%be计基础思考题习题及答案(南京职院)

思考题10-1 试判别下述结论是否正确，并说明理由：（1）机构中每个可动构件都应该有自由度，图10-15所示的搅面机机构有三个可动构件，所以搅面机有三个自由度。

（2）图10-27中构件1相对于构件2能沿切向A t移动，沿法向A n向上移动和绕接触点A转动，所以构件1与2组成的运动副保留三个相对运动。

（3）图b中构件1与2在A两处接触，所以构件1与2组成两个高副。

图10-27 图10-2810-2 如图10-28所示的曲轴1与机座2，曲轴两端中心线不重合，加工误差为△，试问装配后两构件能否相对转动，并说明理由。

10-3 局部自由度不影响整个机构运动，虚约束不限制构件独立运动，为什么实际机构中还采用局部自由度、虚约束的结构？习题10-1 吊扇的扇叶与吊架、书桌的桌身与抽斗，机车直线运动时的车轮与路轨，各组成哪一类运动副，请分别画出。

10-2 绘制图示各机构的运动简图。

题10-2图10-3 指出图所示各机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算机构的自由度，并判定它们是否有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。

题10-3图10-3试问图示各机构在组成上是否合理？如不合理，请针对错误提出修改方案。

题10-4图第10章答案思考题：10-1（1）错。

当三个自由构件通过运动副联接后，组成了机构，对机构而言，机构的自由度应等于机构的独立运动数，该机构的自由度为1。

（2）错。

图10-27中构件1相对于构件2能沿切向A t移动，绕接触点A 转动，但法向方向的运动被限制，故构件1与2组成的运动副保留了两个相对运动。

（3）错。

图b中构件1与2在A两处接触，但两处中的一处应为虚约束，故构件1与2组成一个高副。

10-2如图10-28所示的曲轴1与机座2，若曲轴两端中心线不重合，有加工误差为△，装配后两构件不能相对转动，由自由度计算可知，该系统的自由度为零。

10-3为了改善机构的运动性能，提高机构的传动能力以及改善机构的受力情况，提高机构的刚性，在实际机构中经常采用局部自由度和虚约束的结构。

习题10-1吊扇的扇叶与吊架构成转动副，书桌的桌身与抽斗构成移动副，机车直线运动时的车轮与路轨组成高副。

10-2略10-3 a）C、D两处滑块有一处为虚约束。

机构自由度为F＝3n－P－P H＝3×3－2×4－0＝1Lb）B、B'处有一处为虚约束，D处有局部自由度，机构自由度为F＝3n－P－P H＝3×4－2×4－2＝2Lc）B处有一处有局部自由度，机构自由度为F＝3n－P－P H＝3×4－2×5－1＝1Ld）C处有复合铰链，机构自由度为F＝3n－P－P H＝3×7－2×10－0＝1L以上四种情况，自由度等于主动构件数，故都有确定的运动。

10-4 a）机构自由度为F＝3n－P－P H＝3×5－2×7－1＝0L因自由度为零，故该机构不能运动，设计方案有错误。

设计中D点的运动无法实现，可考虑在D点处增加一构件（杆件或滑块均可），带一移动副或转动副，使机构自由度为1，此时，机构就能运动。

b）机构自由度为F＝3n－P－P H＝3×5－2×7－1＝0L因自由度为零，故该机构不能运动，设计方案有错误。

设计中D点的运动无法实现，可考虑在D点处增加一构件（杆件或滑块均可），带一移动副或转动副，使机构自由度为1，此时，机构就能运动。

思考题11-1 铰链四杆机构有哪几种类型，如何判别？它们各有什么运动特点？11-2 下列概念是否正确，若不正确，请订正。

（1）极位夹角就是从动件在两个极限位置的夹角；（2）压力角就是作用于构件上的力和速度的夹角；（3）传动角就是连杆与从动件的夹角。

11-3 加大四杆机构原动件的驱动力，能否使该机构越过死点位置？应采用什么方法越过死点位置？习题11-1 根据图中注明的尺寸，判别各四杆机构的类型。

题11-1图11-2 图示各四杆机构中，原动件1作匀速顺时针转动，从动件3由左向右运动时，要求（1）各机构的极限位置图，并量出从动件的行程；（2）计算各机构行程速度变化系数；（3）作出各机构出现最小传动角（或最大压力角）时的位置图，并量出其大小。

11-3 若题11-2图所示各四杆机构中，构件3为原动件、构件1为从动件，试作出该机构的死点位置。

题11-2图11-4 图示铰链四杆机构ABCD中，AB长为a，欲使该机构成为曲柄摇杆机构、双摇杆机构，a的取值范围分别为多少？题11-4图题11-5图11-5 如图所示的偏置曲柄滑块机构，已知行程速度变化系数K=1.5mm，滑块行程H=50mm，偏距e=20mm，试用图解法求：（1）曲柄长度和连杆长度；（2）曲柄为主动件时机构的最大压力角和最大传动角；（3）滑块为主动件时机构的死点位置。

11-6 已知铰链四杆机构（如图所示）各构件的长度，试问：（1）这是铰链四杆机构基本型式中的何种机构？题11-6图（2）若以AB为主动件，此机构有无急回特性？为什么？（3）当以AB为主动件时，此机构的最小传动角出现在机构何位置（在图上标出）？11-7 参照图设计一加热炉门启闭机构。

