完整版机械原理第八版课后练习答案西工大版

＜机械原理 ＞第八版 西工大教研室编

第2章

2-1何谓构件？何谓运动副及运动副元素？运动副是如何进行分类的？ 答：参考教材5?7页。 2-2机构运动简图有何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征 ？

答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。 2-3机构具有确定运动的条件是什么 答：参考教材12?13页。

2-4 何谓最小阻力定律？试举岀在机械工程中应用最小阻力定律的 2-5在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项 ？ 答：参考教材15~17页。

1、2个实例。

？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况 ？

2-6在图2-20所示的机构中，在铰链 C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个 虚约束吗？为什么？

答：不能，因为在铰链 C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一 处。 2-7何谓机构的组成原理？何谓基本杆组？它具有什么特性？如何确定基本杆组的级别及机构的级别 答：参考教材18?19页。

2-8为何要对平面高副机构进行“高副低代 答：参考教材20~21页。

\“高副低代”应满足的条件是什么 ？

？

2-9任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置 （或其他装置），试画岀其机构运动简图，并计算其自由度。 1）折叠桌 或折叠椅；2）酒瓶软木塞开盖器；3）衣柜上的弹簧合页；4）可调臂台灯机构；5）剥线钳；6）磁带式录放音机功能键操纵机构； 7）洗衣机定时器机构；8）轿车挡风玻璃雨刷机构；9）公共汽车自动开闭门机构；10）挖掘机机械臂机构；…。 2-10请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副 ？试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计 算其自由度。

2-11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 j输入，使轴A连续回转；而固装在轴 人上的凸轮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（各尺寸由图上量取），分析是否能 实现设计意图，并提岀修改方案。

1） 取比例尺绘制机构运动简图 2） 分析是否能实现设计意图

2-12图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构，试绘制其机构示意简图并计算自由

度。

解:

f 3 8 2 10 2 1

2-16试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度 （a）

1

解: (b)

A为复合铰链

解：(1)图示机构在D处的结构与图2-1所示者一致，经分析知该机构共有 7个活动构件，8个低副(注意移动副F与F',

E与E'均只算作一个移动副)，2个高副；因有两个滚子 2、4,所以有两个局部自由度，没有虚约束，故机构的自由度为

F=3n- (2p i+ph- p' )- F ' =3x 7- (2 x 8+2-0)- 2=1

(2)如将D处结构改为如图b所示形式，即仅由两个移动副组成。注意，此时在该处将带来一个虚约束。因为构件 6和构件5、6均组成移动副，均要限制构件 6在图纸平面内转动，这两者是重复的，故其中有一个为虚约束。经分析知这 时机构的活动构件数为 6，低副数为7，高副数和局部自由度数均为 2，虚约束数为1，故机构的自由度为 F=3n- (2pl+ph- p' )- F ' =3 X 6- (2 x 7+2-1)- 2=1

上述两种结构的机构虽然自由度均为一， 但在性能上却各有千秋：前者的结构较复杂，但没有虚约束，在运动中不易产生卡 涩现象；后者则相反，由于有一个虚约束，假如不能保证在运动过程中构件 死现象，故其对制造精度要求较高。

3、5始终垂直，在运动中就会岀现卡涩甚至卡

3、

解：⑴

n=11, P1=17, ph=0.

p'=2p1、+ph-3n'=2. F'=0

F=3n-(2p1+ph-p')-F'=3 X 11-(2 X 17+0-2)-0=1

(2)去掉虚约束后 F=3n-(2pi+ph) =3 X 5-(2 X 7+0) =1

(d) A、B、C 处为复合铰链。自由度为：

F=3n-(2p 什Ph-p')-F'=3 X 6-(2 X 7+3)-0=1

齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目不同， 两侧面均保持接触，故为两个高副。

因为齿轮3、5处只有一个高副，而齿条7与齿轮5在齿的

2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。其偏心轮 1绕固定轴心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。当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入， 并将空气从阀5中排岀，从而形成真空。(1)

解(1)取比例尺作机构运动简图如图所示。

(2) F=3n-(2p1+ph-p' )-F ' =3X 4-(2X 4+0-0)-1=1

试绘制其机构运动简图；(2)计算其自由度。

2-14图示是为高位截肢的人所设汁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

机构运动简图和计一算其自由度，并作出大腿弯曲时的机构运动简图。 解 把胫骨I相对固定作为机架?假肢膝关节机构的机构运动简图如图

所示，大腿弯曲90。时的机构运动简图，如图中虚线所示。其自由度为:

F=3n-（2pi+pep' ）-F ' =3 X 5-（2 X 7+0-0）-0=1

2-15试绘制图n所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图

（以手掌8作为相对

固定的机架），井计算自由度。 （1）取比倒尺肌作机构运动简图 2）计算自由度

解:

f 3 7 2 10 1

2-18图示为一刹车机构。刹车时，操作杆 j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。

1）未刹车时，杀库机构的自由度

2）闸瓦G、J之一剃紧车轮时?刹车机构的自由度 3）闸瓦G、J同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度

解:

1>

就刹