机械设计基础习题(西北工业大学版)2
西工大版 机械设计作业集答案
8-39 某带传动由变速电动机驱动，大带轮的输出转速的变化范围 为500~1000r/min。若大带轮上的负载为恒功率负载，应该按哪一 种转速设计带传动？若大带轮上的负载为恒转矩负载，应该按哪 一种转速设计带传动？为什么？
P Fev 1000
P一定，∵n2↓→v，所需的有效圆周力 Fe，按较 大的Fe设计带传动能够保证不打滑和具有一定的疲劳
10—24 在齿轮传动中，获得软齿面的热处理方式有 调质 、 正火 ， 而获得硬齿面的热处理方式有 渗碳淬火 、 整体淬火 、 表面淬火 等。
10—25一般参数的闭式软齿面齿轮传动的主要失效形式是 点蚀 ， 闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 断齿 ，开式齿轮传动的主 要失效形式是 磨损 ，高速重载齿轮传动，当润滑不良时最可能出 现的失效形式是 胶合 。
提高，设电动机的功率和减速器的强度足够，且更换大小带轮后引
起中心距的变化对传递功率的影响可忽略不计，为了实现这一增速
要求，试分析采用下列哪种方案更为合理，为什么？
1、将dd2减小到280mm；
电动机
2、将dd1增大到200mm；
dd2 V带传动
v D
3、将鼓轮直径D增大到355mm。
dd1 解 输出功率P出=F·v
带传动更适宜在高速下工作。
解：∵原V带传动比：
i12
dd2 dd1
400 140
2.857
方案1、2的V带传动比：
i12
i12
dd2 dd1
280 140
400 200
2
∵原运输带速度： v nyD ,
60000
现运输带速度： v nyD ,
60000
电动机
dd2 V带传动
西北工业大学机械原理习题答案
p'=0F'=1
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
=3×10－(2×13＋2－0)－1=1
机构原动件数目＝1
机构有无确定运动？有确定运动
1—91）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。
2）计算自由度，并判断机构有无确定运动：
在图中指明：复合铰链、局部自由度和虚约束
2为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE即可，为什还要引入机构ABC？(可在学过第三章后再来想想)
1—5图a)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（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
2．计算机构自由度的目的是什么?
3．当机构的自由度小于1时，可通过哪些途径来增加自由度?本题中还可列出哪些简单而又适用的修改方案？
计算1-6~1-9题各机构的自由度。
1—61）按传动顺序用数字1、2、3…在图示机构上给构件编号。
2）计算自由度，并机构判断有无确定运动：
在图中指明复合铰链、局部自由度和虚约束
解：属于两构件间重合点的问题
思路：因已知B2点的运动，故通过B2点求B3点的运动。
1）速度分析
方向：⊥BD ⊥AB ∥CD
大小: ? ω12l？
在速度多边形中，∵b3与极点p重合，∴vB3=0
且ω3＝vB3/lBD＝0，由于构件2与构件3套在一起，∴ω2＝ω3＝0
2） 加速度分析
方向： ⊥BD B→A ∥CD
p'=0F'=0
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械原理》作业考核题库高频考点版(参考答案)试题号2
西北工业大学22春“机械设计制造及其自动化”《机械原理》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.速度瞬心是机构上速度为零的点。
()A.错误B.正确参考答案：A2.在下列四杆机构中，不能实现急回运动的机构是()。
A.曲柄摇杆机构B.导杆机构C.对心曲柄滑块机构D.偏置曲柄滑块机构参考答案：C3.()具有高的定位精度，机构结构紧凑，是当前被公认的一种较理想的高速高精度的分度机构。
A.凸轮式间歇运动机构B.槽轮机构C.棘轮机构D.不完全齿轮机构参考答案：A4.()盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。
