机械设计基础》(机电类第二版)部分习题答案

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1、机械设计基础(第二版)部分习题参考答案第2章2-1答：两构件之间直接接触并能产生一定相对运动的连接称为运动副。平面高副是以点火线相接触，其接触部分的压强较高，易磨损。平面低副是面接触，受载时压强较低，磨损较轻，也便于润滑。2-2答：机构具有确定运动的条件是：机构中的原动件数等于机构的自由度数。2-3答：计算机构的自由度时要注意处理好三个关键问题，即复合铰链、局部自由度、虚约束。2-4答：虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。而局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动，对整个机构的自由度不产生影响，这种局面运动的自由度称为局部自由度。说虚约束是不

2、存在的约束，局部自由度是不存在的自由度是不正确的，它们都是实实在在存在的，构件对构件的受力，运动等方面起着重要的作用。2-5答：用规定的线条和符号表示构件和运动副，对分析和研究机构的运动件性，起到一个简明直观的效果。绘制机构运动简图时，对机构的观察、分析很重要，首先要明确三类构件：固定构件（机架）、原动件、从动件；其次，要弄清构件数量和运动副类型；最后按规定符号和先取比例绘图。2-6解：运动简图如下：2-7答：F=3n-2PL-PH`=3×3-2×4-0=1该机构的自由度数为1。运动简图如下：2-8答：F=3n-2PL-PH`=3×3-2×4-0=1该机构的自由度数为1图（a）运动简图如下

3、：答：F=F=3n-2PL-PH`=3×3-2×4-0=1该机构的自由度数为1图（b）运动简图如下：2-9答：（a）n=9PL=13PH=0F=3n-2PL-PH`=3×9-2×13-0=1该机构需要一个原动件。（b）n=3PL=3PH=2F=3n-2PL-PH`=3×3-2×3-2=1该机构需要一个原动件。机构中有两个高副，一个局部自由度。（c）n=5Pl=7Ph=0F=3n-2PL-PH`=3×5-2×7-0=1该机构需要一个原动件。2-10答：机构中常出现虚约束，是能够改善机构的刚性或受力状况，保证机构的顺利运动。为使虚约束不成为有效约束，必须在满足一定的几何条件下设置虚约束，如同轴

4、、平行、轨迹重合、对称等。在制造和安装过程中，要保证构件具有足够的制造和安装精度。2-11解：（a）n=5PL=7PH=1F=3n-2PL-PH`=3×5-2×7-1=0机构的自由度数等于0，说明机构不能运动，机构设计不合理。改进方案如下图：F=3n-2PL-PH`=3×6-2×8-1=1改进后机构的自由度数等于原动件数，说明机构具有确定的运动。这主要是将E点处改进为摆动导杆结构，使运动成为可能。（b）n=5PL=7PH=1F=3n-2PL-PH`=3×5-2×7-1=0机构的自由度数等于0，说明机构不能运动，主要原因是D点的轨迹为弧线，而被带动的构件与受到的约束是走直线。改进方案如下图：

5、F=3n-2PL-PH`=3×6-2×8-1=1机构的自由度数等于原动件数，说明机构改进方案合理。2-12（a）解：n=7PL=10PH=0F=3n-2PL-PH`=3×7-2×10-0=1机构原动件数等于自由度数，机构运动确定。本题注意C点为复合铰链。（b）解：n=4PL=4PH=2F=3n-2PL-PH`=3×4-2×4-2=2机构元件数等于自由度数，机构运动确定本题注意凸轮处为一个高副，小滚子处为局部自由度高副。第3章3－1答：平面四杆机构的基本形式有：（1）曲柄摇杆机构，（2）双曲柄机构，（3）双摇杆机构。3－2答：可利用曲柄滑块机构。3－3解：（1）AD+DC

6、杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，并以最短杆为机架，故为双曲柄机构。（2）BC＋CD>AD+AB此时最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，故为双摇杆机构（3）CD+BC=AD+AB此时最短杆与最长杆长度之和等于其余两杆长度之和，并以最短杆的对杆为机架，故为双摇杆机构3－4答：曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆返回摆动时的平均速度大于工作行程的平均速度，此现象即为急回特性。3－5答：曲柄滑块机构中，以滑块为主动件，当曲柄与连杆两次共线位置时，通过连杆传递给曲柄的压力角为90°，传动角为0°，即为死点。克服死点位置的方法可采用飞轮，利用飞轮的惯性通过死点。3－6.解：（1）如图

7、，摇杆摆角为：ψ=73.95°(2)行程速比系数：（3）最小传动角3－7解：（1）如图，滑块的行程为：s=311.7mm(2)行程速比系数：（3）最小传动角满足要求3－8解：（1）AD+BC