机械设计基础习题解答(1-5)..
机械设计基础课后习题及答案
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。
机械设计基础部分例题答案讲解
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。
题1—5图题解1—5图解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链；移动副M与F导路互相平行，其之一为虚约束；图示有6个杆和10个转动副（I、J、G、L及复合铰链K和H）形成虚约束。
解答：1．机构的自由度：2．选AB杆为原动件。
题2-1在图示铰链四杆机构中，已知l BC=100mm，l CD=70mm，l AD=60mm，AD为机架。
试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求l AB的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。
解题分析：根据铰链四杆机构曲柄存在条件进行计算分析。
在铰链四杆机构中，若满足杆长条件，以最短杆或最短杆相邻的杆为机架，机构则有曲柄，否则无曲柄；若不满足杆长条件，无论取哪个构件为机架，机构均为无曲柄，即为双摇杆机构。
解答：1．因为AD 为机架，AB 为曲柄，故AB 为最短杆，有AD CD BC AB l l l l +≤+，则m m30)1006070(=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l故 mm30max =AB l2．因为AD 为机架，AB 及CD 均为曲柄，故AD 杆必为最短杆，有下列两种情况：若BC 为最长杆，则 m m100=<BC AB l l ，且AB CD BC AD l l l l +≤+，则m m90m m )7010060(=-+=-+≥CD BC AD AB l l l l得 m m 100m m 90≤≤AB l若AB 为最长杆，则m m100=>BC AB l l ，且BC CD AB AD l l l l +≤+，故m m110m m )6070100(=-+=-+≤AD CD BC AB l l l l得m m 110m m 100≤≤AB l故m m 90min =AB l3．如果机构尺寸不满足杆长条件，则机构必为双摇杆机构。
机械设计基础课后习题和的答案解析
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。
机械设计基础课后习题答案
n=8 PL=11 PH=0 F=3×8-2×11-0=2
1-8无复合铰链、局部自由度、虚约束
n=6 PL=8 PH=1 F=3×6-2×8-1=1
1-9有两处虚约束（凸轮、滚子处槽的一侧），局部自由度1处，无复合铰链
n=4 PL=4 PH=2
F=3×4-2×4-2=2
1-12复合铰链、局部自由度、虚约束各有一处
n=8 PL=11 PH=1 F=3×8-2×11-1=1
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机械设计基础第1章平面机构自由度习题解答
1-1至1-4绘制机构运动简图。
1-1
1-2
1-3
1-4
1-5至1-12计算机构自由度
1-5有一处局部自由度（滚子），有一处虚约束（槽的一侧），无复合铰链
n=6 PL=8 PH=1 F=3×6-2×8-1=1
1-6有一处局部自由度（滚子），无复合铰链、虚约束
n=8 PL=11 PH=1 F=3×8-2×11-1=1
1-10复合铰链、局部自由度、虚约束各有一处
凸轮、齿轮为同ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构件时，
n=9 PL=12 PH=2
F=3×9-2×12-2=1
凸轮、齿轮为不同构件时
n=10 PL=13 PH=2 F=3×10-2×13-2=2图上应在凸轮上加一个原动件。
1-11复合铰链一处，无局部自由度、虚约束
n=4 PL=4 PH=2 F=3×4-2×4-2=2
机械设计基础(第五版)课后习题答案(完整版)1
机械设计基础（第五版）课后习题答案(完整版)
杨可竺、程光蕴、李仲生主编
高等教育出版社
1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。
图 1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图
图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图
1-5 解
1-6 解
1-7 解
1-8 解
1-9 解
1-10 解
1-11 解
1-12 解
1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件1、3的角速比为：
1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件3的速度为：
，方
向垂直向上。
1-15解要求轮1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，
即，和，如图所示。
则：，轮2与轮1的转向相反。
1-16解（1）图a中的构件组合的自由度为：
自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运
动。
（2）图b中的CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。
