机械设计基础第二版(陈晓南_杨培林)题解
机械设计基础第二版题解
机械设计基础第二版题解《机械设计基础（第二版）》题解第一章：机械设计基础概述该章主要介绍了机械设计的概念、基本原则、设计流程和方法等内容。
其中提到的机械设计的基本原则包括功能可靠性、工程经济性、结构合理性和工艺可行性等，这些原则是进行机械设计时必须遵循的基本要求。
在机械设计的流程中，包括目标确定、问题分析、方案选择、详细设计和优化等环节。
此外，本章还介绍了几种常用的机械设计方法，如参数法、几何法和模块法等。
第二章：材料力学基础该章主要介绍了材料力学的基本原理和方法。
其中涉及到材料的弹性力学、塑性力学和疲劳寿命等内容。
在机械设计过程中，对材料力学的基本原理和计算方法有一定的了解，可以帮助选取合适的材料和进行合理的材料使用。
第三章：零件设计基础该章主要介绍了机械零件设计的基本知识和方法。
其中包括零件的功能要求、尺寸与公差、形位公差和配合与间隙等内容。
在零件设计中，需要充分考虑零件的功能和使用要求，并合理确定尺寸与公差以及形位公差，以确保零件的功能和可靠性。
第四章：连接零件设计该章主要介绍了机械连接件的设计原理和方法。
其中包括螺纹连接、销连接、键连接、轴环连接和法兰连接等常用的连接方式。
在连接件的设计过程中，需要根据具体的工作条件和要求，选择合适的连接方案，并对连接件进行合理的设计和计算。
第五章：机械传动基础该章主要介绍了机械传动的基本原理和方法。
其中包括齿轮传动、带传动和链传动等常见的传动方式。
在机械传动的设计中，需要根据传动的要求和工况，选择合适的传动方式，并进行传动比的计算和齿轮的设计。
第六章：机械强度基础该章主要介绍了机械强度的基本原理和计算方法。
其中包括受力分析、应力分析和安全系数的计算等内容。
在机械设计中，需要对受力情况进行准确的分析，并进行应力计算和安全系数的评估，以确保机械的强度和可靠性。
第七章：机械零件的选料与计算该章主要介绍了机械零件的选料和计算方法。
其中包括轴、轴承、弹簧和润滑剂等常见零件的选料和计算。
机械设计基础课后习题与答案
机械设计基础课后习题与答案机械设计基础1-5至1-12 指出机构运动简图中的复合铰链、局部自度和虚约束，计算各机构的自度，并判断是否具有确定的运动。
1-5 解F=3n?2PL?PH=3?6?2?8?1=1 1-6 解F=3n?2PL?PH=3?8?2?11?1=1 1-7 解F=3n?2PL?PH=3?8?2?11?0=2 1-8 解F=3n?2PL?PH=3?6?2?8?1=1 1-9 解F=3n?2PL?PH=3?4?2?4?2=2 1-10 解F=3n?2PL?PH=3?9?2?12?2=1 1-11 解F=3n?2PL?PH=3?4?2?4?2=2 1-12 解F=3n?2PL?PH=3?3?2?3?0=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 ）40?110?150?70?90?160，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
b ）45?120?165?100?70?170，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
c ）60?100?160?70?62?132，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
d ）50?100?150?100?90?190，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lCD?500mm，lAD?1000mm。
试用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度；用式和式’计算此机构的最小传动角。
题2-5图解: 题意踏板CD在水平位置上下摆动10?，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AB1C1D和。
图量得：AC1?1037mm，AC2?1193mm。
AB2C2D解得：l1?l2?12121212?AC2?AC2?AC1??AC1?? 1193?1193?1037?1037??78mm ??1115mm 已知和上步求解可知：l1?78mm，l2?1115mm，l3?500mm，l4?1000mm 因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取??0和??180?代入公式计算可得：cos?BCD??l2?l3?l1?l4?2l1l4cos?2l2l3222 22 = 11152?500?78?100022?2?78?1000cos0?2 ?1115?500= ?BCD?? 或：cos?BCD?l2?l3?l1?l4?2l1l4cos?2l2l32222 =11152?5002?78?100022?2?78?1000cos18 0?2?1115?500= ?BCD?? 代入公式′，可知?min??BCD?? 3-1 题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。
《机械设计基础》(机电类第二版)部分习题答案
7-36
d1=110mm,d2=330mm,da1=119.49mm,da2=333.16mm,df1=98.61mm,df2=326.21mm,
δ1=18.4°,δ2=71.6°,δa1=20.05°,δa2=73.25°,δf1=16.42°,δf2=69.62°,
R=173.93mm,ZV1=23.19, ZV2=209.09.
