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：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。

1-4 略习题解答第二章平面机构的机构分析2－1 ～ 2－5 （答案略）2-6(a) 自由度 F＝1 (b) 自由度 F＝1(c) 自由度 F＝12-7题 2 － 7 图F ＝ 3 × 7 － 2 × 9 － 2 ＝ 12 -8a) n ＝7 ＝10 ＝0 F ＝3×7－2×10 ＝1b) B 局部自由度 n ＝3 ＝ 3 ＝2 F＝3×3 －2×3－2＝1c) B 、D 局部自由度 n ＝3 ＝3 ＝2 F＝3×3 －2×3－2 ＝1d) D( 或 C) 处为虚约束 n ＝3 ＝4 F＝3×3 － 2×4＝1e) n ＝5 ＝7 F＝3×5－2×7＝1f) A 、 B 、 C 、E 复合铰链 n ＝7 ＝10 F ＝3×7－2×10 ＝1g) A 处为复合铰链 n ＝10 ＝14 F ＝3×10 － 2×14＝2h) B 局部自由度 n ＝ 8 ＝ 11 ＝ 1 F ＝3×8－2×11－1 ＝1i) B 、 J 虚约束 C 处局部自由度n ＝ 6 ＝ 8 ＝ 1 F ＝3×6 － 2×8－1＝1j) BB' 处虚约束 A 、 C 、 D 复合铰链 n ＝7 ＝10 F ＝3×7－2×10＝1 k) C 、 D 处复合铰链 n＝5 ＝6 ＝2F ＝3×5－2×6－2 ＝1l) n ＝ 8 ＝ 11 F ＝ 3×8－2×11 ＝ 2m) B 局部自由度 I 虚约束 4 杆和 DG 虚约束n ＝ 6 ＝ 8 ＝ 1 F ＝3×6－2×8－1 ＝12-9a) 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3-1～3-5（略）3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14 3-153-16～3-17(略) 3-18 3-19～3-24（略）3-10a) V C = V B + V CB方向：⊥CD ⊥AB ⊥BC 方向： C→D ⊥CD B→A C→B ⊥BC大小：？？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 点方向：⊥BD ⊥AB ∥CD 方向： B→D ⊥BD B→A ⊥CD ∥CD大小：？？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 点方向：⊥CD ⊥AC ∥BC 方向： C→D ⊥CD C→A ⊥BC ∥BC大小：？？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方向：⊥CD ⊥AB ⊥BC 方向：C→D ⊥CD B→A C→B ⊥BC大小：？？大小：？0 ？V F = V E + V FE方向：⊥ FG √⊥EF 方向：F→G ⊥FG √F→E ⊥EF大小：？√？大小： 0 ？√？速度图、加速度图如上图中（ d ）所示。

3-11 解：速度分析：V C = V B + V CB方向：⊥CD ⊥AB ⊥BC大小：？？= ＝ 12.56rad/s选择绘图比例尺，绘速度图如图示，=1.884m/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 。

3-1～3-5（略）3-6 3-7 3-8 3-9 3-10 3-11 3-12 3-13 3-14 3-153-16～3-17(略) 3-18 3-19～3-24（略）习题解答第四章机械中的摩擦和机械效率4-1～4-8(略) 4-9 4-10 4-11 4-12 4-13(略) 4-14 4-15 4-16 4-17 4-184-19 4-20 4—9 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4—10题解滑块1在三力作用下平衡，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?4—11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4—12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 Ncosβ，使坯料左移之力为2Nsinβ。

故坯料自动进入轧辊之条件为2f Ncosβ>2Nsinβf = tan>tan β即?> β2）当β＝?时，h为最大，由图可得h=d+a-d cos=75.6mm4—14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）4—15题R切于摩擦圆右侧，方向向上，4—16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，重物实际上升s=sB－sA＝4mm。

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=MB－MA根据已知条件可得将、和代入驱动力矩M，则得到4—17题解方牙螺纹的平均直径d2为螺纹升角为,摩擦角为起重时，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4—18题解离合器传递的扭矩为所需弹簧压力应满足式中a=8为摩擦面, 所以＝568.4N4—19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4—20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5—1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，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+d≤c+bd≤c+b-a=2.5+3-1=4.5∴ dmax=4.5（2）连杆b为最长杆，则应满足 a+b≤c+dd≥a+b-c=1+3-2.5=1.5∴dmin=1.55-8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°，并要求在起始位置机构有最好的传力性能。

5-12题5—13题解本题是为按两连架杆（摇杆与滑块）的预定对应位置设计四杆机构的问题，故可用反转法求解。

作图如下：将DF1线绕D点顺时针转动一大小为∠C1DC2的角度，得转位点（即将C1D线与F1的相对位置固定成△C1DF1，并绕D点转动使之C1D与C2D重合），同理将DF3线绕D点逆时针转动一大小为∠C2DC3的角度，得转位点，然后分别作连线和连线的中垂线f12、f23，其交点E2即为所求连杆与摇杆CD的铰链点。

所以连杆E2F2的长度为，式中μl为作图时所用的长度比例尺。

（本题是将连架杆CD的第二位置C2D当作机架，所以求出的是E2点。

当然也可选连架杆CD的第一或第三位置当作机架，再用反转法求解）题5－13图5—14题解以位置Ⅰ为起始位置，作相对转动极R12，R13及半角β12/2，β13/2。

两半角的（r12）和（r12）线交于B1，则（m12），（m13）线的交点即铰链A1的中心。

图中OAA1=42mm，所以=0.5×42=21mm，A1B1=91mm，所以，作曲柄存在条件检验如下，满足曲柄存在条件。