A.摆动尖顶推杆B.直动滚子推杆C.直动平底推杆D.摆动滚子推杆参考答案：C在外载荷和接触表面状况相同的条件下，三角螺纹的摩擦力要比矩形螺纹的大，是因为摩擦面上的法向反力更大。
()A.错误B.正确参考答案：B6.双万向铰链机构中间轴的两叉面不在同一平面上，则其主、从动轴间就保持恒速比传动。
()A.错误B.正确参考答案：A7.传动用丝杠的螺纹牙形选()。
A.三角形牙B.矩形牙C.三角形和矩形牙均可参考答案：B8.对心直动尖顶盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用()措施来解决。
A.增大基圆半径B.改为滚子推杆C.改变凸轮转向参考答案：A9.由于平行轴斜齿圆柱齿轮机构的几何尺寸在端面计算，所以基本参数的标准值规定在端面。
()A.错误B.正确10.螺旋机构可方便地将回转运动变为移动，如果螺纹的导程角大于螺旋副的当量摩擦角，也可移动变为回转运动。
()A.错误B.正确参考答案：B11.为了避免推杆运动失真，平底推杆凸轮轮廓不能内凹。
()A.错误B.正确参考答案：B12.在铰链四杆机构ABCD中，已知AB=25mm，BC=70mm，CD=65mm，AD=95mm，当AD为机架时，是曲柄摇杆机构机构;当AB为机架时，是()机构。
A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构参考答案：A13.在周期性速度波动中，一个周期内等效驱动力做功Wd与等效阻力做功Wr 的量值关系是()。
西北工业大学机械原理课后答案第2章（可编辑）
第二章 机构的结构分析题2-11 图a 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（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(图2-11a)2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。
尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。
故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-11b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-11d)。
题2-11讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和1个低副（相当于引入2个约束），如图2-1（b ）（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。
用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图2-1（d ）所示。
题2-12 图a 所示为一小型压力机。
图上，齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O 连续转动。
在齿轮5上开有凸轮轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动。
同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C 轴上下移动。
最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G 使冲头8实现冲压运动。
试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
解：分析机构的组成：此机构由偏心轮1’（与齿轮1固结）、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。
机械设计基础习题(西北工业大学版)2
第五章5-7.根据图中所注尺寸，试问如何才能获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？解：根据曲柄存在的条件：（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和；（2）最短杆为连架杆。
根据题意：140+200<170+180，故满足第一条件。
当最短杆AD为连架杆时，即AB、CD固定时，极限位置如图所示，为曲柄摇杆机构。
当最短杆AD为机架时，极限位置如下图所示，为双曲柄机构。
当AD为连杆时，极限位置如下图所示，为双摇杆机构。