6-8 V带传动的设计准则：在保证带传动不打滑的条件下，使带具有一定的疲劳强度和寿命。
6-9 验算带速：带速高则离心力增大，使带与带轮间的摩擦力减小，传动易打滑，且带的绕转次数多，使带的寿命降低。带速低则带传递的圆周力增大，带的根数增多。
6-10 带传动的张紧装置：（1）当小带轮包角小于120°；（2）当带传动工作一段时间后，会因为产生变形而松弛，使张紧力减小，故带传动要设置张紧装置。
4-4答：当ρmin＜rT时，则有ρa＜0，凸轮实际轮廓曲线不仅出现尖点，而且相
交，部分轮廓在实际加工中被切去，使从动件工作时不能达到预定的工作位置，无法实现预期的运动规律，这种现象叫运动失真。当ρmin＞rT时，则可避免运动失真。
4-5
4-6
第5章
棘轮机构的结构简单、制造方便、运动可靠；齿式棘轮机构传动平稳、转角准确；但运动只能有级调节，且噪声、冲击和磨损都较大。磨檫式棘轮机构传动平稳、无噪声、可实现运动的无级调节；但运动准确性较差。因此，棘轮机构通常用于速度较低和载荷不大的场合，实现机械的间歇送料、分度、制动和超越离合器等运动。如自动线上的饿浇注输送装置，牛头刨床的横向进给机构。
两者关系： ，F与F0成正比。
6-3弹性滑动的原因：由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动。
打滑的原因：过载。
机械设计基础第二版(陈晓南-杨培林)题解
机械设计基础第二版(陈晓南_杨培林)题解课后答案完整版从自由度，凸轮，齿轮，v带，到轴，轴承第三章部分题解3-5 图 3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮 1 带动凸轮 2 旋转后，经过摆杆 3 带动导杆 4 来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有，应如何修改？解画出该方案的机动示意图如习题 3-5 解图(a)，其自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´3- 2´4-1= 0其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结图 3-37 习题 3-5 图构组成原理上有错误。
解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题 3-5 解图(b)所示。
其自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´4- 2´5-1=1②将一个低副改为高副，如习题 3-5 解图(c)所示。
其自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´3- 2´3- 2 =1习题 3-5 解图(a) 习题 3-5 解图(b) 习题 3-5 解图(c)3-6 画出图 3-38 所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
(a)机构模型 (d) 机构模型图 3-38 习题 3-6 图解(a) 习题 3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(a)解图(a)或习题 3-6(a)解图(b)的两种形式。
计算该机构自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´3- 2´4-0 =1习题 3-6(a)解图(a) 习题 3-6(a)解图(b)解(d) 习题 3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(d)解图(a)、习题 3-6(d)解图(b)、习题 3-6(d)解图(c) 等多种形式。
- 1 -计算该机构自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´3- 2´4-0 =1习题3-6(d)解图(a) 习题 3-6(d)解图(b) 习题 3-6(d)解图(c)3-7 计算图 3-39 所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
机械设计基础课后习题与答案
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 F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-6 解F =H L P P n --23=111283-⨯-⨯=11-7 解F =H L P P n --23=011283-⨯-⨯=21-8 解F =H L P P n --23=18263-⨯-⨯=11-9 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-10 解F =H L P P n --23=212293-⨯-⨯=11-11 解F =H L P P n --23=24243-⨯-⨯=21-12 解F =H L P P n --23=03233-⨯-⨯=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 ）160907015011040=+<=+，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
b ）1707010016512045=+<=+，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
