新版《机械设计基础》课后习题参考答案

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1、机械设计基础习题参考答案机械设计基础课程组编武汉科技大学机械自动化学院第2章平面机构的自由度和速度分析2-2图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。解答：原机构自由度F=3´3-2´4-1=0，不合理，改为以下几种结构均可：2-3试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。解答：a)n=7;Pl=9;Ph=2，F=3´7-2´9-2=1L处存在局部自由度，D处存在虚约束b)n=5

2、;Pl=6;Ph=2，F=3´5-2´6-2=1E、B处存在局部自由度，F、C处存在虚约束2-4试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。解答：a)n=4;Pl=5;Ph=1，F=3´4-2´5-1=1A处存在复合铰链b)n=6;Pl=7;Ph=3，F=3´6-2´7-3=1B、C、D处存在复合铰链2-5先计算如图所示平面机构的自由度。并指出图中的复合铰链、局部自由度和虚约束。解答：a)n=7;Pl=10;Ph=0，F=3´7-2´10=1C处存在复合铰链。b)n=7;Pl=10;Ph=0，F=3´7-2´10=1c)n=3;Pl=3;Ph=2，F=3´3-2´3

3、-2=1D处存在局部自由度。d)n=4;Pl=5;Ph=1，F=3´4-2´5-1=1e)n=6;Pl=8;Ph=1，F=3´6-2´8-1=1B处存在局部自由度，G、G'处存在虚约束。f)n=9;Pl=12;Ph=2，F=3´9-2´12-2=1C处存在局部自由度，I处存在复合铰链。第3章平面连杆机构3-2举出至少3个基本型式的平面四杆机构应用实例，并画出机构运动简图。解：此题须画出机构简图，标出各铰链点及原动件，具体答案略。3-3题3-3图所示铰链四杆机构中，已知BC=100mm，CD=70mm，AD=60mm，AD为机架。试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB

4、为曲柄，求AB的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求AB最小值；（3）若此机构为双摇杆机构，求AB的取值范围。解：（1）根据题意：AB为最短杆，且满足杆长之和条件，即：AB+BC≤CD+AD，得：AB≤30mm，AB杆最大值为30mm。（2）若此机构为双曲柄机构，那么AD一定为最短杆，即：AD+BC≤CD+AB，得：AB≥90mm，AB杆最小值为90mm。（3）若此机构为双摇杆机构，则可判定该机构不满足杆长之和条件，分三种情况讨论，其一：AB是最短杆，则有：AB+BC＞CD+AD，得：60＞AB＞30；其二：AB不是最短杆也不是最长杆，则AD为最短杆，有：AD+BC＞

5、AB+CD，得：90＞AB＞60；其三：AB是最长杆，则有：AD+AB＞BC+CD，得：AB＞110，又为了满足该机构能成为一个四杆机构，需保证：AB＜BC+CD+AD=230，即230＞AB＞110。综上所述，AB的取值范围为：AB∈(30,90)∪(110,230)。3-7如题3-7图所示的曲柄滑块机构：（1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角q，最小传动角gmin。θB′B〞B1B2ABC（3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置；解：（1）曲柄应为顺时针转动，理由可从两方面说明

6、：顺时针转动，则在工作行程中，机构的压力角比较小，传力特性好；顺时针转动，机构工作行程速度慢，回行程速度快，具有急回特性。（2）极位夹角如图θ角；当曲柄AB位于最上方B′处有工作行程最小传动角gmin；当曲柄AB位于最下方B〞处有回行程最小传动角gmin。（3）滑块为主动件，机构的死点位置在曲柄与连杆共线的B1和B2两个位置处。第4章凸轮机构4-8在题4-8图所示的对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一圆，圆心在点A，半径R=40mm，凸轮绕轴心O逆时针方向转动，LOA=25mm，滚子半径为10mm，试求：①凸轮的理论廓线；②凸轮的基圆半径；③从动件行程；

7、④图示位置的压力角。α解：（1）理论廓线：在实际廓线上画一系列滚子圆，连接圆心而成。（2）凸轮的基圆半径指理论廓线的最小向径：r0=40-25+10=25mm。（3）从动件行程最大向径减去最小向径：h=40+25-15=50mm。（4）压力角如图所示。4-13画出题4-13图所示凸轮机构中凸轮基圆,在图上标出凸轮由图示位置转过60°角时从动件的位移和凸轮的压力角。解：（a）对心直动滚子从动件盘形凸轮机构：从动件上升，位移如图中h所示；压力角如图α所示；（b）对心直动平底从动件盘形凸轮机构：从动件下降，位移如图中h所示；压力角α=0°；（c