5-8．图示铰链四杆机构123100,200,300l mm l mm l mm ===，若要获得曲柄摇杆机构，试问机架长度范围为多少？ 解：根据曲柄存在的条件：（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和； （2）最短杆为连架杆。
根据题意：（1）若4l 为最长杆（4l ≥300），1l +4l ≤2l +3l ，300≤4l ≤400. （2）若3l 为最长杆（4l ≤300），1l +3l ≤2l +4l ，200≤4l ≤300. 故200≤4l ≤400.5-10.设计一曲柄摇杆机构。
已知摇杆长度100CD l mm =，摆角030ψ=，行程速比系数K=1.2。
试用图解法根据最小传动角0min 40γ≥的条件确定其余三杆的尺寸。
解：由001180=16.361K K θθ-=+，. 故，先画出CD 和C D ',使得∠C DC '=030ψ=.由于0=16.36θ，故过C 和C '作∠CC O '和∠C CO '=073.64，以O 点为圆心作圆 过C 做∠DCA=045交圆O 于A 点。
AC=133mm ，AC '=91.89mm ，AD=94.23mm,计算得AB=20.555mm,BC=112.445mm所以其他三杆长度为：AD=94.23mm ，AB=20.555mm,BC=112.445mm5-11.设计一曲柄滑块机构。
机械设计基础第三章（西北工业大学）
机械设计基础第三章（西北工业大学）第三章机械零件的强度3-1 材料的疲劳特性§3-2 机械零件的疲劳强度计算§3-3 机械零件的抗断裂强度§3-4 机械零件的接触强度疲劳曲线机械零件的疲劳大多发生在s －N 曲线的CD 段，可用下式描述：)(D C m rN N N N C N ≤≤= s )D r rN N N >=∞（s s D 点以后的疲劳曲线呈一水平线，代表着无限寿命区其方程为：由于N D 很大，所以在作疲劳试验时，常规定一个循环次数N 0(称为循环基数)，用N 0及其相对应的疲劳极限σr 来近似代表N D 和σr∞，于是有：CN N ==0m rm rN s s 有限寿命区间内循环次数N 与疲劳极限s rN 的关系为：式中，s 、N 及m 的值由材料试验确定。
二、s －N 疲劳曲线m0r rN N N s s =0mrN r N N=s s s －N 疲劳曲线详细说明极限应力线图三、等寿命疲劳曲线（极限应力线图）机械零件材料的疲劳特性除用s －N 曲线表示外，还可用等寿命曲线来描述。
该曲线表达了不同应力比时疲劳极限的特性。
在工程应用中，常将等寿命曲线用直线来近似替代。
用A 'Ｇ'C 折线表示零件材料的极限应力线图是其中一种近似方法。
A 'Ｇ'直线的方程为：m a1s ψs s s '+'=-s m as s s ='+'C Ｇ'直线的方程为：12s s s ψs -=-ψσ为试件受循环弯曲应力时的材料常数，其值由试验及下式决定：详细介绍对于碳钢，ψ≈0.1~0.2，对于合金钢，ψ≈0.2~0.3。
机械零件的疲劳强度计算1一、零件的极限应力线图由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。
以弯曲疲劳极限的综合影响系数Ｋσ表示材料对称循环弯曲疲劳极限σ-1与零件对称循环弯曲疲劳极限σ-1e 的比值，即e11--=s s s K 在不对称循环时，Ｋσ是试件与零件极限应力幅的比值。
西北工业大学机械设计基础复习
2. 本章的重点 本章的重点：
凸轮机构及其设计
推杆常用的运动规律 盘形凸轮轮廓曲线的设计 凸轮机构的压力角与机构的受力情况和机构尺寸的关系
1. 本章的知识脉络
齿轮机构及其设计
分类-- 定比传动、变比传动 基础知识-- 齿廓啮合基本定律 齿轮 渐开线齿轮
渐开线齿廓及其啮合特性 基本参数及其几何尺寸计算 标准齿轮 直齿轮 圆柱 齿轮 正确啮合条件、重合度
其 他 常 用 机 构
传动轴间相互 万向铰链机构 位置需变动
回转移动相互转换
螺旋机构
其它常用机构 2. 本章的重点与难点 本章的重点是了解常用的一些其他基本机构和某些 组合机构的工作原理、运动特点及其应用。
例. 如图所示凸轮机构，已知凸轮实际轮廓线为一圆心在B点的偏心圆， 从动件的偏距为e，请在图上标出： 1）凸轮的理论廓线； 2）凸轮的基圆； 3）凸轮与推杆在C点接触时的压力角与推杆位移 4）凸轮与推杆在C点接触到D点接触 所转过的角度
机械中任一运动副自锁 机械效率小于等于零