故图b中机构的自由度为：
所以构件之间能产生相对运动。
机械设计基础部分例题答案
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。
题1—5图题解1—5图解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链；移动副M与F导路互相平行，其之一为虚约束；图示有6个杆和10个转动副（I、J、G、L及复合铰链K和H）形成虚约束。
解答：1．机构的自由度：2．选AB杆为原动件。
题2-1在图示铰链四杆机构中，已知l BC=100mm，l CD=70mm，l AD=60mm，AD为机架。
试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求l AB的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。
解题分析：根据铰链四杆机构曲柄存在条件进行计算分析。
在铰链四杆机构中，若满足杆长条件，以最短杆或最短杆相邻的杆为机架，机构则有曲柄，否则无曲柄；若不满足杆长条件，无论取哪个构件为机架，机构均为无曲柄，即为双摇杆机构。
解答：1．因为AD 为机架，AB 为曲柄，故AB 为最短杆，有AD CD BC AB l l l l +≤+，则m m30)1006070(=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l故 mm30max =AB l2．因为AD 为机架，AB 及CD 均为曲柄，故AD 杆必为最短杆，有下列两种情况：若BC 为最长杆，则 m m100=<BC AB l l ，且AB CD BC AD l l l l +≤+，则m m90m m )7010060(=-+=-+≥CD BC AD AB l l l l得 m m 100m m 90≤≤AB l若AB 为最长杆，则m m100=>BC AB l l ，且BC CD AB AD l l l l +≤+，故m m110m m )6070100(=-+=-+≤AD CD BC AB l l l l得m m 110m m 100≤≤AB l故m m 90min =AB l3．如果机构尺寸不满足杆长条件，则机构必为双摇杆机构。
机械设计基础(第五版)课后习题答案(完整版)(1)
机械设计基础（第五版）课后习题答案图1.14 题1-4解图1-5 解1-6 解1-7 解1-8 解1-9 解1-10 解1-11 解1-12 解题题2-3 见图 2.16 。
图2.16题2-7图2.19解: 作图步骤如下（见图2.19 ）：（1 ）求，；并确定比例尺。
（2 ）作，顶角，。
（3 ）作的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。
（4 ）作一水平线，于相距，交圆周于点。
（5 ）由图量得，。
解得：曲柄长度：连杆长度：题2-9解：见图 2.21 ，作图步骤如下：（1 ）求，，由此可知该机构没有急回特性。
（ 2 ）选定比例尺，作，。
（即摇杆的两极限位置）（3 ）做，与交于点。
（4 ）在图上量取，和机架长度。
曲柄长度：连杆长度：4.5课后习题详解4-1解分度圆直径齿顶高齿根高顶隙中心距齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚、齿槽宽4-2解由可得模数分度圆直径4-3解由得4-11解因螺旋角端面模数端面压力角当量齿数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径4-12解（1）若采用标准直齿圆柱齿轮，则标准中心距应说明采用标准直齿圆柱齿轮传动时，实际中心距大于标准中心距，齿轮传动有齿侧间隙，传动不连续、传动精度低，产生振动和噪声。
（2）采用标准斜齿圆柱齿轮传动时，因螺旋角分度圆直径节圆与分度圆重合，5-1解：蜗轮2和蜗轮3的转向如图粗箭头所示，即和。
图 5.5图5.6 5-2解：这是一个定轴轮系，依题意有：齿条 6 的线速度和齿轮 5 ′分度圆上的线速度相等；而齿轮 5 ′的转速和齿轮 5 的转速相等，因此有：通过箭头法判断得到齿轮 5 ′的转向顺时针，齿条 6 方向水平向右。
5-8解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。
∵，∴∴与方向相同5-9解：这是一个周转轮系，其中齿轮1、3为中心轮，齿轮2、2′为行星轮，为行星架。
∵设齿轮1方向为正，则，∴∴与方向相同图 5.13图5.145-10解：这是一个混合轮系。
《机械设计基础》答案
《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1－11－21－31－41－5自由度为：或：1－6自由度为或：1－10自由度为：或：1－111－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。
设s10rad/1，求构件3的速度3v。
1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比/。
12构件1、2的瞬心为P12P24、P14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100，s mm l BC/250，s rad /101，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2。
