机械设计基础课后习题与答案

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1、``机械设计基础1-5至1-12指出（题1-5图~1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算各机构的自由度，并判断是否具有确定的运动。`````1-5解===11-6解===11-7解===21-8解===11-9解===21-10解===11-11解===21-12解===32-1试根据题2-1图所标注的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。题2-1图`````答:a），且最短杆为机架，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

2、），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。2-3画出题2-3图所示个机构的传动角和压力角。图中标注箭头的构件为原动件。题2-3图解：2-5设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题2-5图所示，要求踏板CD在水平位置上下各摆10度，且，。（1）试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度；（2）用式（2-6）和式（2-6）’计算此机构的最小传动角。`````题2-5图解:（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

3、求解可知：，，，（2）因最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（2-6）计算可得：==0.5768或：`````==0.2970代入公式（2-6）′，可知3-1题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。已知AB段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角。题3-1图解题3-1解图如图3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过B点作偏距圆的下切线，此线为凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。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形凸轮机构。已知凸轮是一个以C为圆心的圆盘，试求轮廓上D点与

4、尖顶接触时的压力角，并作图表示。`````题3-2图解：如图3.12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点接触时的压力角如图所示。3-4设计题3-4图所示偏置直动滚子从动件盘形凸轮。已知凸轮以等角速度顺时针方向回转，偏距e=10mm，凸轮基圆半径，滚子半径，从动件的升程及运动规律与3-3相同，试用图解法绘出凸轮的轮廓并校核推程压力角。题3-4图根据3-3题解作图如图3-15所示。根据(3.1)式可知，取最大，同时`````取最小时，凸轮机构的压力

5、角最大。从图3-15可知，这点可能在推程段的开始处或在推程的中点处。由图量得在推程的开始处凸轮机构的压力角最大，此时＜=30°。4-2已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距a=160mm，齿数，，求模数和分度圆直径。解由可得模数　=4mm　　分度圆直径，4-3已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数z=25，齿顶圆直径，求齿轮的模数。解由=+=+=+　得==5mm4-4已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮，m=5mm，z=40，试分别求出分度圆、基圆、齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径和压力角。解分度圆半径　　　分度圆上渐开线齿廓的曲率半径=34.2mm

6、　　分度圆上渐开线齿廓的压力角　　　　基圆半径　　　　`````　　基圆上渐开线齿廓的曲率半径为0；压力角为。　　齿顶圆半径　　齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径　　齿顶圆上渐开线齿廓的压力角4-9试根据渐开线特性说明一对模数相等、压力角相等，但齿数不相等的渐开线标准直齿圆柱齿轮，其分度圆齿厚、齿顶圆齿厚和齿根圆齿厚是否相等，哪一个较大？解模数相等、压力角相等的两个齿轮，分度圆齿厚相等。但是齿数多的齿轮分度圆直径大，所以基圆直径就大。根据渐开线的性质，渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆小，则渐开线曲率大,基圆大，则渐开线越趋于平直。因此，齿数多的齿

7、轮与齿数少的齿轮相比，齿顶圆齿厚和齿根圆齿厚均为大值。5-1在题5-1图所示双级涡轮传动中，已知右旋蜗杆I的转向如图所示，试判断涡轮2与涡轮3的转向，用箭头表示。题5-1图解：`````5-2在题5-2图所示轮系中，已知（右旋），（m=4mm），若，求齿条6的线速度v的大小和方向。题5-2图解：这是一个定轴轮系，依题意有：，　　齿条6的线速度和齿轮5′分度圆上的线速度相等；而齿轮5′的转速和齿轮5的转速相等，因此有：通过箭头法判断得到齿轮5′的转向顺时针，齿条6方向水平向右。5-4在题5-4图所示行星减速装置中，已知，。当手柄转过90度时，转

8、盘H转过多少角度？题5-4图解：从图上分析这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2为行星轮，构件为行星架。则有：，，`````当手柄转过，即时，转盘转过的角