c ）132627016010060=+>=+，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
d ）1909010015010050=+<=+，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500CD l mm =，1000AD l mm =。
（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CD 在水平位置上下摆动 10，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。
机械设计基础杨晓兰版机械工业出版社课后习题答案
第十三章习题册参考答案绪论0-1 判断题（1）×（2）×（3）×（4）√（5）√（6）×（7）（7）（14）×1-2 填空题（1）运动副（2）独立（3）2 （4）低（5）机构自由度（6）机架1-3 选择题（1）A （2）A （3）A （4）A （5）A （6）A （7）A（8）A （9）A （10）A （11）A （12）A （13）Aa）F=3n－2p l－p h =3×5－2×7－0=1b）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2p l－p h=3×8－2×11－1=1c）E处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×5－2×6－1=2d）F=3n－2p l－p h=3×6－2×8－1=1e）滚子中心存在局部自由度，两移动副处之一为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链F=3n－2p－p h=3×9－2×12－2=1lf）齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×4－2×4－2=2×5二、平面连杆机构2-1 判断题（1）×（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×（7）√（8）√（9）√（10）×（11）×（12）√（13）×（14）×（15）√（16）×（17）×（18）√（19）×（20）√（21）×（22）×（23）×（24）×（25）√（7）A（8）C （9）A （10）A （11）A （12）C （13）C （14）A（15）A （16）A （17）A （18）A （19）A （20）A （21）A2-4 解：a）双曲柄机构，因为40+110<70+90，满足杆长条件，并以最短杆为机架b）曲柄摇杆机构，因为30+130<110+120，满足杆长条件，并以最短杆的邻边为机架c）双摇杆机构，因为50+100>60+70，不满足杆长条件，无论以哪杆为机架都是双摇杆或以l0<l ABAB BC CD AD AB（2）双摇杆机构由题意知机架AD杆不是最短杆的对边，要为双摇杆机构应不满足杆长条件①AB杆为最短杆（0<l AB≤300mm）时，l AB+l BC>l CD+l AD，由此可得150mm<l AB≤300mm②AB 杆为中间杆（300mm ≤l AB ≤500mm ）时，l AD +l BC >l CD +l AB ，由此可得300mm ≤l AB <450mm ③AB 杆为最长杆（500mm ≤l AB <1150mm ）时，l AB +l AD >l CD +l BC ，由此可得550mm<l AB <1150mm 由此可知：150mm<l AB <450 mm ，550mm<l AB <1150 mm（3）双曲柄机构500mm 550mm 2-8 解：用作图法求解，主要步骤：（1）计算极位夹角：︒=+-⨯︒=+-⨯︒=3615.115.118011180K K θ （2）取比例尺μ=0.001m/mm（3）根据比例尺和已知条件定出A、D、C三点，如图所示（4）连接AC，以AC为边作?角的另一角边线，与以D为圆心、摇杆DC为半径的圆弧相交于C1和C2点，连接DC1和DC2得摇杆的另一极限位置（两个）（5）从图中量得AC=71mm，AC1=26mm，AC2=170mm（3）根据比例尺和已知条件定出滑块的两极限位置C1、C2两点，如图所示（4）连接C1C2，以C1C2为直角边作直角三角形C1C2P，使∠C1C2P=90°－θ=73.6°（5）以C2P为直径作圆O（6）将C1C2偏移e值，与圆O交于A点，连接AC1和AC2，（7）从图中量得AC 1=34mm ，AC 2=82mm ，则：24mm 212=⨯=AC AC l AB －μ，58mm 221=+⨯=AC AC l BC μ 答：曲柄和连杆的长度分别为24mm 和58mm 。
机械设计基础 第2版-部分习题答案
《机械设计基础》部分习题答案第一章1-1.各种机器尽管有着不同的形式、构造和用途，然而都具有下列三个共同特征：①机器是人为的多种实体的组合；②各部分之间具有确定的相对运动；③能完成有效的机械功或变换机械能。
机器是由一个或几个机构组成的，机构仅具有机器的前两个特征，它被用来传递运动或变换运动形式。
若单纯从结构和运动的观点看，机器和机构并无区别，因此，通常把机器和机构统称为机械。
1-2. 都是机器。
1-3.①杀车机构；有手柄、软轴、刹车片等。
②驱动机构；有脚踏板、链条、链轮后轴，前轴等。
第二章2-2.问题一：绘制机构运动简图的目的是便于机构设计和分析。
问题二：(1)分析机构的运动原理和结构情况，确定其原动件、机架、执行部分和传动部分。
(2)沿着运动传递路线，逐一分析每个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。
