机械设计基础课后答案科学出版社整理.doc

第三章部分题解参考3-5 图 3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案设计者的意图是通过齿轮 1带动凸轮 2 旋转后，经过摆杆 3 带动导杆 4 来实现冲头上下冲压的动作试分析此方案有无结构组成原理上的错误若有，应 如何修改？习题 3-5解图(a) 习题 3-5解图(b) 习题 3-5 解图(c)解 画出该方案的机动示意图如习题 3-5 解图 (a) ，其自由度为：F 3n 2P5 P43 3 2 4 10其中：滚子为局部自由度 计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误 解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题 3-5 解图 (b)所示其自由度为：F 3n 2P5 P434251②将一个低副改为高副，如习题 3-5 解图 (c)所示其自由度为： F 3n 2P5 P4332323-6 画出图 3-38 所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取) ，并计算其自由度习题 3-6(a)图 习题 3-6(d) 图解 (a) 习题 3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(a)解图 (a)或习题 3-6(a)解图 (b) 的两种形式自由度计算：F 3n 2P5 P4 3 3 2 4 0 1习题 3-6(a)解图 (a)习题 3-6(a)解图 (b)解(d) 习题 3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(d)解图(a)或习题 3-6(d)解图 (b)的两种形式。

自由度计算：F 3n 2P5 P4 3 3 2 4 0 1习题 3-6(d)解图 (a)3-7 计算图 3-39 所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目 解 (a) F 3n 2P5 P4 3 7 2 10 0 1A、B、 C、D 为复合铰链 原动件数目应为 1 说明：该机构为精确直线机构 当满足 BE=BC=CD=DE，AB=AD，AF=CF 条件时， E 点轨迹是精确直线， 其轨迹垂直于机架 连心线 AF解(b)解 (c)F 3n 2P5 P4 3 5 2 7 0 1B 为复合铰链，移动副 E 、 F 中有一个是虚约束 原动件数目应为 1 说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切剪 切时剪刀的水平运动速度与被剪物体的水平运动速度相 等，以防止较厚的被剪物体的压缩或拉伸方法一：将△ FHI 看作一个构件F 3n 2P5 P4 3 10 2 14 0 2B、C 为复合铰链 原动件数目应为 2 方法二：将 FI、FH 、HI 看作为三个独立的构件F 3n 2P5 P4 3 12 2 17 0 2B、 C、F、H 、I 为复合铰链 原动件数目应为 2 说明：该机构为剪板机机构，两个剪刀刀口安装在两个滑块上，主 动件分别为构件 AB 和 DE 。

剪切时仅有一个主动件运动，用 于控制两滑块的剪切运动而另一个主动件则用于控制剪刀的开口度，以适应不同厚度的物体解 (d) F (3 1)n (2 1)P5 (3-1) 3 (2 1) 5 1 原动件数目应为 1说明： 该机构为全移动副机构 (楔块机构) ，其 公共约束数为 1，即所有构件均受到不 能绕垂直于图面轴线转动的约束解 (e) F 3n 2P5 P4 3 3 2 3 0 3原动件数目应为 3说明：该机构为机械构，机械手头部装有弹簧夹手，以便夹取物体三个构件分别由三个独立 的电动机驱动，以满足弹簧夹手的位姿要求弹簧夹手与构件 故应为同一构件3 在机构运动时无相对运动，3-10 找出图 时构件 解 (a)若已知构件 1 的角速度 1 ，试求图中机构所示位置3-42 所示机构在图示位置时的所有瞬心3 的速度或角速度(用表达式表示) 解(b) v3 vP13 1l P13 P14 (↓)l P13 P143 l 1 (l P13 P34第六章部分题解参考6- 9 试根据图 6-52 中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型习题 6-9 图解 (a) ∵ lmax lmin 110 40 150 < l其余 90 70 160 最短杆为机架∴ 该机构为双曲柄机构(b) ∵ lmax lmin 120 45 165 < l其余 100 70 170 最短杆邻边为机架∴ 该机构为曲柄摇杆机构(c) ∵ lmax l min 100 50 150> l其余 70 60 130∴ 该机构为双摇杆机构(d) ∵ lmax lmin 100 50 150< l 其余 90 70 160 最短杆对边为机架∴ 该机构为双摇杆机构6- 10 在图 6-53 所示的四杆机构中，若 a 17， c 8， d 21。

