大学科目机械设计基础各章习题答案.docx

《大学科目机械设计基础各章习题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学科目机械设计基础各章习题答案.docx（45页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、2-1什么是运动副？运动副的分类？答：两构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。按其接触方式一般将运动副分为低副和高副两类。根据它们之间的相对运动是转动或移动，又将低副分为转动副和移动副。2-2机构运动简图的作用？绘制机构运动简图的步骤？答：在分析现有机构或设计新机构时，为使问题简单化，常常略去机构中构件的复杂外形和运动副的具体结构，仅用简单的线条和符号表示构件和运动副，绘制出能表示机构运动特性的机构运动简图。绘制机械运动简图的方法和步骤：1 .分析机构的组成及运动情况，找出机架、原动件和从动件。2 .根据各构件的相对运动性质，确定运动副的类型和数目。3 .选择视图平面。4.测量各运

2、动副之间的相对位置，选定比例尺绘出机构的运动简图。2-3何谓机构自由度？机构自由度在计算过程中需注意哪些问题？答：机构的自由度就是机构具有独立运动参数的数目。机构自由度在计算过程中需注意：复合较链；局部自由度；虚约束。2-4试绘制下列图示机构的运动简图，并分析各构件之间的相对运动关系。解：（a）第一步分析机构：图示机构中构件3为一带横孔的圆柱体，构件4为机架，构件1为原动件，构件2、3为从动件；构件1分别与构件4、2相接触（圆柱销），均可相对转动，故构件1与构件4、2均以转动副相联接，转动副的回转中心分别在A、B点；构件2与3之间也是以圆柱面相接触，但其相对运动为移动，故构件2与3以移动副相联

3、接，移动迹线为构件2的轴心线BC；构件3与4之间以大圆柱面相接触，其相对运动为转动，故构件3与4以转动副联接，转动副的回转中心在C点。第二步作图：选取比例尺u=0.02mmm,绘制出机构的运动简图。（b）图解：第一步分析机构：图示机构中构件1相对机架4转动，组成转动副；构件1为原动件,构件2、3为从动件；构件1、2通过圆柱销联接，相对转动，组成转动副。2在构件3的凹槽内相对移动，组成移动副。同时。3相对机架4上下移动，组成移动副。第二步作图：选取比例尺u=0.02mmm,绘制出机构的运动简图。(c)图解：第一步分析机构：图示机构中构件3相对机架4转动，组成移动副；构件1为原动件,构件2、3为从

4、动件；构件1、2通过圆柱销联接，相对转动，组成转动副。构件1、3通过圆柱销联接，相对转动，组成转动副。构件2、4通过圆柱销联接，相对转动，组成转动副。第二步作图：选取比例尺u=0.02mmm,绘制出机构的运动简图。3、XzxB2-5计算图示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的相对运动？(a)图图中存在一个由三个构件组成的更合较链，其转动副数为2。因此，图中可动构件数为n=7,低副数P1=I0,高副数PH=0,自由度数F=3n2P1Ph=I,原动件数也为1,机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。(b)图图中可动构件数为n=5,低副数P1=7,高副数PH=0，自由度数F=3n2P1Ph=I,

5、原动件数也为1,机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。(c)图图中含有一个局部自由度和一个复合较链，计算自由度时应先去除局部自由度，复合较链由三个构件组成，其转动副数为2。因此，图中可动构件数为n=9,低副数P1=12,高副数PH=2,自由度数F=3n2P1Ph=1原动件数也为1,机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。(d)图图中可动构件数为n=7,低副数P1=I0,高副数PH=0,自由度数F=3n-2P1Ph=I,原动件数也为1,机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。图中包含一个虚约束，应先去除。因此，图中可动构件数为n=7,低副数P1=9,高副数Ph=2,自由度数F=3-2P1-Ph

6、=1原动件数也为1,机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。(f)图图中包含一个局部自由度和一个虚约束，应先去除。因此，图中可动构件数为n=7,低副数P1=9,高副数Ph=2,自由度数F=3-2P1-Ph=I,原动件数也为1,机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。(g)图图中包含一个局部自由度、一个虚约束和一个复合校链。局部自由度和虚约束应先去除，复合较链由3个构件组成，其转动副数为2。因此，图中可动构件数为n=10,低副数P1=M,高副数PH=1,自由度数F=3i)2P1Ph=I,原动件数也为1,机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。3-1校链四杆机构有哪几种基本型式？如何判定？答：在较

7、链四杆机构分为三种基本型式，即曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。判别方法为：1.当机构中最短构件长度min与最长构件长度Anax之和小于等于其余两构件长度之和，即min+maxr+J(1)若取与最短构件相邻的构件为机架时，则为曲柄摇杆机构，如图378(a)、(b)所示。(2)若取最短构件为机架，则为双曲柄机构，如图3-18(c)所示。(3)若取与最短构件相对的构件为机架，则为双摇杆机构，如图3-18(d)所示。2.当机构中最短构件长度Imin与最长构件长度ImaX之和大于其余两构件长度之和，即Imin+1max1+1”时，无论取哪一构件为机架，均为双摇杆机构。3-2判断习题3-2图中较链四

