机械设计基础习题讲解

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1、机械设计基础习题讲解西安理工大学2013.9讲解人：王志龙2021/7/521-11-2第一章平面机构的自由度和速度分析唧筒（活塞式）机构回转柱塞泵4312413241322021/7/531-51-6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=1局部自由度（滚子），无复合铰链、虚约束n=8PL=11PH=1F=3×8-2×11-1=12021/7/541-71-8无复合铰链、局部自由度、虚约束n=8PL=11PH=0F=3×8-2×11-0=21处复合铰链，无局部自由度、虚约束n=6

2、PL=8PH=1F=3×6-2×8-1=12021/7/551-91-10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=22处复合铰链，局部自由度、虚约束各有一处n=9PL=12PH=2F=3×9-2×12-2=1两轴线重合的转动副只有一个起作用滚子转动与否不影响整体的运动2021/7/561-111-12复合铰链一处，无局部自由度、虚约束n=4PL=4PH=2F=3×4-2×4-2=2题1-12图机械手无复合铰链、无局部自由度、无虚约束n=3PL=3PH=0F=3×3-2×3=

3、32021/7/57第二章平面连杆机构2-1a)40+110<70+90且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。b)45+120<100+70且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。c)60+100>70+62不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。d)50+100<70+90且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。(a)(b)(c)(d)9070401101001204570626070507010010090判断下列铰链四杆机构是曲柄连杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构？2021/7/582-3画出图所示各机构的传动角和压力角。重点：同一机构中原动件

4、的改变，可使压力角改变。2021/7/592-6(1)求极位夹角，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A即可。如右图所示上量取，和机架长度。则曲柄长度，摇杆长度，得知数据后代入公式(2-3)和(2-3)，求最小传动角（曲柄与机架共线）设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度l3=100,摆角=30°，摇杆行程速比系数K=1.2.1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）确定最小传动角（若<35°，则应另选铰链重新设计）第三章凸轮机构3-1、题3-1图所示为一偏置直动从动件盘行凸轮机构。已知AB段为凸轮

5、的推程廓线，使在图上标注推程运动角Φ。答：以O点做圆心作与道路相切的圆，此圆即为偏距圆。过B点作此偏距圆的下切线，此线为凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。则推程运动角如图所示。3-2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘行凸轮机构。已知凸轮是一个以C为圆心的圆盘，试求轮廓上D点与尖顶接触时的压力角，并作图表示。解：如图所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过D点作偏距圆的下切线，此线为凸轮与从动件在D点接触时，导路的方向线。凸轮与从动件在D点接触时的压力角а，如图所示。FV3-4设计题3-4图所示偏置直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸

6、轮以等角速度顺时针方向回转，偏置e=10mm，凸轮基圆半径r0=60mm，滚子半径rT=10mm，从动件的升程及运动规律与题3-3相同，试用图解法绘出凸轮的轮廓并较核推程压力角。解题思路：（1）按偏置尖顶直动从动件盘形凸轮的画法首先把滚子的中心看作尖顶从动件的尖顶绘制出一条轮廓曲线，（2）以这条曲线上的各点为中心，以滚子半径为半径作一系列的圆，（3）最后作出这些圆的包络线就是滚子从动件凸轮的实际轮廓曲线。第四章齿轮机构4-1已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m=3mm，z1=19，z2=41，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿根高、顶

7、隙、中心距、齿顶高直径、齿根高直径、基圆直径，齿距、齿厚和齿槽宽。解：分度圆直径：d1=mz1=3x19=57mmd2=mz2=3x41=123mm齿顶高：ha=ha*m=1*3=3mm齿根高：hf=（ha*+c*）m=（1+0.25）x3=3.75mm顶隙：c=c*m=0.25x3=0.75mm中心距：a=（z1+z2）m/2=（19+41）x3/2=90mm齿顶圆直径：da1=d1+2ha=63mmda2=d2+2ha=129mm齿根圆直径：df1=d1-2hf=49.5mmdf2=d2-2hf=115.5mm基圆直径：db1=d1cos

8、α=53.56mmdb2=d2cosα=115.58mm齿距：p1=p2=πm=3.14x3=9.42mm齿厚，齿槽宽：s1=s2=e1=e2=p/2=4.71mm