在三角形ABC 中，BCAAB BC sin45sin 0，52sinBCA，523cos BCA ，45sin sinBC ABCAC ，mmAC 7.3101－17：题1-17图所示平底摆动从动件凸轮1为半径20r的圆盘，圆盘中心C 与凸轮回转中心的距离mm l AC 15，mm l AB 90，s rad /101，求0和180时，从动件角速度2的数值和方向。
0时方向如图中所示当180时方向如图中所示第二章平面连杆机构2-1 试根据题2-1图所注明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。
（1）双曲柄机构（2）曲柄摇杆机构（3）双摇杆机构（4）双摇杆机构2-3 画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。
图中标注箭头的构件为原动件。
2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为300，摇杆工作行程需时7s 。
试问：（1）摇杆空回程需时几秒？（2）曲柄每分钟转数是多少？解：（1）根据题已知条件可得：工作行程曲柄的转角01210则空回程曲柄的转角02150摇杆工作行程用时7s ，则可得到空回程需时：（2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为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100，且mm l mm l ADCD1000,500。
机械设计基础习题解答（1-5）
机械设计基础习题解答（1-5）第一篇：机械设计基础习题解答(1-5)机械设计基础教材习题参考解答（第一章~第五章）2012.8目录第1章机械设计概论 _______________________________ 2 第2章机械零件尺寸的确定 _________________________ 3 第3章平面机构运动简图及平面机构自由度___________ 4 第4章平面连杆机构_______________________________ 6 第5章凸轮机构__________________________________ 11第1章机械设计概论思考题和练习题1-1举例说明什么是新型设计、继承设计和变型设计。
解：新型设计通常人们指应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械，如：新型机械手、动车、扑翼飞机、电动汽车等；继承设计通常指人们根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用，如：大众系列汽车、大家电产品等。
变型设计通常指人们为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品，如：。
各种工程机械、农田作业机械等。
1-2解：评价产品的优劣的指标有哪些？解：产品的性能、产品的1-3机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？解：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为钢铁材料和非铁材料（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。
从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则：1)载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况2)零件的工作条件 3)零件的尺寸及质量 4)经济性1-4解：机械设计的内容和步骤？解：机械设计的内容包括：构思和方案设计、强度分析、材料的选择、结构设计等。
机械设计基础课后习题答案(第五版)(完整版)
3-2解
图3.12题3-2解图
如图3.12所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过D点作偏距圆的下切线，此线为
凸轮与从动件在D点接触时，导路的方向线。凸轮与从动件在D点接触时的压力角 如图所示。
3-3解：从动件在推程及回程段运动规律的位移、速度以及加速度方程分别为：
， 。
题2-13证明:见图2.25。在 上任取一点 ，下面求证 点的运动轨迹为一椭圆。见图
可知 点将 分为两部分，其中 ， 。
又由图可知 ， ，二式平方相加得
可见 点的运动轨迹为一椭圆。
3-1解
图3.10题3-1解图
如图3.10所示，以O为圆心作圆并与导路相切，此即为偏距圆。过B点作偏距圆的下切线，此线为
题2-2解:要想成为转动导杆机构，则要求 与 均为周转副。
（1）当 为周转副时，要求 能通过两次与机架共线的位置。见图2-15中位置 和
。
在 中，直角边小于斜边，故有： （极限情况取等号）；
在 中，直角边小于斜边，故有： （极限情况取等号）。
综合这二者，要求 即可。
（2）当 为周转副时，要求 能通过两次与机架共线的位置。见图2-15中位置 和
杆即是曲柄，由图量得曲柄长度：
题2-9解：见图2.21，作图步骤如下：
（1）求 ， ，由此可知该机构没有急回特性。
（2）选定比例尺 ，作 ， 。（即摇杆的两极限位置）
（3）做 ， 与 交于 点。
（4）在图上量取 ， 和机架长度 。
曲柄长度：
连杆长度：
题2-10解:见图2.22。这是已知两个活动铰链两对位置设计四杆机构，可以用圆心法。连
（2）因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取 和 代入公式（2-3）
机械设计基础参考答案(部分)
