理_课后习题答案第七版
《机械原理》作业题解
第二章
机构的结构分析
F＝3n－2pl－ph ＝3× －2× －1＝ 0 34 F = 3n ? (2pl + ph )= 3 × 4 ? (2 × 5 + 1) = 1
7 4
3
8 5 2 9 1-1' F = 3n ?(2pl + ph ? p') ? F'= 3 × 8 ? (2 × 10 + 2 ? 0) ?1
= 1
篇二：机械原理课后习题答案
个构件 （相当于增加 3 个自由度） 和 1 个低副 （相当于引 题入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。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：n?7 pl?9ph?2
F?3n?2pl?ph?3?7?2?9?2?1
解法二：n?8 pl?10 ph?2 局部自由度
F??1
F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?8?2?10?2?1?1
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)
４Ａ题2-3
2) n?3 pl?4 ph?0
F?3n?2pl?ph?3?3?2?4?0?1
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
其自由度。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图2-4所示)
2) n?7 pl?10 ph?0
F?3n?2pl?ph?3?7?2?10?0?1
题
2-4
题2-5 图a所示是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
以颈骨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度时
的机构运动简图。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
大腿弯曲90度时的机构运动简图如虚线所
示。(如图2-5所示)
2) n?5 pl?7 ph?0
题F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1
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-连杆组合机构（图中在D处为铰接在一起的两个滑块）；图c为一精压机机构。并问在图d所示机构中，齿轮3
与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？
解： a) n?4 pl?5ph?1
塞和机架组
F?3n?2pl?ph?3?4?2?5?1?1
b) 解法一：n?5 pl?6ph?2
F?3n?2pl?ph?3?5?2?6?2?1
解法二：n?7 pl?8ph?2 虚约束p??0
局部自由度 F??2
成。凸轮与4个滚子组成高副，4个连杆、4个滚子和4个活塞分别在A、B、C、D处组成
三副复合铰
O
F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?7?(2?8?2?0?2?1
c) 解法一：n?5 pl?7ph?0
3E
链。4个活塞与4个缸（机架）均
组成移动副。
解法一：
F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1
解法二：n?11 pl?17ph?0
(b)
n?13 pl?17ph?4
虚约束：
因为AB?BC?CD?AD，4和5，6和7、8和9为不影响机构传递运动的重复部分，与连杆10、11、12、
13所带入的约束为虚约束。机构可简化为图2-7（b）
重复部分中的构件数n??10 低副数
??3n??2?10?0?3?6?2 虚约束p??2pl??ph
局部自由度 F??0
F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?11?(2?17?0?2)?0?1
d) n?6 pl?7ph?3
F?3n?2pl?ph?3?6?2?7?3?1
齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约束，故应为单侧接触）将提供1个约束。 齿条7与齿轮5的啮合为高副（因中心距未被约束，
故应为双侧接触）将提供2个约束。
题2-7试绘制图a所示凸轮驱动式四缸活塞空气压缩机的机构运动简图。并计算其机构的自由度（图中凸轮1原动件，当其转动时，分别推动装于四个活塞上A、B、C、D处的滚子，使活塞在相应得气缸内往复运动。图上
AB=BC=CD=AD）。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图2-7(b)所
示)
2) 此机构由1个凸轮、4个滚子、4个连杆、4个活
pl??17 高副数??3 局部自由度ph
F???3
??3n??2?17?3?3?10?3?4 p??2pl??ph
局部自由度 F??4
F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?13?(2?17?4?4)?
解法二：如图2-7（b） 局部自由度 F??1
F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?3?(2?3?1?0)?1?
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
F??6?m?n?
i?m?1
??i?m?p
5
i
?3n?2pl?ph?3?2?2?
F0?6n?ipi?6?2?2?5?1?4??2 将直齿
轮改为鼓形齿轮，可消除虚约束。
(c) 由于凸轮机构中各构件只能在平行平面内运动，故为
m?3的3族平面
机构。
n?6 pl?8ph?0
F?3n?2pl?ph?3?6?2?8?0?2
2)闸瓦G、J之一刹紧车轮时，刹车机构的自由度
p5?3
n?5 pl?7ph?0
p4?1 F??1
F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1
3)闸瓦G、J同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度
n?4 pl?6ph?0
F?3n?2pl?ph?3?4?2?6?0?0
题2-9 试确定图示各机构的公共约束m和族别虚约束p″，并人说明如何来消除或减少共族别虚约束。 解：(a)楔形滑块机构的楔形块1、2相对机架只能在该平面的x、y方向移动，而其余方向的相对独立运动都被约束，故公共约束数m?4,为4族平面机构。
F??6?m?n?
i?m?1
??i?m?p
5
i
?F???6?3??3??5?3?p5
F0?6n?ipi?F??6?3?5?3?4?1?1??2
将平面高副改为空间高副，可消除虚约束。
题2-10 图示为以内燃机的机构运动简图，试计算自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如在该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者不同。
pi?p5?3
F??6?m?n?
i?m?1
??i?m?p??6?4??2??5?4???1
i
5
解：1)计算此机构的自由度
n?7 pl?10ph?0
F?3n?2pl?ph?3?7?2?10?0?1
2)取构件AB为原动件时机构的基本杆组图2-10（b）
所示。此机构为二级机构。
3)取构件GE为原动件时机构的基本杆组图2-10（c）
Ａ
F0?6n?ipi?6?2?5?3??3 将移动副改为
圆柱下刨，可减少虚约束。
所示。此机构为三级机构。
题
(b) 由于齿轮1、2只能在平行平面内运动，故为公共约
束数m?3,为3族平面机构。
p5?2 p4?1
题2-11 图a所示为一收放式折叠支架机构。该支架中的件1和5分别用木螺钉联接于固定台板1`和活动台板5`上，两者在D处铰接，使活动台板能相对于固定台板转动。又通过件1、2、3、4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点处销子与件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。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图2-11所示) 2) E处为销槽副，销槽两接触点公法线重合，只能算
作一个高副。
n?4 pl?5 ph?1
F?3n?2pl?ph?3?4?2?5?1?1
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的位置
(用符号Pij直接标注在图上)
解：
A
D
E
图2-11
B
..........................
篇三：机械原理-课后全部习题解答
《机械原理》
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
第5章
第6章
第8章
第9章
凸轮机构及其设计?????????? 15 齿轮机构?????????????? 19 轮系及其设计???????????? 26 机械运动力学方程?????????? 32 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
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）、构件之间具有并能完成能量转换的 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）、√
第二章 机构的结构分析
2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。 解：
a)平面高副
b)空间低副
c)平面高副
2-8将图2-27中机构的结构图绘制成机构运动简图，标出原动件和机架，并计算其自由度。
解：
b)n=3，PL=4 ，PH=0， F=3×3-2×4=1
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