机械原理课后答案全解

第一章 机构的结构分析

2－3.计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。

题图１－４c 所示机构，导路ＡＤ⊥ＡＣ、ＢＣ＝ＣＤ／２＝ＡＢ。该机构可有多种实际用途，可用于椭圆仪，准确的直线轨迹产生器，或作为压缩机或机动马达等。

题图１－４d 为一大功率液压动力机。其中ＡＢ＝Ａ｀Ｂ｀，ＢＣ＝Ｂ｀Ｃ｀，ＣＤ＝Ｃ｀Ｄ｀，ＣＥ＝Ｃ｀Ｅ｀，且Ｅ、Ｅ｀处于滑块移动轴线的对称位置。

答

c)为轨迹重合虚约束，可认为ＡＢ杆或滑块之一构成虚约束。 Ｆ＝３×３－２×４＝１;

d)对称的上部分或下部分构成虚约束。 Ｆ ＝３×５－２×７＝１.

2－2．试计算下列机构的自由度,如有局部自由度、虚约束或复合铰链，请指出。

e）

答案：

a)Ｆ＝３×７－２×１０＝１． 注意其中的Ｃ、Ｇ、Ｄ、Ｈ点并不是复合铰链。

b)Ｆ＝３×５－２×７＝１

C）Ｆ＝３×７－２×１０＝１ 其中Ｃ点为复合铰链，分别由2、３、４构件在Ｃ点构成复合铰。

d)Ｆ＝３×３－２×３－２＝１或者Ｆ＝３×５－２×５－２－２＝１ 其中Ｂ、Ｄ处的滚子具有局部自由度。

(e) F=3×9－2×12－1－1=

2-17试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度

（a）

解： f 3 4 2 5

1 1 A为复合铰链

（b）

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- (2pl+ph- p’)- F’=3ⅹ7- (2ⅹ8+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3、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’ =3×6- (2ⅹ7+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3、5始终垂直，在运动中就会出现卡涩甚至卡死现

题2-14 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

F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1

弯曲90o 时的机构运动简图

题2-16 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?5 ph?1

F?3n?2pl?ph?3?4?2?5?1?1 A处为复合铰链

b) 解法一：n?5 pl?6 ph?2

F?3n?2pl?ph?3?5?2?6?2?1

解法二：n?7 pl?8 ph?2 虚约束p??0 局部自由度 F??2

F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?7?(2?8?2?0)?2?1 2、4处存在局部自由

度

c) 解法一：

第8章作业

8-l 铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ABCD中哪些运动副为周转副?当其杆AB与AD重合时，该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E点的连杆曲线。

答：转动副成为周转副的条件是：

（1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和；

（2）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。图示ABCD四杆机构中C、D为周转副。

当其杆AB与AD重合时，杆BE与CD也重合因此机构处于死点位置。

8-2曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点?为什么? 答：机构不一定存在急回运动，但一定无死点，因为： （1）当极位夹角等于零时，就不存在急回运动如图所示， （2）原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。 8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同?

8-4图a为偏心轮式容积泵；图b为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。试绘出两种泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么?

解 机构运动简图如右图所示，ABCD是双曲柄机构。

因为主动圆盘AB绕固定轴A作整周转动，而各翼板CD绕固定轴D转动，所以A、D为周转副，杆AB、CD都是曲柄。

第二章

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，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?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?

答：参考教材12~13页。

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。

2-6 在图2-22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\“高副低代”应满足的条件是什么? 答：参考教材20~21页。

2-11 如图所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1输入，使轴 A连续

1、络筒工序的目的及工艺要求

络筒的目的：（1）改变纱线的卷装，增加纱线卷装的容纱量，提高后道工序的生产率（2）检查纱线直径，清除纱线上的疵点和杂质，改善纱线品质

工艺要求：①卷绕张力适当，波动小，不损伤纱线原有的物理机械性能。②筒子卷绕容量大，成形良好，利于储存和运输。③筒子的形状和结构应保证后道工序的顺利退绕。④染色用筒子结构均匀。⑤纱线接头小而牢。

3.筒子卷绕的方式有哪几种？各种卷绕方式的特点是什么？

筒子卷绕的方式有摩擦传动卷绕和锭轴传动卷绕。摩擦传动卷绕的特点：短纤维纱线络筒采用。槽筒由电动机传动，安装在筒锭握臂上的筒子紧压在槽筒上，依靠槽筒的摩擦作用绕自身的轴线回转，卷绕纱线；槽筒表面的沟槽作为导纱器引导纱线作往复的导纱运动，使纱线均匀地络卷到筒子表面。锭轴传动卷绕的特点：长丝纱线络筒采用。筒子的回转靠锭轴带动，导纱器的往复导纱运动可以与锭轴联动，也可单独传动。

12.络筒时纱线为何需要具有一定大小的张力？张力不当有何不利？

适度的络筒张力的作用：①能使筒子成形良好、具有一定的卷绕密度且不损伤其物理机械性能。

②纱线的弱节发生断裂，可为后工序消除隐患，提高后工序的生产效率。

不利：张力过大，将使纱线弹性损失，织造断头增加；张力过小，则引起筒子成

? ?