机械中的摩擦及机械效率 一、本章的重点与难点 1. 本章的重点 1）常见运动副中摩擦力及总反力的确定
2）机械效率的计算
3）机械的自锁现象和自锁条件的确定 2. 本章的难点
转动副中总反力作用线的确定
机械中的平衡 一、 本章的知识脉络 静平衡 刚性转子的平衡 动平衡 完全平衡 机构的平衡 不完全平衡 b/d>0.2
解析法
两构件上重合 点间速度关系
平面机构的速度分析 二、本章的重点与难点
本章的学习重点是利用瞬心法和相对运动图解法对机构 进行运动分析 。 本章的难点是对机构的速度分析
机械中的摩擦及机械效率 一、本章知识脉络 移动副 运动副中的 摩擦力分析 转动副 平面接触 槽面接触 半圆柱面 接触 轴径摩擦
西工大机械设计试题
一填空题1 带传动中的应力有拉应力、离心应力和弯曲应力。
2 带传动的极限承载能力与初拉力、包角和带与带轮间的当量摩擦系数有关。
3 带传动正常工作时，紧边拉力F1、松边拉力F2、初拉力F0和有效圆周力F e之间的关系为F1- F2= F e和F1+F2 = 2F0。
4 在正常润滑的条件下，链传动一般在高速时的容易发生链疲劳破坏失效，而在低速时容易发生链条过载拉断失效。
5 按用途不同，链条可分为传动链、输送链、起重链，一般机械传动中常用传动链。
6 滚子链的磨损主要发生在销轴和套筒的接触面上。
7 齿轮轮齿的失效可能因为赤根强度不足而导致轮齿折断，也可能因为齿面硬度不足而导致齿面过度磨损或者塑性变形。
8 齿面接触应力与材料性能、齿轮宽度、小齿轮分度圆直径和齿数有关。
9 齿轮润滑需要考虑的因素有齿轮圆周速度和传动形式。
10 蜗杆传动中的传动效率受到啮合功率损耗、轴承摩擦损耗和搅油损耗的影响。
11 选择蜗杆传动的润滑油时，通常在环境温度较高时，选用粘度值较大的润滑油；当转速较高时，可选用粘度值较低的润滑油。
12 按照受力来分，轴可以分为心轴、转轴和传动轴。
13 心轴仅承受弯矩载荷，而转轴承受弯矩和扭矩载荷。
14 键联接的可以有平键联接、楔健、切向健和半圆健。
15 平键联接依靠平键的两侧面来传递转矩；楔键联接依靠楔键的上下两面来传递转矩。
16 滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制，外圈与孔的配合采用基轴制。
17 按防松的原理不同，螺纹联接可以分为摩擦防松、机械防松和铆冲防松。
18 三角形螺纹主要用于联结，矩形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹主要用于传动。
19做带传动的受力分析时，涉及初拉力、紧边拉力、松边拉力和离心力。
20带传动失效形式一般是指疲劳破坏和打滑。
21在链传动中，链条的节距越大，承载能力越强，动载荷也越大。
22直齿圆柱齿轮齿根弯曲应力的最大值与齿轮材料性能、尺宽和外载荷有关。
23选择齿轮材料时的一般要求是齿面要硬、齿心要韧。
机械设计(第八版)课后答案西北工业大学
得蜗轮的基本许用接触应力
。蜗杆传动的工作寿命 Lh=16800h,蜗轮轮齿的应力循环次数
寿命系数为 蜗轮齿面的许用接触应力为
4、计算中心距
取中心距 a=200mm,因 i=23,故从教材表 11-2 中取模数 m=8mm,蜗杆分度圆直径 d1=80mm，这时 d1/a=0.4,与假设 值相符，因此以上计算结果可用。 （2）蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸：
比较
和
由公式
得
（5）由接触强度 确定的最大转矩。由公式
得 (6)齿轮行动的功率。由弯曲强度和接触强度计算的转矩可知，此齿轮传动所能 传递的最大转矩为 T1=1827280N.mm
10-8 解(1)选择齿轮的材料和精度等级。根据教材表 10-1 选大小齿轮材料均为 20CrMnTi,渗碳淬火。小齿轮齿面硬度取 62HRC,大齿轮齿面硬度取 58HRC，世部 达 300HBS. 选精度等级为 6 级。 （2）按齿根弯曲疲劳强度设计。 1、小齿轮传递的转矩：
8、由接触强度计算小齿轮的分度圆直径
9、验算载荷系数： 齿轮的使用系数：载荷 状况以轻微冲击为依据查教材表 10-2 得 KA=1.25 齿轮的圆周速度
由教材图 10-8 查得：Kv=1.12 对于软齿面齿轮，假设
,由教材表 10-3 查得
齿宽 齿宽与齿高比
由教材表 10-4 查得 系数：
10、校正直径：
取安全系数 SF=1.5 由教材图 10-20（d）得
按对称循环变应力确定许用弯曲为
9、由弯曲强度计算齿轮的模数。因 数代入设计公式中得
取标准值
.
