机械设计基础第五版课后答案

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1、机械设计基础第1章平面机构自由度习题解答1-1至1-4绘制机构运动简图。1-11-21-31-41-5至1-12计算机构自由度局部自由度虚约束局部自由度1-5有一处局部自由度（滚子），有一处虚约束（槽的一侧），无复合铰链n=6PL=8PH=1F=3×6-2×8-1=11-6有一处局部自由度（滚子），无复合铰链、虚约束n=8PL=11PH=1F=3×8-2×11-1=11-7无复合铰链、局部自由度、虚约束n=8PL=11PH=0F=3×8-2×11-0=21-8无复合铰链、局部自由度、虚约束n=6PL=8PH=1F=3×6-

2、2×8-1=11-9有两处虚约束（凸轮、滚子处槽的一侧），局部自由度1处，无复合铰链n=4PL=4PH=2F=3×4-2×4-2=21-10复合铰链、局部自由度、虚约束各有一处凸轮、齿轮为同一构件时，n=9PL=12PH=2F=3×9-2×12-2=1凸轮、齿轮为不同构件时n=10PL=13PH=2F=3×10-2×13-2=2图上应在凸轮上加一个原动件。1-11复合铰链一处，无局部自由度、虚约束n=4PL=4PH=2F=3×4-2×4-2=21-12复合铰链、局部自由度、虚约束各有一处n=8PL=11PH=1F=3×8-

3、2×11-1=1 1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件1、3的角速比为：1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件3的速度为：，方向垂直向上。1-15解要求轮1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即，和，如图所示。则：，轮2与轮1的转向相反。1-16解（1）图a中的构件组合的自由度为：　　　自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运动。（2）图b中的CD杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。故图b中机构的自由度为：　　所以构件之间能产生相对运动。题2-1答:a），且最短杆为

4、机架，因此是双曲柄机构。b），且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。c），不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。d），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。题2-2解:要想成为转动导杆机构，则要求与均为周转副。（1）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。见图2-15中位置和。在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）；在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）。综合这二者，要求即可。（2）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。见图2-15中位置和。在位置时，从线段来看，要能绕过点要求：（极限情况取

5、等号）；在位置时，因为导杆是无限长的，故没有过多条件限制。（3）综合（1）、（2）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是：题2-3见图2.16。图2.16 题2-4解:（1）由公式，并带入已知数据列方程有：因此空回行程所需时间；（2）因为曲柄空回行程用时，转过的角度为，因此其转速为：转/分钟题2-5解:（1）由题意踏板在水平位置上下摆动，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。取适当比例图尺，作出两次极限位置和（见图2.17）。由图量得：，。解得：由已知和上步求解可知：，，，（2）因最

6、小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取和代入公式（2-3）计算可得：或：代入公式（2-3）′，可知题2-6解：因为本题属于设计题，只要步骤正确，答案不唯一。这里给出基本的作图步骤，不给出具体数值答案。作图步骤如下（见图2.18）：（1）求，；并确定比例尺。（2）作，。（即摇杆的两极限位置）（3）以为底作直角三角形，，。（4）作的外接圆，在圆上取点即可。在图上量取，和机架长度。则曲柄长度，摇杆长度。在得到具体各杆数据之后，代入公式（2—3）和（2-3）′求最小传动角，能满足即可。图2.18题2-7图2.19 解:作图步骤

7、如下（见图2.19）：（1）求，；并确定比例尺。（2）作，顶角，。（3）作的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。（4）作一水平线，于相距，交圆周于点。（5）由图量得，。解得：曲柄长度：连杆长度：题2-8解:见图2.20，作图步骤如下：（1）。（2）取，选定，作和，。（3）定另一机架位置：角平分线，。（4），。杆即是曲柄，由图量得曲柄长度：题2-9解：见图2.21，作图步骤如下：（1）求，，由此可知该机构没有急回特性。（2）选定比例尺，作，。（即摇杆的两极限位置）（3）做，与交于点。（4）在图上量取，和机架长度。曲柄长

8、度：连杆长度：题2-10解:见图2.22。这是已知两个活动铰链两对位置设计四杆机构，可以用圆心法。连接，，作图2.22的中垂线与交于点。然后连接，，作的中垂线与交于点。图中画出了一个位置。从图中量取各杆的长度，得到：，，题2-11解:（1）以为中心，设连架杆长度为，根据作出，，。（2）取连杆长度，以，，