机械原理第4版课后答案

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。

第四章 平面机构的力分析

题4-7 机械效益Δ是衡量机构力放大程度的一个重要指标，其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力（力矩）与输入力（力矩）之比值，即Δ=Mr/Md?Fr/Fd。试求图示各机构在图示位置时的机械效益。图a所示为一铆钉机，图b为一小型压力机，图c为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。

（a） (b) (c)

解：(a)作铆钉机的机构运动简图及受力 见下图（a）

由构件3的力平衡条件有：Fr

?FR43?FR23?0

?FR41?Fd?0

由构件1的力平衡条件有：FR21按上面两式作力的多边形见图（b）得

??FrFd?cot?

（b）作压力机的机构运动简图及受力图见（c）

由滑块5的力平衡条件有：G?FR65由构件2的力平衡条件有：FR42?FR45?0

?FR32?FR12?0 其中 FR42?FR54

按上面两式作力的多边形见图（d），得??GFta

(c) 对A点取矩时有 Fr?a?Fd?b ??b

其中a、b为Fr、Fd两力距离A点的力臂。??GFt

FR411AFR21FdFR43FR21FrFR36D3F

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

简要介绍资料的主要内容,以获得更多的关注

第4章 机床夹具设计原理

1. 何谓机床夹具？试举例说明机床夹具的作用及其分类？

答：所谓机床夹具，就是将工件进行定位、加紧，将刀具进行导向或对刀，以保证工件和刀

具间的相对位置关系的附加装置。

机床夹具的功用：①稳定保证工件的加工精度；

②减少辅助工时，提高劳动生产率； ③扩大机床的使用范围，实现一机多能。

夹具的分类：1）通用夹具； 2）专用夹具； 3）成组夹具； 4）组合夹具； 5）随行夹具。

2. 工件在机床上的安装方法有哪些？其原理是什么？

答：工件在机床上的安装方法分为划线安装和夹具安装。划线安装是按图纸要求，在加工表面是上划出加工表面的尺寸及位置线，然后利用划针盘等工具在机床上对工件找正然后夹紧；夹具安装是靠夹具来保证工件在机床上所需的位置，并使其夹紧。

3. 夹具由哪些元件和装置组成？各元件有什么作用？

答：1）定位元件及定位装置：用来确定工件在夹具上位置的元件或装置；

2）夹紧元件及夹紧装置：用来夹紧工件，使其位置固定下来的元件或装置； 3）对刀元件：用来确定刀具与工件相互位置的元件；

4）动力装置：为减轻工人体力劳动，提高劳动生产率，所采用的各种机动夹紧的动力

重大&西华大学

《测试技术与信号分析》

习题与题解

适用专业: 机械类、自动化 课程代码: 学 时: 42-48 编写单位:机械工程与自动化学院 编 写 人: 余愚 审 核 人: 审 批 人:

第二章 习题解答

2-1．什么是信号？信号处理的目的是什么？

2-2．信号分类的方法有哪些？

22-3．求正弦信号x?t??Asin?t的均方值?x。 解：

1T21T22???x?t?dt??Asin?tdtT0T022T222T21?cos2?t2?A?sin?tdt?A?dt

00TT222?Tsin?T?A2?A????T?44??22xA2也可先求概率密度函数：p(t)?则：???xp(x)dx?。

22??2?A?x12x?2

2-4．求正弦信号x?t??Asin(?t??)的概率密度函数p(x)。

xdt1??,?Adx?1Ax1?()2A?1解： ?t?arcsin?A?x22

代入概率密度函数公式得：

?t?12dt1?2?

第四章 模拟调制

4.1 学习指导 4.1.1 要点

模拟调制的要点主要包括幅度调制、频率调制和相位调制的工作原理。 1. 幅度调制

幅度调制是用调制信号去控制载波信号的幅度，使之随调制信号作线性变化的过程。在时域上，已调信号的振幅随基带信号的规律成正比变化；在频谱结构上，它的频谱是基带信号频谱在频域内的简单平移。由于这种平移是线性的，因此，振幅调制通常又被称为线性调制。但是，这里的“线性”并不是已调信号与调制信号之间符合线性变换关系。事实上，任何调制过程都是一种非线性的变换过程。 幅度调制包括标准调幅（简称调幅）、双边带调幅、单边带调幅和残留边带调幅。

如果调制信号m(t)的直流分量为0，则将其与一个直流量A0相叠加后，再与载波信号相乘，就得到了调幅信号，其时域表达式为

sAM(t)??A0?m(t)?cos??ct??A0cos??ct??m(t)cos??ct? (4 - 1)