10、验算载荷系数：
小齿轮的分度圆直径
齿轮的圆周速度
由教材图 10-8 查得:
机械设计 西工大 课后习题_答案
第三章 机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C 012σσσΦσ-=- σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=qσσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
濮良贵-西北工业大学《机械设计》课后习题答案
详细答案第三章 机械零件的强度p45习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσNMPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解])170,0('A)0,260(C012σσσΦσ-=-σΦσσ+=∴-1210MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==dD ，067.0453==d r，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=q σσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
西北工业大学,机械设计基础,李育锡Ch02a
§2—2 机构运动简图
对现有机械进行分析或设计新机械时，作为一个基础工作， 首先必须绘出能表明机械运动特征及运动传递情况的机构运动 简图。 一个机构的运动情况不仅与原动件的运动规律有关，并与机 构中各运动副的类型、机构的运动尺寸（各运动副之间的相对 位置尺寸）等有关，而与构件的轮廓形状、断面尺寸、组成构 件的零件数目及其固连方式、运动副的具体构造等因素无关。 根据机构的运动尺寸，采用运动副符号以及一些简单的线条， 并按一定的比例尺，即可绘制出机构运动简图。 运动副的代表符号（表2-1）
F 3n 2PL PH 3 2 2 2 1 1
图2-15 凸轮机构
§2-3 平面机构的自由度
3．虚约束
在机构中，有些运动副引入的约束对机构的运动实际上不起约束 作用，这类约束称为虚约束。 平面机构中的虚约束常发生在下列场合： 1）在机构运动过程中，如两构件上某两点之间的距离始终保持 不变，在这种情况下，若用一个构件将该两点用转动副连接起来，则 该构件及形成的两转动副所引入的约束为虚约束。
F 3n 2PL PH 3 5 2 7 0 1
§2-3 平面机构的自由度
2．局部自由度
在有些机构中，某些构件所产生的局部运动，并不影响其他构 件间的相对运动，这种不影响其他构件间的相对运动的自由度称为 局部自由度。
例2-5 试计算图2-15所 示凸轮机构的自由度。
§2-3 平面机构的自由度
例题2
（e）压力机机构
表2-1 常用平面运动副的符号
表2-2 常用机构运动简图的符号
表2-3 一般构件的表示方法
固 定 构 件
两 副 构 件
同 一 构 件
三 副 构 件
习题
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第五章
5-7.根据图中所注尺寸，试问如何才能获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？解：根据曲柄存在的条件：
（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和；
（2）最短杆为连架杆。
根据题意：140+200<170+180，故满足第一条件。
当最短杆AD为连架杆时，即AB、CD固定时，极限位置如图所示，为曲柄摇杆机构。
当最短杆AD为机架时，极限位置如下图所示，为双曲柄机构。
当AD为连杆时，极限位置如下图所示，为双摇杆机构。
5-8．图示铰链四杆机构123100,200,300l mm l mm l mm ===，若要获得曲柄摇杆机构，试问机架长度范围为多少？ 解：根据曲柄存在的条件：
（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和； （2）最短杆为连架杆。
根据题意：
（1）若4l 为最长杆（4l ≥300），1l +4l ≤2l +3l ，300≤4l ≤400. （2）若3l 为最长杆（4l ≤300），1l +3l ≤2l +4l ，200≤4l ≤300. 故200≤4l ≤400.
5-10.设计一曲柄摇杆机构。
已知摇杆长度100CD l mm =，摆角0
30ψ=，行程速比系数K=1.2。
试用图解法根据最小传动角0min 40γ≥的条件确定其余三杆的尺寸。
解：由0
01
180
=16.361
K K θθ-=+，. 故，先画出CD 和C D ',使得∠C DC '=0
30ψ=.