(3)选择视图平面，通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面，必要时也可选择两个或两个以上的视图平面，然后将其画到同一图面上。
(4)选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单的线条来绘制机构运动简图。
(5)从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。
在原动件上标出箭头以表示其运动方向。
问题三：机构具有确定运动的条件是：F＞0,机构原动件的数目等于机构自由度的数目。
2-3.答：铰链四杆机构有三种类型：它们是曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。
铰链四杆机构具有曲柄的条件是：（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；（2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。
根据曲柄存在条件还可得到如下推论：1）当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取何杆为机架，都只能得到双摇杆机构。
2）若四杆机构中最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和，当最短杆的邻边是机架时，机构成为曲柄摇杆机构；当最短杆本身为机架时成为双曲柄机构；当最短杆是连杆时成为双摇杆机构。
机械设计基础(第2版)习题答案
解：根据题意，研究对象为三轴，取三轴所处平面为xy平面且O点为坐标原点，OA方向为x轴，OB方向为y轴。
（1）因三个圆盘上分别受到三个力偶的作用，且三轴处于同一平面，故方程 、 、 及 自动满足。
（2）图中FA1=FA2=10N，FB1=FB2=20N，FC1=FC2=F，有：
，
，
代入数据求解可得：F= 50N，
根据平衡条件，列平衡方程有：
：
求解可得：
（2）取球A为研究对象，其受力图及坐标系的建立如下图所示，图中F1与F2处于同一平面（水平面）；而力 与FA成作用与反作用关系，与水平面夹角为 ，且 。
根据平衡条件，列平衡方程有：
：
：
求解可得：
3-12
解：a）图，根据题意
=
=
b）图，根据题意，得知图形关于y轴对称，
FCE=
另外，tanθ=
（3）再取电机和EC杆为研究对象，画受力图，如图d所示，列平衡方程
ΣMO=0M－
M= =70.36Nm
2-18
解（1）取整体为研究对象，画受力图，如图a）所示
列平衡方程
ΣFx=0FAx－T=0
ΣFy=0FAy+FB－F=0
ΣMB=0
代入各值，得
（2）取AB杆为研究对象，画受力图，如图b）所示，对D点求力矩，列平衡方程
（j-1）（j-2）（j-3）
第
2-1
解：经过未知数的个数与平衡方程个数的比较，可得出
a）图是平面任意力系，能列三个独立平衡方程，而未知数有三个，属于静定问题。
b）图是平面平行力系，能列两个独立平衡方程，而未知数有三个，属于静不定问题。
c）图是平面任意力系，能列三个独立平衡方程，而未知数有四个，属于静不定问题。
《机械设计基础》杨晓兰版(机械工业出版社)课后习题内容
第十三章习题册参考答案绪论0-1 判断题（1）×（2）×（3）×（4）√（5）√（6）×（7）×0-2 填空题（1）确定的相对（2）机械（3）零件（4）构件0-3 选择题（1）A （2）A （3）A （4）A （5）A一、机构的自由度1-1 判断题（1）×（2）√（3）×（4）×（5）×（6）×（7）√（8）√（9）×（10）√（11）√（12）×（13）×（14）×1-2 填空题（1）运动副（2）独立（3）2 （4）低（5）机构自由度（6）机架1-3 选择题（1）A （2）A （3）A （4）A （5）A （6）A （7）A（8）A （9）A （10）A （11）A （12）A （13）A1-4 解：a）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1b）F=3n－2p l－p h=3×5－2×7－0=1c）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1d）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1e）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1f）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1g）F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=11-5 解：a）F=3n－2p l－p h =3×5－2×7－0=1b）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2p l－p h=3×8－2×11－1=1c）E处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×5－2×6－1=2d）F=3n－2p l－p h=3×6－2×8－1=1e）滚子中心存在局部自由度，两移动副处之一为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链F=3n－2p l－p h=3×9－2×12－2=1f）齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×4－2×4－2=2g）F=3n－2p l－p