如果调制信号m(t)的频谱为M(ω)，则调幅信号的频谱为

SAM(?)?πA0??(???c)??(???c)??1?M(???c)?M(???c)? (4 - 2) 2调幅信号的频谱包括载波份量和上下两个边带。上边带的频谱结构与原调制信号的频

习题答案

1、判断题 题号 答案 2、选择题

题号 答案 3、简答题

（1）常见的棘轮机构有哪几种型式？各具有什么特点？

答：常见的棘轮机构主要有轮齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两种型式。

轮齿式棘轮机构的特点有：结构简单，制造方便，运动可靠，棘轮转角容易实现有级调整。棘爪在棘轮齿面滑过时，将引起噪声和冲击，在高速时更为严重；为了使棘爪能顺利地落入棘轮的齿槽内，主动摆杆的摆角要比棘轮运动的角度大，因而会产生一定的空程。

摩擦式棘轮机构的特点有：传递运动较平稳，无噪声，从动件的转角可作无级调整。难以避免打滑现象，所以运动的准确性较差，不能承受较大的载荷，不宜用于运动精度要求高的场合。

（2）槽轮机构中槽轮槽数与拨盘上圆柱销数应满足什么关系？为什么要在拨盘上加上锁止弧？

答：槽轮槽数z与拨盘上圆柱销数k应满足：k?2zz?21 √ 2 × 3 × 4 √ 5 √ 6 √ 7 √ 1 D 2 B 3 C 4 D ；

圆柱销进入轮槽时，锁止弧松开，槽轮转动；当圆柱销离开槽时，槽轮又被拨盘的外锁止槽卡住，槽轮静止。故在拨盘上加上锁止弧以实现间歇运动。

（3）不完全齿轮机构安装瞬心线附加杆的目的是什么？

答：不完全齿轮机构安装瞬心线附加杆的目的是：减小冲击

习题答案

1、判断题 题号 答案 2、选择题

题号 答案 3、简答题

（1）常见的棘轮机构有哪几种型式？各具有什么特点？

答：常见的棘轮机构主要有轮齿式棘轮机构和摩擦式棘轮机构两种型式。

轮齿式棘轮机构的特点有：结构简单，制造方便，运动可靠，棘轮转角容易实现有级调整。棘爪在棘轮齿面滑过时，将引起噪声和冲击，在高速时更为严重；为了使棘爪能顺利地落入棘轮的齿槽内，主动摆杆的摆角要比棘轮运动的角度大，因而会产生一定的空程。

摩擦式棘轮机构的特点有：传递运动较平稳，无噪声，从动件的转角可作无级调整。难以避免打滑现象，所以运动的准确性较差，不能承受较大的载荷，不宜用于运动精度要求高的场合。

（2）槽轮机构中槽轮槽数与拨盘上圆柱销数应满足什么关系？为什么要在拨盘上加上锁止弧？

答：槽轮槽数z与拨盘上圆柱销数k应满足：k?2zz?21 √ 2 × 3 × 4 √ 5 √ 6 √ 7 √ 1 D 2 B 3 C 4 D ；

圆柱销进入轮槽时，锁止弧松开，槽轮转动；当圆柱销离开槽时，槽轮又被拨盘的外锁止槽卡住，槽轮静止。故在拨盘上加上锁止弧以实现间歇运动。

（3）不完全齿轮机构安装瞬心线附加杆的目的是什么？

答：不完全齿轮机构安装瞬心线附加杆的目的是：减小冲击

重大或者西华大学

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习题与题解

适用专业: 机械类、自动化 课程代码: 学 时: 42-48 编写单位:机械工程与自动化学院 编 写 人: 余愚 审 核 人: 审 批 人:

第二章 习题解答

2-1．什么是信号？信号处理的目的是什么？

2-2．信号分类的方法有哪些？

22-3．求正弦信号x?t??Asin?t的均方值?x。 解：

1T21T22???x?t?dt??Asin?tdtT0T022T222T21?cos2?t2?A?sin?tdt?A?dt

00TT222?Tsin?T?A2?A????T?44??22xA2也可先求概率密度函数：p(t)?则：???xp(x)dx?。

22??2?A?x12x?2

2-4．求正弦信号x?t??Asin(?t??)的概率密度函数p(x)。

xdt1??,?Adx?1Ax1?()2A?1解： ?t?arcsin?A?x22

代入概率密度函数公式得：

?t?12dt1?2