了第1章静力学基础1-1解：力的三要素：力的大小、方向和作用点；作用于刚体上的力，其三要素为大小、方向和作用线的位置。
两个力相等的条件：两个力的大小相等，且方向相同。
图1 - 18所示的两个力矢量F1和F3相等，因为两个力的大小相等，且方向也相同；但这两个力对物体的作用是不同的，因为作用线的位置不同。
1-2解：（1）F1 = F2：表示力F1和F2的大小相等，且方向相同。
（2）F1 = F2：表示力F1和F2的大小相等。
（3）力F1等于力F2：表示力F1和F2的大小相等，方向相同，且对于物体的作用效果相同。
1-3解：―二力平衡条件‖与―作用和反作用定律‖都是说二力等值、反向、共线，但二力作用的物体不同，―二力平衡条件‖中的二力同时作用在同一个物体上，而―作用和反作用定律‖ 中的二力则分别作用在不同的两个物体上。
1-4解：因为对于―刚体‖，我们仅研究其在受力情况下的运动状态，而近似的认为这些物体在受力状态下是不变形的。
对于―变形体‖来讲，在受到任何一个力后，其形状都会发生变化，而且力的大小、方向和作用点中任何一个因素改变，都会引起物体形状的改变发生变化，所以―二力平衡条件‖、―加减平衡力系原理‖和―力的可传性‖都只能使用于刚体。
1-5解：（1）F R = F1 + F2：是一个矢量式，表示力F R是力F1和F2的合力，力F R的大小与方向可由―力的平行四边形法则‖确定。
（2）F R = F1 + F2：是一个标量式，表示力F R的大小（F R）等于力F1大小（F1）与力F2大小（F2）的代数和。
1-6解：受两个力作用而处于平衡的构件称为二力构件；分析二力构件受力时与构件的形状无关。
1-7解：各物体的受力图分别为：（a ） （b ）（c ）（d ）（e ） （f - 1） （f - 2）（g - 1）（g- 2）（h - 1） （h - 2）（h - 3）（i - 1）（i - 2）（i - 3）（j-1）（j-2） （j-3）F CF CB第2章 平面力系2-1解：根据题意，研究对象为铰链B ，其受力图及坐标系的建立如下图所示。
机械设计基础(高教第五版)习题答案全解
机械设计基础（第五版）课后习题答案(完整版) 杨可桢、程光蕴、李仲生主编高等教育出版社1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。
图 1.11 题1-1解图图1.12 题1-2解图图1.13 题1-3解图图1.14 题1-4解图1-5 解1-6 解1-7 解1-8 解1-9 解1-10 解1-11 解1-12 解1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件1、3的角速比为：1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件3的速度为：，方向垂直向上。
1-15解要求轮1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即，和，如图所示。
则：，轮2与轮1的转向相反。
1-16解（1）图a中的构件组合的自由度为：自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运动。
（2）图b中的CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。
故图b中机构的自由度为：所以构件之间能产生相对运动。
题2-1答: a ），且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
b ），且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
c ），不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
d ），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。
题2-2解: 要想成为转动导杆机构，则要求与均为周转副。
（ 1 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。
见图2-15 中位置和。
在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）；在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）。
综合这二者，要求即可。
（ 2 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。
见图2-15 中位置和。
在位置时，从线段来看，要能绕过点要求：（极限情况取等号）；在位置时，因为导杆是无限长的，故没有过多条件限制。
（ 3 ）综合（1 ）、（ 2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是：题2-3 见图 2.16 。
图 2.16题2-4解: （1 ）由公式，并带入已知数据列方程有：因此空回行程所需时间；（ 2 ）因为曲柄空回行程用时，转过的角度为，因此其转速为：转/ 分钟题2-5解: （1 ）由题意踏板在水平位置上下摆动，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(第五版)课后习题答案(完整版)
（2）图b中的CD杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。故图b中机构的自由度为：
所以构件之间能产生相对运动。
题2-1答:a） ，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