已知炉门上两活动铰链中心距为500mm，炉门打开时，门面朝上，固定铰链设在垂直线yy上，其余尺寸如图示。

11-8 参照图设计一牛头刨床刨刀驱动机构。

已知l AC=300 mm，行程H=450 mm，行程速度变化系数K=2。

题11-7图题11-8图第11章答案思考题：11-1铰链四杆机构有3种类型，一般根据连架杆的类型来判断。

当两连架杆均能转整周时，为双曲柄机构。

只有一连架杆能转整周时，为曲柄摇杆机构。

两连架杆均不能转整周时，则为双摇杆机构。

11-2 不准确。

极位夹角指的是曲柄在摇杆处于两极位时的对应位置所夹的锐角（4）不准确。

从动件上受力点的速度方向与所受作用力方向之间所夹的锐角，称为机构的压力角，（5）不准确。

传动角应为压力角的余角，对铰连四杆机构面言，传动角是连杆与从动件所夹锐角。

11-3加大四杆机构原动件的驱动力，不能使该机构越过死点位置？对运转中的四杆机构，可利用从动件的惯性或于其他构件上的惯性越过死点位置。

11-4a）40＋110＜70＋90由计算可知，最短杆与最长杆之和小于另外两杆之和，且最短杆为机架，故该机构为双曲柄机构。

b）45＋120＜100＋70由计算可知，最短杆与最长杆之和小于另外两杆之和，且最短杆为连架杆，故该机构为曲柄摇杆机构。

c）50＋100＞70＋60由计算可知，最短杆与最长杆之和大于另外两杆之和，故该机构为双摇杆机构。

d）50＋100＜90＋70由计算可知，最短杆与最长杆之和小于另外两杆之和，但因最短杆为连杆，故该机构为双摇杆机构。

e）因机架最短，故为转动导杆机构。

f）因机架不是最短，故为摆动导杆机构。

11-5略11-6 1）如果此机构为曲柄摇杆机构，且AB为最短杆，则有l AB＋50≤45＋40即l AB≤35mm2）如果此机构为双摇杆机构，有两种情况（1）满足杆长之和条件，但最短杆的相对杆为机架，此题这种情况不存在。

（2）不满足杆长之和条件，则有a)l AD最长，l AB最短时，l AB＋50＞45＋40即40≥l AB＞35mmb)l AD最长，l CD最短时，40＋50＞45＋l AB即40≤l AB＜45mmc）l AB最长，l CD最短时，l AB＋40＞45＋50即l AB＞55 mm另外，应考虑应有最大值限制，BC与CD延长共线时，需构成三角形的边长关系，即l AB＜l AD＋l CD＋l BC＝135 mm所以，当35＞l AB＜45mm或135＞l AB＞55 mm时，机构为双摇杆机构。

11-7略11-8略思考题12-1 为什么凸轮机构广泛应用于自动、半自动机械的控制装置中？12-2 凸轮轮廓的反转法设计依据的是什么原理？习题12-1 试标出图示位移线图中的行程h、推程运动角δo、远停程角δs、回程角δ' o、近停程角δ's。

12-2 试写出图示凸轮机构的名称，并在图上作出行程h，基圆半径r b，凸轮转角δo、δ s、δ' o、δ's以及A、B两处的压力角。

12-3 如图所示是一偏心圆凸轮机构，O为偏心圆的几何中心，偏心距e=15 mm，d=60 mm，试在图中标出：（1）凸轮的基圆半径、从动件的最大位移H和推程运动角δ的值；（2）凸轮转过90°时从动件的位移s。

12-4 图示为一滚子对心直动从动件盘形凸轮机构。

试在图中画出该凸轮的理论轮廓曲线、基圆半径、推程最大位移H和图示位置的凸轮机构压力角。

题12-1图题12-2图题12-3图题12-4图12-5 标出图中各凸轮机构图示A位置的压力角和再转过45°时的压力角。

题12-5图12-6 设计一尖顶对心直动从动件盘形凸轮机构。

凸轮顺时针匀速转动，基圆半径r b=40 mm，h=30mm，从动件的运动规律为0～90°90°～180°180°～240°240°～360°12-7 若将上题改为滚子从动件，设已知滚子半径r T=10 mm，试设计其凸轮的实际轮廓曲线。

第12章答案思考题：12-1由于凸轮机构只要设计出适当的凸轮轮廓曲线，就可以使从动件实现任意的运动规律，因此，大量应用于各种自动机械中。

12-2凸轮轮廓的反转法设计依据的是相对运动原理，使凸轮成为一个不动的构件，从而便于凸轮轮廓曲线的设计。

习题：略习题13-1 什么是分度圆?标准齿轮的分度圆在什么位置上？13-2 一渐开线，其基圆半径r b＝40 mm，试求此渐开线压力角α＝20°处的半径r和曲率半径ρ的大小。

13-3 有一个标准渐开线直齿圆柱齿轮，测量其齿顶圆直径d a＝106.40 mm，齿数z=25，问是哪一种齿制的齿轮，基本参数是多少?13-4 两个标准直齿圆柱齿轮，已测得齿数z l＝22、z2＝98，小齿轮齿顶圆直径d al＝240 mm，大齿轮全齿高h＝22.5 mm，试判断这两个齿轮能否正确啮合传动?13-5 有一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮，它们的齿数为z1＝19、z2＝81，模数m＝5 mm，压力角α＝20°。

若将其安装成a′＝250 mm的齿轮传动，问能否实现无侧隙啮合？为什么？此时的顶隙（径向间隙）C是多少?13-6 已知C6150车床主轴箱内一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，其齿数z1＝21、z2＝66，模数m＝3.5 mm，压力角α＝20°，正常齿。

试确定这对齿轮的传动比、分度圆直径、齿顶圆直径、全齿高、中心距、分度圆齿厚和分度圆齿槽宽。