则 b在什么范围内 时机构有曲柄存在？它是哪个构件？解 分析：⑴根据曲柄存在条件②，若存在曲柄，则 b 不能小于 c；若 b=c，则不满足曲柄存在条件① 所以 b 一定大于 c⑵若 b> c，则四杆中 c 为最短杆，若有曲柄，则一定是 DC 杆b>d： lm a xl m i nb c≤ l 其余 a d∴ b≤ a d c 17 21 8 30b

K 1 1.25 1解 180 K 1 180 1.25 1 20K 1 1.25 1lAB l AB 0.002 14.5 0.028 m 28 mmlBC lBC 0.002 73.3 0.1466 m 146.6 mmmin 32.42不满足 min ≥ 40o 传力条件，重新设计33.8 mm6-15解lAB l AB 0.002 16.9 0.0338 mlBC lBC 0.002 54.3 0.1086 mmin 40.16满足 min ≥ 40o 传力条件 设计一导杆机构已知机架长度108.6 mml1 100 mm ，行程速比系数 K 1.4 ，试用图解法求曲柄的长度K 1 1.4 1180 K 1 180 1.4 1 30K 1 1.4 1lAB l AB1 0.002 12.94 0.02588 m 25.88 mm6-16 设计一曲柄滑块机构已知滑块的行程 s 50mm，偏距 e 10mm 行程速比系数 K 1.4 试用作图法求出曲柄和连杆的长度K 1 1.4 1180 180 30K 1 1.4 1lAB l AB2 0.001 23.62 0.02362 m 23.62 mmlBC lB2C2 0.001 39.47 0.03947 m 39.47 mm第七章部分题解参考7- 10 在图 7-31 所示运动规律线图中，各段运动规律未表示完全，请根据给定部 分补足其余部分（位移线图要求准确画出，速度和加速度线图可用示意图 表示）。

解7- 11 一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，凸轮为一偏心轮，其半径 R 30mm，偏心距 e 15mm ，滚子 半径 rk 10mm ，凸轮顺时针转动，角速度 为常数试求：⑴画出凸轮机构的运动简图⑵作出凸轮的理论廓线、基圆以及从动件位移曲线 s ~ 图解7-12解 由压力角计算公式：tanv2( rb s)按图 7-32 所示位移曲线，设计尖端移动从动件盘形凸轮的廓线并分析最大压力角发生在何处（提 示：从压力角公式来分析） v2 、 rb 、 均为常数∴ s 0 → max即 0 、 300 ，此两位置压力角 最大7-13 设计一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构已知凸轮基圆半径 轮逆时针等速回转， 从动件在推程中按余弦加速度规律运动， 件行程 h 32mm ；凸轮在一个循环中的转角为： t 150 ，动件位移线图和凸轮的廓线解srb 40mm ，滚子半径 rk 10mm ；凸 回程中按等加 -等减速规律运动， 从动30 ， h 120 ， s 60 ，试绘制从7-14解将 7-13 题改为滚子偏置移动从动件偏距 e 20mm,试绘制其凸轮的廓线7-15解C 点接触到 D 点接触时凸轮如图 7-33 所示凸轮机构。

试用作图法在图上标出凸轮与滚子从动件从 的转角 CD ，并标出在 D 点接触时从动件的压力角 D 和位移 sD 第八章部分题解参考8- 23 有一对齿轮传动， m=6 mm，z1=20，z2=80，b=40 mm 为了缩小中心距，要改用 m=4 mm 的一对齿 轮来代替它设载荷系数 K、齿数 z1、z2 及材料均不变试问为了保持原有接触疲劳强度，应取多 大的齿宽 b？3解 由接触疲劳强度： H ZEZH Z 500KT1(u 1) ≤ [ H ] a bu∵ 载荷系数 K、齿数 z1、z2 及材料均不变b bmm22m40 6290mm8- 25 一标准渐开线直齿圆柱齿轮，测得齿轮顶圆直径 da=208mm，齿根圆直径 df=172mm ，齿数 z=24，试求该齿轮的模数 m 和齿顶高系数 ha* 解 ∵ da (z 2ha*)mda * da 208∴ m a * 若取 ha* 1.0 则 m a * 8 mmz 2ha* a z 2ha* 24 2 1d 208若取 ha* 0.8 则 m da * 208 8.125 mm(非标，舍)a z 2ha* 24 2 0.8答：该齿轮的模数m=8 mm，齿顶高系数 ha* 1.0 。

8-26 一对正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮(正常齿制) 已知模数 m=4 mm，齿数 z1=25， z2=125 求传动。