孙桓《机械原理》第8版笔记和课后习题（含考研真题）详解

孙桓《机械原理》（第8版）笔记和课后习题（含考研真题）详解（修订版） 【完整内容点击文中链接获取】

第四章 平面机构的力分析

4-1 何谓机构的动态静力分析？对机构进行动态静力分析的步骤如何？
达聪解答：（1）动态静力分析是指将惯性力视为一般外力加于相应构件上，再按静力学方法进行分析的过程。
（2）对机构进行动态静力学分析的步骤如下：
①对机构进行运动分析，确定要求位置的各构件质心加速度和角加速度，求惯性力；
②拆分杆组，进行高副低代；
③首先分析外力都已知的构件，进而推算未知构件；
④计算动态静力计算，计算平衡力和运动副反力的变化；
⑤如考虑摩擦，需要逐次逼近。

4-2 何谓质量代换法？进行质量代换的目的何在？动代换和静代换各应满足什么条件？各有何优缺点？静代换两代换点与构件质心不在一直线上可以吗？
达聪解答：（1）质量代换法是指为了简化各构件惯性力的确定，把构件的质量按特定条件通过集中在构件上某选定位置的假想集中质量进行代替的方法。
（2）进行质量代换的目的
简化惯性力的确定，质量代换后只需要求取各集中质量的惯性力，不需要求取惯性力偶矩。
（3）动代换和静代换应满足的条件
①动代换满足的条件：
a．构件的质量保持不变；
b．构件的质心位置保持不变；
c．构件对质心轴产生的转动惯量保持不变。
②静动代换满足的条件：
a．构件的质量保持不变；
b．构件的质心位置保持不变。
（4）动代换和静代换的优缺点
①动代换的优缺点：
a．优点
惯性力偶和惯性力不变；
b．缺点
不能任意选择代换点的位置，不利于工程计算。
②静代换的优缺点：
a．优点
能任意选取代换点位置，误差能够被接受；
b．缺点
惯性力偶会有一定误差。
（5）不可以。原因如下：
如果两代换点不与构件质心共线，则无法满足代换前后构件的质心位置不变这个条件。

4-3 何谓平衡力与平衡力矩？平衡力是否总是驱动力？
达聪解答：（1）平衡力是指机械在已知外力作用下，为了使该机构能按给定的运动规律运动，必须加在机械上的未知外力。
与作用在机构各构件上的已知外力和惯性力相平衡的，作用在某构件上的未知外力或力矩称为平衡力或平衡力矩。
（2）平衡力不总是驱动力。原因如下：
驱动力是驱动机械运动的力，平衡力与已知外力平衡，可以驱动机械运动成为驱动力，也可阻碍机械运动成为阻抗力。

内容来源	孙桓《机械原理》（第8版）笔记和课后答案

4-4 构件组的静定条件是什么？基本杆组都是静定杆组吗？
达聪解答：（1）构件组的静定条件：3n＝2pl＋ph，其中n为构件组中构件数目，pl为低副个数，ph为高副个数。
（2）基本杆组都是静定杆组，由于基本杆组符合3n－2pl－ph＝0，所以基本杆组都满足静定条件。

4-5 采用当量摩擦因数fv及当量摩擦角φv的意义何在？当量摩擦因数fv与实际摩擦因数f不同，是因为两物体接触面几何形状改变，从而引起摩擦因数改变的结果，对吗？
达聪解答：（1）采用当量摩擦因数fv及当量摩擦角φv的意义
简化计算，统一计算公式，不需考虑运动副的几何形状，摩擦力都能表示为：Ff 21＝fvG，当量摩擦角φv＝arctanfv。
（2）不对，原因如下：
①当量摩擦因数fv与实际摩擦因数f不同，是因为两物体接触面几何形状的改变，引起摩擦力大小的改变。
②实际摩擦因数f与物体的材料和润滑状态有关，而与接触面形状无关。
③fv是为了计算摩擦力方便，把运动副元素的几何形状对运动副摩擦力的影响计入后的当量摩擦因数，不是真正的摩擦因数。

4-6 在转动副中，无论什么情况，总反力始终应与摩擦圆相切的论断正确否？为什么？
达聪解答：（1）论断不正确。
（2）原因如下：
①只有轴颈相对于轴承滑动的情况下，轴承对轴颈的总反力就能始终与摩擦圆相切；
②如果轴颈相对于轴承没有滑动时，此时没有摩擦力，因此总反力与摩擦圆不相切。

……

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