b） ，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
c） ，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
d） ，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。
27.135
29.266
30
30
30
29.066
26.250
21.563
速度(mm/s)
36.932
19.416
0
0
0
-25
-50
-75
加速度（mm/s 2）
-53.231
-62.577
-65.797
0
-83.333
-83.333
-83.333
-83.333
总转角
240°
255°
270°
285°
300°
（2）因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取 和 代入公式（2-3）
计算可得：
或：
代入公式（2-3）′，可知
题2-6解：因为本题属于设计题，只要步骤正确，答案不唯一。这里给出基本的作图步骤，不
给出具体数值答案。作图步骤如下（见图2.18）：
（1）求 ， ；并确定比例尺 。
（2）作 ， 。（即摇杆的两极限位置）
接 ， ，作图2.22 的中垂线与 交于 点。然后连接 ， ，作 的中垂线
与 交于 点。图中画出了一个位置 。从图中量取各杆的长度，得到： ，
，
题2-11解:（1）以 为中心，设连架杆长度为 ，根据 作出 ，
， 。
（2）取连杆长度 ，以 ， ， 为圆心，作弧。
《机械设计基础》课后习题答案
《机械设计基础》课后习题答案第一篇：《机械设计基础》课后习题答案模块八一、填空1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。
2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。
3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。
4、在设计V带传动时，V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。
5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。
6、V带传动中，限制带的根数Z≤Zmax，是为了保证每根V带受力均匀（避免受力不均）。
7、V带传动中，带绕过主动轮时发生带滞后于带轮的弹性滑动。
8、带传动常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置和张紧轮等几种。
9、V带两工作面的夹角θ为40°，V带轮的槽形角ϕ应小于θ角。
10、链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力较小，其原因是链传动不需要初拉力。
11、链传动张紧的目的是调整松边链条的悬垂量。
采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在松边，靠近小轮，从外向里张紧。
二、选择1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。
A．带的紧边拉力；B．带的松边拉力；C．带的预紧力；D．带和带轮接触面间的摩擦力。
2、在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带（C）。
A．强度高；B．尺寸小；C．有楔形增压作用；D．没有接头。
3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（D）。
A．带的材料不符合虎克定律；B．带容易变形和磨损；C．带在带轮上打滑；D．带的弹性滑动。
4、带传动在工作时产生弹性滑动，是因为（B）。
A．带的初拉力不够；B．带的紧边和松边拉力不等；C．带绕过带轮时有离心力；D．带和带轮间摩擦力不够。
5、带传动发生打滑总是（A）。
A．在小轮上先开始；B．在大轮上先开始；C．在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始。
6、带传动中，v1为主动轮的圆周速度，v2为从动轮的圆周速度，v为带速，这些速度之间存在的关系是（B）。
机械设计基础(第五版)课后习题答案(整理版)
机械设计基础（第五版）课后习题答案(完整版)杨可竺、程光蕴、李仲生主编高等教育出版社1-1至1-4解机构运动简图如下图所示。
图题1-1解图图题1-2解图图题1-3解图图题1-4解图1-5 解1-6 解1-7 解1-8 解1-9 解1-10 解1-11 解1-12 解1-13解该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件 1、3的角速比为：1-14解该正切机构的全部瞬心如图所示，构件 3的速度为：，方向垂直向上。
1-15解要求轮 1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即，和，如图所示。
则：，轮2与轮1的转向相反。
1-16解（ 1）图a中的构件组合的自由度为：自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运动。
（ 2）图b中的 CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。
故图 b中机构的自由度为：所以构件之间能产生相对运动。
