2023年机械原理西工大第七版习题答案.docx

学海无涯 机械原理(西工大第七版)习题答案 篇一：机械原理(西工大第七版)课后答案2-7章 第二章 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轴上下挪动。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均组成挪动副，齿轮1与齿轮5、凸轮(槽)5与 滚子6组成高副。故 解法一：n7 pl9ph2 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淌方向从阀5中排出，从而构成真空。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) ４ＡF3n2plph372921 解法二：n8 pl10 ph2 局部自由度 题2-3 2) n3 pl4 ph0 F1 F3n2plph332401 题2-4 使绘制图a所示仿人手型机械手的食指机构的 F3n(2plphp)F38210211 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 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) n7 pl10 ph0 F3n2plp h3721001 3 题2-4 题2-5 图a所示是为高位截肢的人所的一种假肢膝关节机构，该机构能保持人行走的稳定性。假设以 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) n5 pl7 ph0 F3n2plph352701 解法二：n11 pl17ph0 虚约束 3n2100362 局部p2plph 自由度 F0 F 3n2plph352701 题题2-6 连杆组合机构；图b为凸轮-为铰接在一起的两个滑块）；图c在图d所示机构中，齿轮3与5和齿条7解： a) n4 pl5F3n(2plphp)F311(21702) d) n6 pl7 F3n2plph342b) 解法一：n5 pl6ph3 F3n2plph362731 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5的啮合为高副（因中心距未 1O F3n2plph352解法二：n7 pl8ph2 局部自由度 F2 F3n(2plphp)F371 c) 解法一：n5 pl7 齿轮 3 E (b) 4 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，分别推进装于四个活塞上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个活塞和机架组成。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处组成三副复合铰链。4个活塞与4个缸（机架）均组成挪动副。 解法一： 解：1)未刹车时，刹车机构的自由度 n6 pl8 ph0 F3n2plph362802 2)闸瓦G、J之一刹紧车轮时，刹车机构的自由度 n13 pl17ph4 虚约束： 由于ABBCCDAD，4和5，6和7、8和9为不阻碍机构传递运动的重复局部，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） 重复局部中的构件数n10 低副数pl17 高 n5 pl7ph0 F3n2plph352701 3)闸瓦G、J同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度 n4 pl6ph0 F3n2plph342600 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 3 局部自由度F3 副数ph 3n217331034 p2plph 局部自由度 F4 F3n(2plphp)F313(21744)在该平面的41x、y方向挪动，而其余方向的相对独立运动都被约束，故公共约束数m4,为4族平面机构。 解法二：如图2-7（b） 局部自由度 F1 pip53 F3n(2plphp)F33(2310)11F6mn 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。） im1 imp6425431 i 5 F06nipi62533 将挪动副改为 圆柱下刨，可减少虚约束。 5 Ａ 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m3,为3族平面机构。 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，使活动台板能相关于固定台板转动。又通过件1、2、3、4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点 A D E p52 p41 F6mn im1 imp 5 i 3n2plph322211 F06nipi6225142 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 m3的3族平面机构。 p53 p41 F1 F6mn 5 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 i 5 4 图2-11 im1 43p在图示位置时，F1impF6335p现收放动作。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，必须沿箭头方向推进件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）。