MATLAB R2012a 课后习题答案全解

第一章 基础准备及入门

习题1及解答

? 1.数字1.5e2，1.5e3 中的哪个与1500相同吗？

〖解答〗 1.5e3

? 2.请指出如下5个变量名中，哪些是合法的？

abcd-2 xyz_3 3chan a变量 ABCDefgh

〖解答〗

2、5是合法的。

? 3.在MATLAB环境中，比1大的最小数是多少？

〖解答〗 1+eps

? 4.设 a = -8 , 运行以下三条指令，问运行结果相同吗？为什么？

w1=a^(2/3) w2=(a^2)^(1/3) w3=(a^(1/3))^2 〖解答〗

（1）不同。具体如下

w1=a^(2/3)

%仅求出主根

1

w2=(a^2)^(1/3) w3=(a^(1/3))^2 w1 = w2 = 4.0000 w3 =

%求出(-8)^2的主根 %求出(-8)主根后再平方

-2.0000 + 3.4641i

-2.0000 + 3.4641i

（2）复数的多方根的，下面是求取全部方根的两种方法： （A）根据复数方根定义

a=-8;n=2;m=3;

ma=

第3章 逻辑代数及逻辑门

【3-1】 填空

1、与模拟信号相比，数字信号的特点是它的 离散 性。一个数字信号只有两种取值分别表示为0 和1 。

2、布尔代数中有三种最基本运算： 与 、 或 和 非 ，在此基础上又派生出五种基本运算，分别为与非、或非、异或、同或和与或非。 3、与运算的法则可概述为：有“0”出 0 ，全“1”出 1；类似地或运算的法则为 有”1”出”1”，全”0”出”0” 。

4、摩根定理表示为：A?B=A?B ；A?B=A?B。

5、函数表达式Y=AB?C?D，则其对偶式为Y?=(A?B)C?D。 6、根据反演规则，若Y=AB?C?D?C，则Y?(AB?C?D)?C 。

7、指出下列各式中哪些是四变量A B C D的最小项和最大项。在最小项后的（ ）里填入mi，在最大项后的（ ）里填入Mi，其它填×（i为最小项或最大项的序号）。 (1) A+B+D (× ); (2) ABCD (m7 ); (3) ABC ( × ) (4)AB(C+D) (×); (5) A?B?C?D (M9 ) ; (6)

数字电子技术基础课后答案全解

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第3章 逻辑代数及逻辑门

【3-1】 填空

1、与模拟信号相比，数字信号的特点是它的 离散 性。一个数字信号只有两种取值分别表示为0 和1 。

2、布尔代数中有三种最基本运算： 与 、 或 和 非 ，在此基础上又派生出五种基本运算，分别为与非、或非、异或、同或和与或非。

3、与运算的法则可概述为：有“0”出 0 ，全“1”出 1；类似地或运算的法则为 有”1”出”1”，全”0”出”0” 。

4、摩根定理表示为：A B ?=A B + ；A B +=A B ?。

5、函数表达式Y=AB C D ++，则其对偶式为Y '=()A B C D +?。

6、根据反演规则，若Y=AB C D C +++，则Y =()AB C D C ++? 。

7、指出下列各式中哪些是四变量A B C D 的最小项和最大项。在最小项后的（ ）里填入m i ，在最大项后的（ ）里填入M i ，其它填×（i 为最小项或最大项的序号）。

(1) A +B +D (× ); (2)

ABCD (m 7 ); (3) ABC ( × )

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(4)AB (C +D ) (×

? ? ?

MATLAB R2012a 课后习题答案全解 第一章 基础准备及入门

习题1及解答

? 1.数字1.5e2，1.5e3 中的哪个与1500相同吗？ 〖解答〗 1.5e3

? 2.请指出如下5个变量名中，哪些是合法的？

abcd-2 xyz_3 3chan a变量 ABCDefgh

〖解答〗

2、5是合法的。

? 3.在MATLAB环境中，比1大的最小数是多少？

〖解答〗 1+eps

? 4.设 a = -8 , 运行以下三条指令，问运行结果相同吗？为什么？

w1=a^(2/3) w2=(a^2)^(1/3) w3=(a^(1/3))^2 〖解答〗

（1）不同。具体如下

w1=a^(2/3)

%仅求出主根

1

w2=(a^2)^(1/3) w3=(a^(1/3))^2 w1 = w2 = 4.0000 w3 =

%求出(-8)^2的主根 %求出(-8)主根后再平方

-2.0000 + 3.4641i

-2.0000 + 3.4641i

（2）复数的多方根的，下面是求取全部方根的两种方法： （A）根据复数方根定义

a=-8;n=2;m=3;