课后习题详解4-1解分度圆直径齿顶高齿根高顶隙中心距齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚、齿槽宽4-2解由可得模数分度圆直径4-3解由得4-4解分度圆半径分度圆上渐开线齿廓的曲率半径分度圆上渐开线齿廓的压力角基圆半径基圆上渐开线齿廓的曲率半径为 0；压力角为。
齿顶圆半径齿顶圆上渐开线齿廓的曲率半径齿顶圆上渐开线齿廓的压力角4-5解正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的齿根圆直径：基圆直径假定则解得故当齿数时，正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆大于齿根圆；齿数，基圆小于齿根圆。
4-6解中心距内齿轮分度圆直径内齿轮齿顶圆直径内齿轮齿根圆直径4-7 证明用齿条刀具加工标准渐开线直齿圆柱齿轮，不发生根切的临界位置是极限点正好在刀具的顶线上。
此时有关系：正常齿制标准齿轮、，代入上式短齿制标准齿轮、，代入上式图题4-7解图4-8证明如图所示，、两点为卡脚与渐开线齿廓的切点，则线段即为渐开线的法线。
根据渐开线的特性：渐开线的法线必与基圆相切，切点为。
再根据渐开线的特性：发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的弧长，可知：AC对于任一渐开线齿轮，基圆齿厚与基圆齿距均为定值，卡尺的位置不影响测量结果。
机械设计基础课后习题答案第三版课后答案（1-18章全）完整版（可编辑）
机械设计基础课后习题答案第三版课后答案(1-18章全) 完整版机械设计基础课后习题答案第三版高等教育出版社目录第1章机械设计概述1第2章摩擦、磨损及润滑概述 3第3章平面机构的结构分析12第4章平面连杆机构16第5章凸轮机构 36第6章间歇运动机构46第7章螺纹连接与螺旋传动48第8章带传动60第9章链传动73第10章齿轮传动80第11章蜗杆传动112第12章齿轮系124第13章机械传动设计131第14章轴和轴毂连接133第15章轴承138第16章其他常用零、部件152第17章机械的平衡与调速156第18章机械设计CAD简介163机械设计概述机械设计过程通常分为哪几个阶段?各阶段的主要内容是什么?答:机械设计过程通常可分为以下几个阶段:1.产品规划主要工作是提出设计任务和明确设计要求。
2.方案设计在满足设计任务书中设计具体要求的前提下,由设计人员构思出多种可行方案并进行分析比较,从中优选出一种功能满足要求、工作性能可靠、结构设计可靠、结构设计可行、成本低廉的方案。
3.技术设计完成总体设计、部件设计、零件设计等。
4.制造及试验制造出样机、试用、修改、鉴定。
常见的失效形式有哪几种?答:断裂,过量变形,表面失效,破坏正常工作条件引起的失效等几种。
什么叫工作能力?计算准则是如何得出的?答:工作能力为指零件在一定的工作条件下抵抗可能出现的失效的能力。
对于载荷而言称为承载能力。
根据不同的失效原因建立起来的工作能力判定条件。
标准化的重要意义是什么?答:标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少,简化生产管理过程,降低成本,保证产品的质量,缩短生产周期。
第2章摩擦、磨损及润滑概述按摩擦副表面间的润滑状态,摩擦可分为哪几类?各有何特点?答:摩擦副可分为四类:干摩擦、液体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。
干摩擦的特点是两物体间无任何润滑剂和保护膜,摩擦系数及摩擦阻力最大,磨损最严重,在接触区内出现了粘着和梨刨现象。
液体摩擦的特点是两摩擦表面不直接接触,被液体油膜完全隔开,摩擦系数极小,摩擦是在液体的分子间进行的,称为液体润滑。
机械设计第二版习题集答案
机械设计第二版习题集答案机械设计是一门重要的工程学科，涉及到机械结构的设计、分析和优化等方面。
而习题集则是学习机械设计的重要辅助工具，通过解答习题可以加深对知识的理解和应用。
本文旨在为《机械设计第二版习题集》中的一些习题提供答案和解析，帮助读者更好地掌握机械设计的相关知识。
1. 第一章：机械设计基础习题1：什么是机械设计？答案：机械设计是指通过对机械结构的设计、分析和优化，实现机械产品的功能需求和性能要求的过程。
习题2：机械设计的基本原理有哪些？答案：机械设计的基本原理包括力学原理、材料力学原理、热力学原理和流体力学原理等。
2. 第二章：机械零件的设计习题1：如何选择合适的材料进行零件设计？答案：在进行零件设计时，需要考虑材料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、成本等因素，并根据具体应用场景选择合适的材料。
习题2：如何进行零件的尺寸设计？答案：零件的尺寸设计需要根据零件的功能需求和装配要求，合理确定尺寸，确保零件的性能和可靠性。
3. 第三章：机械传动设计习题1：什么是机械传动？答案：机械传动是指通过传递和转换运动和动力的方式，实现机械装置的运动和工作。
习题2：常见的机械传动方式有哪些？答案：常见的机械传动方式包括齿轮传动、带传动、链传动等。
4. 第四章：机械结构设计习题1：机械结构设计的基本原则有哪些？答案：机械结构设计的基本原则包括合理布局、简化结构、提高刚度和强度、降低重量等。
习题2：如何进行机械结构的优化设计？答案：机械结构的优化设计需要通过建立数学模型、进行分析和计算，找到最优的设计方案。
5. 第五章：机械零件的强度计算习题1：什么是零件的强度计算？答案：零件的强度计算是指通过对零件的应力和变形进行计算和分析，判断零件是否满足强度和刚度要求。