8、杆机构的类型？答：(a)1min+1max=25+120=145,r+1,=100+60=160oImin+1ImXWr+1”,且取最短杆相邻杆为机架，为曲柄摇杆机构。(b) 1min+1max=40+110=150,+,=70+90=160oImin+Imaxr+1”,且取最短杆为机架,为双曲柄机构。(c) min+1max=5O+IOO=15O,1+=70+60=130omin+1max+,为双摇杆机构。(d) 1min+1max=50+100=150,+,=70+90=160.Imin+1ma+I”，且取最短杆相对构件为机架，为双摇杆机构。3-3平面四杆机构有哪些基本性质？答：急回特性；

9、压力角和传动角；死点位置。3-4在曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回特性，为什么？答：如果机构具有急回特性，则K1所以0o如果=0,则K=1,Vi=V2,机构不具有急回特性。3-5为使机构具有急回特性，行程速度变化系数K=I行吗？答：空回行程比工作行程平均速度大的运动特性称为机构的急回特性，即v1+o1min+1max+.则1AB可能是Imin，ImaX或、1”。I)1AB=Imin,则1ab+5030+35且1ab30,所以I51ab50+35且1ab50,所以1ab5503) 1ab=,则30+501ab+35且30VIABV50,所以30V1ABV45。4) 若机构

10、为双曲柄机构，则Imin+ImaxWr+1”，且取与最短构件为机架。图中取IAD=30为机架,其应为最短构件，所以1AB可能是UX或1、1”。(1) 1AB=Imax，则30+1ABWr+1”且1ab50,所以501b55o(2) 1ab=I,则30+501ab+35且35VIABV50,所以45W1AB503-8设计图示轧棉机的钱链四杆机构。已知脚踏板CD在水平位置上下各摆10。，ICD=450mm,Iad=950mm,试用图解法设计该四杆机构。解：选择合适的作图比例u=20mmmm1 .作摇杆CD的两个极限位置DCi、DC2,与水平方向成10角。2 .在垂直方向作AD=IADu=47.5m

11、m,联接CiA、C2A,量得其长度为CIAQ49mm,C2A56mm3 .计算AB、BC的长度AB=AC2-AC=35mm,BC=AC2+AC=52.5mm224 .计算Iab、IbcIab=ABX=70mm,IBC=BCXv=1050mm3-9如图习题3-9所示校链四杆机构中，已知摇杆长度1CD=75mm,行程速度变化系数K=IS机架长1AD=IOomm,摇杆CD的一个极限位置与机架间的夹角=45,求曲柄长1ab和连杆长1BCo解：选择合适的作图比例U=Immmm1 .作摇杆CD的一个极限位置DCi和机架ADe2 .计算极位夹角00=180甚匚=36。1ou+3 .连接AC1，作CiACz=

12、O.4 .以D为圆心，GD为半径作圆弧。其与AC2直线的交点即为C2。5 .联接AG、AC2,计算AB、BC的长度ADAC2ACi乂口AC2+ACAB=25mm,BC=45mm226.计算Iab、IBCIab=UAB=25mm,Ibc=UBC=45mm3.10试设计一曲柄摇杆机构ABCD,已知摇杆长度为1cd=150mm，其摆角=5Oo,行程速变化系数K=15,且机架长度IAD等于连杆长度1BC与曲柄长度1AB之差。解：1.选取比例尺U=O.002mmm,任选一点作D,作NGDC2=50。，GD=CzD=UcD=30mm2 .计算极位夹角O780。曷=36。3 .连接CC2,作C1M_1GC2

13、,再作线CzN使NGC2N=90-0=54,C1M与C2N的交点为P,作APCIC2的外接圆。则A点在圆周上。4 .作C1D的中垂线，其与圆周的交点即为A点。连接AC、AC2。Iad=VAD=0.00224103=48mmIab=VAB=Ibc=BC=AG_Q1=0.002-2勺X103=20mmAC+AC=Oo02X+ZXo3=68mm3-11设计一偏置式曲柄滑块机构，已知行程速比系数K=I.4,滑块的形程h=60mm,偏距e=10mm0求曲柄长度Iab,连杆长度Mo解：选择合适的作图比例U=I1 .滑块C的两个极限位置Ci、C2,CC2=60mmo2 .计算极位夹角OO=I80甚二130。1our+13 .连接C1C2，作NC1C2O=NC2CQ=90-e=60,C1O和C2O相交于O点，ZCiOC2=2=600o以O为圆心，Oc1为半径作辅助圆1。4 .作CiCz的平行线，距离为e=20mm,与圆周的交点即为A点。5 .联接AC】、AC2,计算AB、BC的长度AB=ACz-AC=27m1,BC=AC2+CC=45mm226 .计算1ab、1BC1ab=ABU=27mm,1BC=BCU=45mmO4-1试述凸轮机构的工作过程？答：1.推程凸轮转过推程运动角a。从动件在推程做功，称为工作行程。2 .静止在最远点凸轮继续转动，从动件停留在远离凸轮轴心的位置，称为远休止，凸轮转过远