机械设计基础课后答案1.docx
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练习题答案第一章 平面连杆机构1- 1 什么叫曲柄？在铰链四杆机构中，曲柄的存在条件是什么？曲柄是否一定是最短杆？ 答：⑴ 能绕固定铰链中心作整周转动的连架杆称为曲柄⑵曲柄存在的条件：①、最短杆和最长杆的长度之和小于或等于其它两杆长度之和；②、最短杆或其临杆做机架⑶ 曲柄不一定是最短杆当满足条件1时并最短杆作机架时，曲柄为最短杆的两个临杆）1-2 铰链四杆机构用不同的杆长组合并通过构件位置的倒置会得到哪些类型的机构？试填在下表中杆长条件最短与最长杆之和小最短杆与最长杆之和最短杆与最短杆相邻的杆与最短杆相对的杆于或等于其它两杆之和双曲柄机构曲柄摇杆机构双摇杆机构大于其它两杆之和双摇杆机构双摇杆机构双摇杆机构1-3 什么叫摆角？什么叫极位夹角？什么叫行程速比系数？前两者之间有怎样的关系？后两者之间 又有怎样的关系？答：⑴ 在曲柄摇杆机构中，取曲柄为主动件，在曲柄转动一周的过程中，有两次与连杆共线，这时的摇杆分别摆至左、右两极限位置摇杆两极限位置间的夹角称作摇杆的摆角⑵ 对应于摇杆处于两极限位置时，曲柄两位置直线间所夹的锐角，称为极位夹角CC⑶ 行程速比系数 从动件返回行程的平均线速度V CC/t G0O匕1800 + 0仃程速 糸数=从动件工作行程的平均线速度V = CC/T二/ CC、= 崗二0 1 1 2 1 4 1~~^4—1800 + 0島 ⑷ 极位夹角和摆角的大小取决于机构中的杆长关系。
摆角越大，极位夹角越大⑸行程速比系数=；80：•位夹角1-4 曲柄滑块机构是怎样演化为偏心轮机构的？这种演化机构有何优点？答：当曲柄的实际尺寸很小但传递动力较大时，通常将曲柄做一圆盘，圆盘的几何中心为B （亦即圆 盘与连杆2的铰接中心），B与圆盘自身的回转中心A的距离就是曲柄AB的长度，这时的机构称为偏心 轮机构这种演化机构的优点：既减少了加工程序，又提高了曲柄的强度和刚度1-5何谓机构的急回特性？机构具有急回特性的特征是什么？并分析K值大小对机构工作的影响 答：当曲柄等速转动时，摇杆往返摆动的速度其值不相同，返回时速度较大从动件这种返回行程的 速度大于工作行程速度的性质，称为机构的急回特性当K=1时，机构将无急回特性；只要K>1,机构就存在急回特性，K值越大，急回运动的性质也越 显著1-6 在下列平面机构中当曲柄做主动件时，哪些机构有急回性质？A.曲柄摇杆机构；B.对心式曲柄滑块机构；C.偏置式曲柄滑块机构；D.摆动导杆机构答：有急回性质的机构为A、C、Do1-7在平面连杆机构中是怎样定义传动角Y的？ Y的大小对机构产生怎样的影响？对Y的大小做了 怎样的限制？(1)传力杆件与从动杆件两杆件之间所夹的锐角，称为传动角Y o(2) y越大，对传动越有利；传动角过小，则对传动不利，甚至会使机构自锁。
3) 通常对y的限制条件是：Y聞三［丫］=40对以传递运动为主的机构，取偏于小值(甚至 可小到300)；对以传递动力为主的机构，取偏于大值1-8 何谓连杆机构的死点？使机构顺利通过死点位置的措施有哪些？举出避免死点和利用死点的例答：(1) 机构的死点位置是指机构处于传动角丫二0°时的位置2) 使机构顺利通过死点位置的措施：①采用联动装置；②错位排列；③安装飞轮3) 避免死点的例子：缝纫机的踏板机构，利用飞轮转动惯性，闯过死点；利用死点的例子：飞机起落架习题(e) 摆动导杆机构 (f) 转动导杆机构题1-1图1-2已知铰链四杆机构ABCD的各杆长为L =240mm, L =600mm, L =400mm, L =500mm试AB BC CD AD问：( 1 )( 2)答：( 1 )当取杆LAB为机架时是否有曲柄存在？若各杆长度不变，如何获得双曲柄机构和双摇杆机构？因：最短杆L (240mm) + 最长杆L (600mm) 1-3在题1-3图所示的铰链四杆机构中，已知：b = 50mm, c = 35mm, d=30mm, d为机架，试求：⑴若此机构为曲柄摇杆机构，且a为曲柄，求a的最大值；⑵若此机构为双曲柄机构，求a的最小值；⑶ 若此机构为双摇杆机构，求a的取值范围答：⑴若此机构为曲柄摇杆机构，则满足L i+L W其余两杆和且最短且最短杆的临杆做机架故min max有a为最短杆，a+50W35+30解得aW15mm, a的最大值为15mm2)若此机构为双曲柄机构，则满足d为最短杆，当a杆为中间值时，有b+dWa+c即50+30Wa+35，求的a三45mma的最小值为45mm⑶ 若此机构为双摇杆机构：① 当a为最长杆时(a三50mm),有a+d>b+c，即a+30>50+35,求的 a> 55mm；② 当a为中间杆时(30WaW50),有30+50>a+35，求的a<45mm，综合得30Wa<45mm；③ 当a为最短杆时(aW30),有a+50>30+35，求的a>15，综合得15 （2）、按凸轮形状分为：①．