习题2：常用的零件强度计算方法有哪些？答案：常用的零件强度计算方法包括静力学方法、材料力学方法和有限元方法等。
通过以上几个章节的习题解答，读者可以对机械设计的基础知识、零件设计、传动设计、结构设计和强度计算等方面有一个初步的了解。
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机械设计基础教材习题参考解答（第一章~第五章）2012.8目录第1章机械设计概论_______________________________ 2第2章机械零件尺寸的确定_________________________ 3第3章平面机构运动简图及平面机构自由度___________ 4第4章平面连杆机构_______________________________ 6第5章凸轮机构__________________________________ 11第1章机械设计概论思考题和练习题1-1举例说明什么是新型设计、继承设计和变型设计。
解：新型设计通常人们指应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械，如：新型机械手、动车、扑翼飞机、电动汽车等；继承设计通常指人们根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用，如：大众系列汽车、大家电产品等。
变型设计通常指人们为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品，如：。
各种工程机械、农田作业机械等。
1-2解：评价产品的优劣的指标有哪些？解：产品的性能、产品的1-3机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？解：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为钢铁材料和非铁材料（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。
从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则：1)载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况2)零件的工作条件3)零件的尺寸及质量4)经济性1-4解：机械设计的内容和步骤？解：机械设计的内容包括：构思和方案设计、强度分析、材料的选择、结构设计等。
机械设计的步骤：明确设计任务，总体设计，技术设计，样机试制等。
第2章机械零件尺寸的确定思考题和练习题2-1 什么是失效，列举失效的三种形式？解：由于种种原因，零件不能正常工作，都称为失效。
常见的失效形式有：(1)应力过大；(2)变形过大；(3)磨损严重；(4)产生打滑；(5)产生共振；(6)联接松脱。
2- 2设计人员为什么要研究产品失效？解：通过产品失效分析，设计中保证产品在预期的使用寿命内不发生失效。
2-3 载荷和应力分别有哪两大类？解：载荷大体可分两类，(1)静载荷——逐渐加到一定数值后，大小和方向都不变化或变化很小的载荷；(2)动载荷——突然加的、大小和方向随时问变化的或冲击性的载荷。
工作应力可分静应力和变应力：应力的大小或方向不随时间变化或随时间变化缓慢的应力叫静应力，应力的大小或方向随时间变化的应力叫变应力。
2-4 设计人员为什么需要熟悉材料机械性质？解：设计人员只有熟悉材料机械性质，才能根据零件的要求正确的选择材料。
2-5 划分脆性材料和塑性材料的判据是什么？列举这两类材料在机械性质方面的三点区别？2-6 有一用碳钢制成的轴，发现刚度不够，改用合金钢能否提高轴的整体刚度？2-7 屈服极限、强度极限、疲劳极限都是材料的应力极限，它们的区别在哪里？第3章平面机构运动简图及平面机构自由度思考题和练习题2-1机构运动简图能表示出原机构哪些方面的特性？解：能够表达机构运动特征，如：各个构件的位移、机构的运动原理等。
2-2当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生何种情况？解：机构具有确定运动的条件是机构原动件的数目等于机构自由度的数目。
该条件是在机构可动的前提下获得的。
机构可动的条件是机构的自由度数目必须大于零或大于等于1。
当机构不满足确定运动条件时，若机构原动件数目小于机构的自由度数目时，则该机构的运动将不完全确定。
这时机构的运动将遵循最小摩擦定律，而首先沿阻力最小的方向运动。
这时此种机构常用于具有自适应要求的情况，如玩具车的遇障碍能自动转向的驱动轮，就是采用具有两个自由度的轮系，而驱动所用的原动件只有一个，来实现这一功能的。
若机构的原动件数目大于机构的自由度目时，则机构就根本不能运动或机构中最薄弱的环节将发生损坏，故此时机构是时不能应用的。
2-3计算题2-3图所示各机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
(a)缝纫机送布机构(b)筛料机机构(c)推土机铲土机构(d)仪表机构(e)压力机机构(f)凸轮连杆机构题2-3图解：(a)缝纫机送布机构F=3X4-2X4-1X2=2；(b)筛料机机构F=3 X 7-2 X 9-1=2；(c)推土机铲土机构F=3 X 5-2 X 7=1；(d)仪表机构F=3 X 6-2 X 8-1=1；(e)压力机机构F=3 X 5-2 X 7=1；(f)凸轮连杆机构F=3 X 4-2 X 5-1=1。
第4章平面连杆机构思考题和练习题4-1为什么连杆机构又称低副机构？它有哪些特点？解：连杆机构是刚性构件通过转动副或移动副联接而成的。