由于0
=16.36θ，故过C 和C '作∠CC O '和∠C CO '=0
73.64，以O 点为圆心作圆 过C 做∠DCA=0
45交圆O 于A 点。
AC=133mm ，AC '=91.89mm ，AD=94.23mm,计算得AB=20.555mm,BC=112.445mm
所以其他三杆长度为：AD=94.23mm ，AB=20.555mm,BC=112.445mm
5-11.设计一曲柄滑块机构。
已知滑块行程H=50mm,偏距e=20mm,行程速比系数K=1.5.试用图解法求出曲柄和连杆的长度。
解：由0
01
180
=361
K K θθ-=+， 首先，画出CC '=50mm ，作∠CC O '=∠C CO '=0
54，过O 作圆交偏心线于A ， 连接AC, AC '测得长度如图所示，算出AB=21.505，BC=46.515.
5-12.设计一导杆机构。
已知机架长度100AD l mm =，行程速比系数K=1.4，试求曲柄长度。
解：0
01
180
=301
K K θθ-=+，,即∠BCB '=030. AB ⊥BC,∠ACB=0
15,AC=100AD l mm =.
AB=25.88mm
5-13.设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。
已知炉门上两活动铰链间距离为50mm ，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示）。
设固定铰链在O-O 轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。
解：因为点A 、D 在O-O 轴线上，由于AB=AB ',AC AC '=,所以运用垂直平分线定理，连接BB CC ''和，分别作其中垂线交O-O 轴线于点A 、D ，因此找到A 点和D 点。
AB=67.34,CD=112.09,AD=95.74
第六章
6-2.四种基本运动规律各有何特点？各适用何种场合？什么是刚性冲击和柔性冲击？
解：（1）等速运动规律的特点是：在从动件运动的起始点和终了点都有速度的突变，使加速度趋于无限大，因此会引起强烈的刚性冲击。
这种冲击对凸轮机构的工作影响很大，所以匀速运动规律一般只适用于低速或从动件质量较小的场合。
（2）等加速等减速运动规律的特点是：在一个运动循环中，从动件的运动速度逐步增大又逐步减小，避免了运动速度的突变；但在从动件运动的起始点、转折点和终了点仍存在着加速度的有限突变，还会有一定的柔性冲击。
所以这种运动规律适用于凸轮为中、低速转动，从动件质量不大的场合。
（3）余弦加速度运动规律的特点是：推杆的加速度按余弦规律变化，且在起始点和终点推杆的加速度有突变，有一定的柔性冲击。
一般只适用于中速场合。
（4）正弦加速度运动规律的特点是：推杆的加速度按正弦规律变化，但其加速度没有突变，可以避免柔性冲击和刚性冲击，适用于高速场合。
刚性冲击：由于加速度有突变，并且加速度值理论上为无穷大，但由于材料具有弹性，使得加速度和惯性达到很大（不是无穷大），从而产生很强烈的冲击，把这一类冲击称为刚性冲击。
柔性冲击：由于加速度有突变，但这一突变为有限值，引起的冲击较为平缓，故称这一类为柔性冲击。
6-7.盘形凸轮基圆半径的选择与哪些因素有关？ 解：由于2
tan o v r s ωα
=
-，故盘形凸轮基圆半径的选择与推杆的运动规律，推杆的工作行
程和推杆的许用压力角和推程运动角有关。
一般在满足 []max αα≤的条件下，合理地确定凸轮的基圆半径，使凸轮机构的尺寸不至过大。
6-8.试设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线，已知凸轮作顺时针方向旋转、推杆行程h=30mm ，基圆半径040r mm =,滚子半径r 10r mm =，凸轮各运动角为：
0000o o 12015015060S S φφφφ''====、、、，推杆的运动规律可自选。
解：由题意得：凸轮理论廓线基圆半径为40mm,实际半径为30mm. 等速推程时，由公式0
30120
h s ϕϕφ==得：
等
加速等减速回程时，由公式等加速公式
22
2
0020202202
260-15026030-=[150-(150(150)(150)
h h s h s ϕϕφϕϕφ'=-=-=-''（）和等减速公式（））]得：。