h=3×3－2×3－0=3h）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2p l－p h=3×3－2×3－2=1i）中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链，=3n－2p l－p h=3×7－2×10－0=1j）左边部分全为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2p l－p h=3×5－2×7－0=11-6 解：a）该构件组合为机构，因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×4－2×5－1=1>0b）该构件组合不是机构，因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－1=0c）该构件组合不是机构，因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×4－2×6－0=0d）该构件组合为机构，因为该组合自由度F=3n－2p l－p h=3×3－2×4－0=1>0二、平面连杆机构2-1 判断题（1）×（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×（7）√（8）√（9）√（10）×（11）×（12）√（13）×（14）×（15）√（16）×（17）×（18）√（19）×（20）√（21）×（22）×（23）×（24）×（25）√2-2 填空题（1）低（2）转动（3）3 （4）连杆，连架杆（5）曲柄，摇杆（6）最短（7）曲柄摇杆（8）摇杆，连杆（9）2 （10）＞（11）运动不确定（12）非工作时间（13）惯性（14）大（15）中的摆动导杆机构有，中的转动导杆机构无（16）机架（17）曲柄（18）曲柄滑块（19）双摇杆（20）双曲柄机构（21）无，有2-3 选择题（1）A （2）C （3）B （4）A （5）B （6）B （7）A（8）C （9）A （10）A （11）A （12）C （13）C （14）A（15）A （16）A （17）A （18）A （19）A （20）A （21）A2-4 解：a）双曲柄机构，因为40+110<70+90，满足杆长条件，并以最短杆为机架b）曲柄摇杆机构，因为30+130<110+120，满足杆长条件，并以最短杆的邻边为机架c）双摇杆机构，因为50+100>60+70，不满足杆长条件，无论以哪杆为机架都是双摇杆机构d）双摇杆机构，因为50+120=80+90，满足杆长条件，并以最短杆的对边为机架2-5 解：（1）由该机构各杆长度可得l AB+ l BC＜l CD+ l AD，由此可知满足杆长条件，当以AB杆或AB杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在（2）以l BC或l AD杆成为机架即为曲柄摇杆机构，以l AB杆成为机架即为双曲柄机构，以l CD杆成为机架即为双摇杆机构2-6 解：（1）曲柄摇杆机构由题意知连架杆CD杆不是最短杆，要为曲柄摇杆机构，连架杆AB杆应为最短杆（0<l AB≤300 mm）且应满足杆长条件l AB+l BC≤l CD+l AD，由此可得0<l AB≤150mm（2）双摇杆机构由题意知机架AD杆不是最短杆的对边，要为双摇杆机构应不满足杆长条件①AB杆为最短杆（0<l AB≤300mm）时，l AB+l BC>l CD+l AD，由此可得150mm<l AB≤300mm②AB杆为中间杆（300mm≤l AB≤500mm）时，l AD+l BC>l CD+l AB，由此可得300mm≤l AB<450mm③AB杆为最长杆（500mm≤l AB<1150mm）时，l AB+l AD>l CD+l BC，由此可得550mm<l AB<1150mm由此可知：150mm<l AB<450 mm，550mm<l AB<1150 mm（3）双曲柄机构要为双曲柄机构，AD杆必须为最短杆且应满足杆长条件①AB杆为中间杆（300mm≤l AB≤500mm）时，l AD+l BC≤l CD+ l AB，由此可得450mm≤l AB≤500mm②AB杆为最长杆（500mm≤l AB<1150mm）时，l AB+l AD≤l CD+l BC，由此可得500mm≤l AB≤550mm由此可知：450mm≤l AB≤550mm2-7 解：a ）b ）c ）d ）e ）各机构压力角和传动角如图所示，图a)、d ）机构无死点位置，图b)、c ）、e ）机构有死点位置 2-8 解：用作图法求解，主要步骤：（1）计算极位夹角：︒=+-⨯︒=+-⨯︒=3615.115.118011180K K θ （2）取比例尺μ=0.001m/mm（3）根据比例尺和已知条件定出A 、D 、C 三点，如图所示（4）连接AC ，以AC 为边作θ角的另一角边线，与以D 为圆心、摇杆DC 为半径的圆弧相交于C 1和C 2点，连接DC 1和DC 2得摇杆的另一极限位置（两个）（5）从图中量得AC =71mm ，AC 1=26mm ，AC 2=170mm（6）当摇杆的另一极限位置位于DC 1时：5mm .2221=⨯=AC AC l AB －μ，5mm .4821=+⨯=AC AC l BC μ （7）当摇杆的另一极限位置位于DC 1时： 5mm .4922=⨯=AC AC l AB －μ，5mm .12022=+⨯=AC AC l BC μ 答：曲柄和连杆的长度分别为22.5mm 、48.5mm 和49.5mm 、120.5mm 。