现已经明白机构尺寸 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。 B F06nipiF63534112 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根本杆组。如在该机构中改选EG为原动件，试征询组成此机构的根本杆组是否与前者不同。 解：1)计算此机构的自由度 n7 pl10ph0 n4 pl5 ph1 F3n2plph3721001 2)取构件AB为原动件时机构的根本杆组图2-10（b） 所示。此机构为二级机构。 3)取构件GE为原动件时机构的根本杆组图2-10（c） 所示。此机构为三级机构。 F3n2plph342511 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直截了当标注在图上) 6 7 篇二：机械原理第七版西北工业大学课后习题(9和11章) 机械原理课后习题答案 第9章课后参考答案 9-1 何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击试补全图示各段s一、 v一、一曲线，并指出哪些地点有刚性冲击，哪些地点有柔性冲击？ 答 凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬征询作用到构件上， 使构件产生强烈的冲击；而柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上，使构件产生的冲击。 s-δ, v-δ, a-δ曲线见图。在图9-1中B，C处有刚性冲击，在0，A，D，E处有柔性冲击。 9—2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象它对凸轮机构的工作有何阻碍如何加以防止 答 在用包络的方法确定凸轮的工作廓线时，凸轮的工作廓线出现尖点的现象称为变尖现象：凸轮的工作廓线使推杆不能实现预期的运动规律的现象件为失真现象。变尖的工作廓线极易磨损，使推杆运动失真．使推杆运动规律达不到设计要求，因而应设法防止。变尖和失真现象可通过增大凸轮的基圆半径．减小滚子半 题9-1图 径以及修正推杆的运动规律等方法来防止。 9—3力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角确实定是否一样为什么 答 力封闭与几何封闭凸轮机沟的许用压力角确实定是不一样的。由于在回程阶段-关于力封闭的凸轮饥构，由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力F，而是推杆所受的封闭力．其不存在自锁的同题，故同意采纳较大的压力角。但为使推秆与凸轮之间的作用力不致过大。也需限定较大的许用压力角。而关于几何形状封闭的凸轮机构，那么需要考虑自锁的征询题。许用压力角相对就小一些。 9—4一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中觉察推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子？征询是否可行为什么 答 不可行。由于滚子半径增大后。凸轮的理论廓线改变了．推杆的运动规律也势必发生变化。 9—5一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中觉察推程压力角稍偏大，拟采纳推杆偏置的方法来改善，征询是否可行为什么 答 不可行。由于推杆偏置的大小、方向的改变会直截了当阻碍推杆的运动规律．而原凸轮机构推杆的运动规律应该是不同意擅自改动的。 9-6在图示机构中，哪个是正偏置哪个是负偏置按照式(9-24)说明偏置方向对凸轮机构压力角有何阻碍 答 由凸轮的回转中心作推杆轴线的垂线．得垂足点，假设凸轮在垂足点的 速度沿推杆的推程方向．刚凸轮机构为正偏置．反之为负偏置。由此可知．在图 示机沟中，两个均为正偏置。由 tan 可知．假设为正偏置(e前取减号)．由于推程时(ds/d δ)为正．式中分子ds/dδ-elt;ds/dδ, 故压力角α减小。而回程时, 由于ds／dδ为负, 式中分子为 |(ds／dδ)-e|=| (ds／dδ) |+ |e| ds／dδ。故压力角增大。负偏置时刚相反，即正偏置会使推程压力角减小，回程压力角增大；负偏置会使推程压力角增大，回程压力角减小。 9—7 试标出题9—6a图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90o后推杆的位移；并标出题9—6b图推杆从图示位置升高位移s时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。 解 如图 (a)所示，用直线连接圆盘凸轮圆心A和滚子中心B，那么直线AB与推杆导路之间所夹的锐角为图示位置时凸轮机构的压力角。以A为圆心, AB为半 径作圆, 得凸轮的理论廓线圆。连接A与凸轮的转动中心O并延长，交于凸轮的理论廓线于C点。以O为圆心．以OC为半径作圆得凸轮的基圆。以O为圆心, 以O点到推杆导路的间隔OD为半径作圆得推杆的偏距圆；。延长推杆导道路交基圆于G-点，以直线连接OG。过O点作OG的垂线，交基圆于E点。过E点在偏距圆的下侧作切线．切点为H点．交理论廓线于F点，那么线段EF的长即为凸轮从图示位置转过90后推杆的位移s。 方法同前，在图 (b)中分别作出凸轮的理论廓线、基圆、推杆的偏距圆。延长推杆导道路交基圆于G点，以直线连接OG。以O为圆心，以滚子中心升高s后滚子的转动中心K到O点的间隔OK为半径作