其特点：1、优点⑴运动幅是低副，面接触，所以承受压强小、便于润滑、磨损较轻，可承受较大载荷；⑵结构简单，加工方便，成本低，构件之间的接触是有构件本身的几何约束来保持的，所以构件工作可靠；⑶可使从动件实现多种形式的运动，满足多种运动规律的要求；⑷利用平面连杆机构中的连杆可满足多种运动轨迹的要求；2、缺点⑴根据从动件所需要的运动规律或轨迹来设计连杆机构比较复杂；⑵只能近似实现给定的运动规律，综合运动精度较低；⑶运动时产生的惯性难以平衡，不适用于高速场合。
4-2铰链四杆机构有哪几种主要型式？它们之间主要区别在哪里？解：根据连架杆运动形式的不同，可分为三种基本形式：1.曲柄摇杆机构：在两连架杆中，一个为曲柄，另一个为摇杆；2.双曲柄机构：两连杆架均为曲柄的四杆机构；3.双摇杆机构：两连杆架均为摇杆的四杆机构。
4-3何谓“曲柄”？铰链四杆机构中曲柄存在的条件是什么？解：作整周转动的连架杆称谓曲柄。
铰链四杆机构有曲柄的条件：(1) 最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆长度之和；(2) 最短杆为连架杆或机架。
4-4何谓连杆机构的压力角和传动角？其大小对连杆机构的工作有何影响？在四杆机构中最小传动角出现在何位置？解：压力角—在不计摩擦力、惯性力和重力时，从动件所受的力 F 与受力点速度V c 所夹的锐角。
压力角愈小，机构传动性能愈好。
传动角—连杆与从动件所夹的锐角；传动角是连杆机构的重要动力指标；传动角越大，机构的传动性能越好。
传动角在机构运转时是变化的。
铰链四杆机构在曲柄与机架共线的两位置出现最小传动角。
4-5试根据题4-5图中注明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4-5图解：a）双曲柄机构；40+110<70+90，最短杆为机架。
b)曲柄摇杆机构；45+120<100+70，最短杆为连架杆。
c）双摇杆机构；50+100>50+70，不满足杆长条件。
d）双摇杆机构。
50+100<70+90，最短杆为连杆。
4-6试确定题4-6图两机构从动件的摆角ϕ和机构的最小传动角。
题4-6图解：a）从动件的摆角ψ=74º，机构的最小传动角γ=15º；题4-6图a）b）从动件的摆角ψ=60º，机构的最小传动角γ=35º；题4-6图b）4-7题4-7图所示为一偏置曲柄滑块机构，试求构件1能整周转动的条件。
解：构件1能整周转动的条件为BC e AB ≤+。
4-8题4-8图所示为某机械踏板机构，设已知L CD =500mm ，L AD =1000mm ，踏板3在水平位置上下各摆动10︒，试确定曲柄1和连杆2的长度L AB 和L BC 。
题4-7图 题4-8图解：曲柄1的长度L AB =77.85mm ，连杆2的长度L BC =1115.58mm 。
题4-8图4-9题4-9图所示为一曲柄摇杆机构，已知曲柄长度L AB =80mm ，连杆长度L BC =390mm ，摇杆长度L CD =300mm ，机架长度L AD =380mm ，试求：（1）摇杆的摆角ψ；（2）机构的极位夹角θ；（3）机构的行程速比系数K 。
解：（1）摇杆的摆角ψ=49º；（2）机构的极位夹角θ=13º；（3）机构的行程速比系数1318013+180=180+180=θθK ，K=1.156。
C题4-9图题4-9图4-10设计一偏置曲柄滑块机构。
已知滑块的行程s=50mm，偏距e=20mm（如题4-10图），行程速比系数K=1.5，试用作图法求曲柄的长度L AB和连杆的长度L BC。
题4-10图解：曲柄的长度L AB=21.51mm，连杆的长度L BC=46.51mm。
题4-10图4-11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的中心距为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），设固定铰链安装在y-y轴线上，其相关尺寸如题4-11图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。
题4-11图解：铰链四杆机构的机架长度=90.36mm，上连架杆的长度=64.75mm，下连架杆的长度=104.61mm。
4-12已知某操纵装置采用铰链四杆机构，要求两连架杆的对应位置为φ1=35︒，ψ1=50︒；φ2=80︒，ψ2=75︒；φ3=125︒，ψ3=105︒，机架长度L AD=80mm，，试用解析法求其余三杆长度。
解：cosφ1=P0 cosψ1 +P1 cos(ψ1-φ1)+P2cosφ2=P0 cosψ2 +P1 cos(ψ2-φ2)+P2cosφ3=P0 cosψ3 +P1 cos(ψ3-φ3)+P2各杆的长度：L AD=80mm；L AB=63.923，L BC =101.197，L CD =101.094。
题4-12图第5章凸轮机构思考题和练习题5-1凸轮和推杆有哪些型式？应如何选用？解：凸轮机构的类型很多，常就凸轮和推杆的形状及其运动形式的不同来分类。
(1) 按凸轮的形状分1) 盘形凸轮2）移动凸轮3) 圆柱凸轮盘形凸轮是一个具有变化向径的盘形构件绕固定轴线回转。
移动凸轮可看作是转轴在无穷远处的盘形凸轮的一部分，它作往复直线移动。
圆柱凸轮是一个在圆柱面上开有曲线凹槽，或是在圆柱端面上作出曲线轮廓的构件，它可看作是将移动凸轮卷于圆柱体上形成的。
盘形凸轮机构和移动凸轮机构为平面凸轮机构，而圆柱凸轮机构是一种空间凸轮机构。
盘形凸轮机构的结构比较简单，应用也最广泛，但其推杆的行程不能太大，否则将使凸轮的尺寸过大。
(2) 按推杆的形状分1) 尖顶推杆。
这种推杆的构造最简单，但易磨损，所以只适用于作用力不大和速度较低的场合(如用于仪表等机构中)。