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机械设计基础第二版(晓南_培林)题解课后答案完整版从自由度，凸轮，齿轮，v带，到轴，轴承第三章部分题解3-5 图3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮1 带动凸轮2 旋转后，经过摆杆3 带动导杆4 来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有，应如何修改？解画出该方案的机动示意图如习题3-5 解图(a)，其自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´3- 2´4-1= 0其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结图3-37 习题3-5 图构组成原理上有错误。
解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5 解图(b)所示。
其自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´4- 2´5-1=1②将一个低副改为高副，如习题3-5 解图(c)所示。
其自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´3- 2´3- 2 =1习题3-5 解图(a)习题3-5 解图(b)习题3-5 解图(c)3-6 画出图3-38 所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
(a)机构模型 (d) 机构模型图3-38 习题3-6 图解(a)习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。
计算该机构自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´3- 2´4-0 =1习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d)习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)、习题3-6(d)解图(b)、习题3-6(d)解图(c) 等多种形式。
- 1 -计算该机构自由度为：F = 3n- 2P5 - P4 = 3´3- 2´4-0 =1习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b) 习题3-6(d)解图(c)3-7 计算图3-39 所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
解(a) F = 3n- 2P5 - P4 = 3´7 - 2´10-0 =1A、B、C、D 为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。
当满足BE=BC=CD=DE，AB=AD，AF=CF 条件时，E 点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF解(b) F = 3n- 2P5 - P4 = 3´5- 2´7 -0 =1B 为复合铰链，移动副E、F 中有一个是虚约束原动件数目应为1说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。
剪切时剪刀的水平运动速度与被剪物体的水平运动速度相等，以防止较厚的被剪物体的压缩或拉伸。
解(c)方法一：将△FHI 看作一个构件F = 3n- 2P5 - P4 = 3´10- 2´14-0 = 2B、C 为复合铰链原动件数目应为2方法二：将FI、FH、HI 看作为三个独立的构件F = 3n- 2P5 - P4 = 3´12- 2´17 -0 = 2B、C、F、H、I 为复合铰链原动件数目应为2说明：该机构为剪板机机构，两个剪刀刀口安装在两个滑块上，主动件分别为构件AB 和DE。
剪切时仅有一个主动件运动，用于控制两滑块的剪切运动。
而另一个主动件则用于控制剪刀的开口度，以适应不同厚度的物体。
解(d) F = (3-1)n-(2-1)P5 = (3-1)´3-(2-1)´5 =1原动件数目应为1说明：该机构为全移动副机构（楔块机构），其公共约束数为1，即所有构件均受到不能绕垂直于图面轴线转动的约束。
解(e) F = 3n- 2P5 - P4 = 3´3- 2´3-0 = 3原动件数目应为3说明：该机构为机械手机构，机械手头部装有弹簧夹手，以便夹取物体。
三个构件分别由三个独立的电动机驱动，以满足弹簧夹手的位姿要求。
弹簧夹手与构件3 在机构运动时无相对运动，故应为同一构件。
23-10 找出图3-42 所示机构在图示位置时的所有瞬心。
若已知构件1 的角速度w1 ，试求图中机构所示位置时构件3 的速度或角速度（用表达式表示）。
解(a)v3 = v P13 =w1l P13P14 （←）解(b)v3 = v P13 =w1l P13P14 （↓）解(c)∵ v P13 =w1l P13P14 =w3l P13P34 （↑）解(d)v3 = v P13 =w1l P13P14 （↑）l P13P14 （ ）∴ w3 = w1lP13P343第六章部分题解参考6-9 试根据图 6-52 中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型。