盘形凸轮机构 ②．移动凸轮机构 ③．圆柱凸轮机构 按从动件的结构型式分：① 尖顶从动件 ② 滚子从动件 ③ 平底从动件 （3）由于滚子同凸轮轮廓之间为滚动磨擦，磨损较小，可用来传递较大的功率，因而应用广泛2-2 凸轮机构有什么特点？凸轮机构的应用场合是什么？ 答：凸轮机构的从动件的位移、速度或加速度可以按照预定的规律变化在金属切削机床、内燃机、包装机械、纺织机械、印刷机械、农业机械等各类机械，尤其是自动机 械、自动控制装置和装配生产线上，凸轮机构都得到广泛使用2-3 通常用什么办法保证凸轮与从动件之间的接触？ 答：通常采用力封闭或者形封闭的方法保证凸轮与从动件之间的接触2-4 通常可将凸轮机构的工作过程分为哪几个阶段？这几个阶段中的凸轮与从动件各是如何运动 的？答：通常可将凸轮机构的工作过程分为：⑴推程；⑵远停程；⑶回程；⑷近停程⑴ 推程 当凸轮转过推程角，随着凸轮廓线上各点的向径逐渐增大，从动件从起始位置开始，按 设定的规律逐渐被推到离回转中心最远的位置⑵ 远停程 当凸轮转过远停程角，从动件在离回转中心最远位置处停止不动⑶ 回程 随着凸轮的继续转动，当凸轮转过回程角'时，从动件也从最远位置按某设定的规律逐渐返 回到距离回转中心最近的位置。 ⑷ 近停程 当凸轮继续转过近停程角时，从动件在离回转中心最近位置处停歇不动2-5 凸轮机构从动件的常用运动规律有那些？各有什么特点？ 答：凸轮机构从动件的常用运动规律有：（1）．等速运动规律；（2）．等加速等减速运动规律；（3）．简谐运动规律；（4）．摆线运动规律（一）．等速运动规律：当凸轮等角速度转动时，从动件上升（或下降）的运动速度保持不变；（二）．等加速等减速运动规律：当凸轮等角速度转动时，从动件在一个行程中，前半程作等加速运 动，后半程作等减速运动，并且通常取加、减速度的绝对值相等三）．简谐运动规律：当凸轮等角速度转动时，从动件一动点在一圆周上作匀速运动时，该动点在 此圆直径上的投影长是一随时间变化着的直线长度四）．摆线运动规律：当一个滚圆在一直线上作纯滚动时，滚圆上一点所走过的轨迹就是一条摆线2-7什么叫做凸轮机构的压力角a?如何检验a ?对移动从动件推程的[a]—般怎样取值？当机构不max能满足a W[a]是怎样解决？max答：（一）、凸轮机构中，从动件受力方向与其在受力点处的速度方向间所夹的锐角称为凸轮机构的 压力角二）采用角度尺测量，角度尺水平线做凸轮表面的切线方向，其90 度方向便为其法向方向，法向 方向与从动件运动方向所夹锐角 a 的最大值为最大压力角。 三） 对移动从动件推程时，移动从动件的[a]W30四）① 适当增大基圆半径，直至满足a W[a]；ma② 采用偏置的方法，将移动从动件向着与凸轮转向相反的方向偏置一距离e,可以减小a③ 修改从动件运动规律，重新进行设计习题2-1 如题2-1图所示的偏置移动从动件盘形凸轮机构， AB 段为凸轮的推程轮廓曲线，请在图上标出 从动件的行程h、推程角0 0、远停程角&、回程角& 0和近停程角&0 s 0推程角0 0=回程角& 0 =180远停程角& =近停程角& ' =000 0 s s2-3就题2-3图上标出下列各机构转至B点时的凸轮转角5和压力角aa) (b)2- 4设计一尖顶对心移动从动件盘形凸轮机构已知凸轮的基圆半径rb=50mm,凸轮逆时针等速回b转在推程中，凸轮转过150时，从动件等速上升100mm；凸轮继续转过30°时，从动件保持不动在 回程中，凸轮转过120°时，从动件以等加速等减速运动规律回到原处；凸轮转过其余60°时，从动件又保 持不动试用作图法绘制从动件的位移曲线图及凸轮的轮廓曲线略第三章 其他常用机构习题3- 7在六角车床的外啮合槽轮机构中，已知槽轮的轮槽数Z=6,槽轮的静止时间为其运动时间的两倍, 试确定槽轮机构的圆销数k和运动系数Td。 d 解：由题意(槽轮的静止时间为其运动时间的两倍)得知2X运动系数T =静止系数T. (1)dj又因为： 运动系数Td +静止系数T. =1 (2)dj1联合公式(1)、(2)求解得到运动系数T =-d3K (Z - 2)(2)根据公式Td= 2Z 得到：K (6 - 2) 12 x 6 =3解得： K=11答：槽轮机构的圆销数k为1,运动系数Td=。