图 6-52 习题 6-9 图解 (a) ∵ l max +l min =110+ 40 =150 ＜S l 其余= 90+ 70 =160最短杆为机架∴ 该机构为双曲柄机构(b) ∵ l max +l min =120+ 45 =165＜S l 其余=100+ 70 =170 最短杆邻边为机架∴ 该机构为曲柄摇杆机构(c) ∵ l max +l min =100+50 =150＞S l 其余= 70+ 60 =130∴ 该机构为双摇杆机构(d) ∵ l max +l min =100+50 =150＜S l 其余= 90+ 70 =160 最短杆对边为机架∴ 该机构为双摇杆机构6-10 在图 6-53 所示的四杆机构中，若a =17 ，c = 8，d = 21。
则 b 在什么围时机构有曲柄存在？它是哪个构件？解 分析：⑴根据曲柄存在条件②，若存在曲柄，则 b 不能小于 c ；若 b =c ，则不满足曲柄存在条件①。
所以 b 一定大于 c 。
⑵若 b ＞c ，则四杆中 c 为最短杆，若有曲柄，则一定是 C D 杆。
b ＞d ： l max +l min = b +c ≤S l 其余= a + d图 6-53 习题 6-10 图∴ b ≤a + d -c =17 + 21-8 = 30 b ＜d ：l max +l min = d +c ≤S l 其余= a +b ∴ b ≥d +c -a = 21+8-17 =12结论：12≤b ≤30 时机构有曲柄存在，C D 杆为曲柄6-13 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。
AD 在铅垂线上，要求踏板 CD 在水平位置上下各摆动10°，且l CD =500mm ，l AD =1000mm 。
试用图解法求曲柄 AB 和连杆 BC 的长度。
解 作图步骤：①按m l = 0.01 m/mm 比例，作出 A 、D 、C 、C 1 和 C 2 点。
②连接 AC 1、AC 2，以 A 为圆心 AC 1 为半径作圆交 AC 2 于 E 点。
③作 EC 2 的垂直平分线 n -n 交 EC 2 于 F 点，则 FC 2 的长度为曲柄 AB 的长度。
④作出机构运动简图 ABCD 及 B 1、B 2 点。
⑤测量必要的长度尺寸，得到设计结果。
注：以上作图步骤可以不写出，但图中必须保留所有的作图线条。
l AB =m l AB = 0.01´8 = 0.08 m = 80 mm （计算值：77.85 mm ）l BC =m l BC = 0.01´112 =1.12 m =1120 mm （计算值：1115.32 mm ）图 6-56 习题 6-13 图习题 6-13 解图 6-14 设计一曲柄摇杆机构。
已知摇杆长度l 4 =100 mm ，摆角y = 450 ，行程速比系数 K =1.25 。
试根据g min解≥ 40o 的条件确定其余三杆的尺寸。
l AB =m l AB = 0.002´14.5 = 0.029 m = 29 mm （计算值：29 mm）l BC=m l BC = 0.002´73.5 = 0.147 m =147 mm （计算值:146.68 mm）g min= 33°（计算值：32.42°）不满足g min ≥40o 传力条件，重新设计l AB =m l AB = 0.002´17 = 0.034m = 34 mm （计算值：33.81 mm）l BC =m l BC =0.002´54.5 = 0.109 m =109 mm （计算值：108.63 mm）g min = 40°（计算值：40.16°）满足g min ≥ 40o 传力条件6-15 设计一导杆机构。
已知机架长度l1 =100 mm ，行程速比系数K =1.4 ，试用图解法求曲柄的长度。
K l AB =m l AB1 = 0.002´13 = 0.026 m = 26 mm（计算值：25.88 mm）6-16 设计一曲柄滑块机构。
如图6-57 所示，已知滑块的行程图6-57 习题6-16 图s = 50 mm ，偏距e =10 mm 。
行程速比系数K =1.4 。
试用作图法求出曲柄和连杆的长度。
l AB =m l AB2 = 0.001´23.5 = 0.0235 m = 23.5 mm （计算值：23.62 mm）l BC=m l B2C2 = 0.001´39.5 = 0.0395 m = 39.5 mm （计算值：39.47 mm）第七章部分题解参考7-10在图7-31 所示运动规律线图中，各段运动规律未表示完全，请根据给定部分补足其余部分（位移线图要求准确画出，速度和加速度线图可用示意图表示）。
图7-31 习题7-10 图解7-11一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，凸轮为一偏心轮，其半径R = 30mm，偏心距e =15mm ，滚子半径r k =10mm ，凸轮顺时针转动，角速度w为常数。
试求：⑴画出凸轮机构的运动简图。
⑵作出凸轮的理论廓线、基圆以及从动件位移曲线s ~j图。
解7-12按图7-32 所示位移曲线，设计尖端移动从动件盘形凸轮的廓线。
并分析最大压力角发生在何处（提示：从压力角公式来分析）。
v2 解由压力角计算公式：tan a=(r b + s)w∵ v2 、r b 、w均为常数∴ s = 0→ a=a max amax¢即j=0°、j=300°，此两位置压力角a最大图7-32 习题7-12 图7-13设计一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构。
已知凸轮基圆半径r b = 40mm，滚子半径r k =10mm ；凸轮逆时针等速回转，从动件在推程中按余弦加速度规律运动，回程中按等加-等减速规律运动，从动件行程h = 32mm ；凸轮在一个循环中的转角为：j t =150°，j s = 30°，j h =120°，j s¢ = 60°，试绘制从动件位移线图和凸轮的廓线。