工业设计工程基础补充习题

第1章 思 考 题

1—1 何为运动副？运动副是如何分类的?

1—2 机构运动简图有何用处？它能表示机构的哪些方面的特征？

1-3 试述绘制机构运动简图的基本步骤，并对周围所见机械选择1~2例作出运动简图。 1—4 机构具有确定运动条件是什么？当机构的原动件数目少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?

习 题

1—1 如图1-18所示为一具有急回作用的冲床.图中绕固定轴心A 转动的菱形盘1为原动件,其与滑块2在B 点铰接，通过滑块2推动拨叉3,拨叉3与圆盘4为同一构件，当圆盘4转动时,通过连杆5使冲头6实现冲压运动，试绘制其机构运动简图，并计算自由度.

1-2 试绘制如图1—19所示的液压泵机构的运动简图,并计算其自由度。

A 12

B 34C

D

E 5

6

7

图1-18 题1－1图 图1—19 题1－2图

1—3 试计算如图1—20所示各机构的自由度，并指出所有的复合铰链、局部自由度或虚约束。同时判断它们是否有确定的运动。

A

B

C

D

A

B

C

D

E

F

(a ） (b ）

A

B

C

D

A

B

C

D

E

（c ） （d)

图1—20 题1－3图

1—4 如图1—21所示为一简易冲床的初步设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转,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的错误。若有，应如何修改。

图1—21

第2章 思考题与习题

2—1 什么是瞬心？瞬心在机构的速度分析中有什么作用？ 2—2 速度多边形有哪些特性？

2—3 试求如图2-8所示的各机构在图示位置的全部瞬心。

B

4

（a) (b)

A C

3

（c）（d)

图2—8 题2—3图

2-4 如图2—9所示的四杆机构中,l AB＝60mm，l CD＝90mm，l AD＝l BC＝120mm，ω2＝10rad/s，试用瞬心法求：

（1）当φ＝165º时点C的速度νC；

（2）当νC＝0º时，φ的值（有两个解）。

2-5如图2—10所示的机构，设已知构件的尺寸，原动件1以等角速度ω1逆时针方向转动，试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度.

1

图2—9 题2—4图图2—10 题2—5图

第3章思考题与习题

3—1 在铰链四杆机构中转动副作整周转动的条件是什么?

3—2 在曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回特性，且一定无死点？

为什么？

3-3 在四杆机构中极位和死点有何异同？

3—4 平面四杆机构有哪几种基本型式?何谓曲柄？何谓摇杆？何谓连杆?

3—5 何谓连杆机构的死点？试举出避免死点和利用死点的例子。

3—6 何谓传动中的极位夹角，它与行程速比系数有什么关系？

习题

3-1 试根据给定的各构件尺寸，判断如图3-28所示的各机构的类型。

D

D C 80

B 45

B

D

C

80

A

C

B

C

（a) (b）(c）(d)

图3—28 习题3—1图

3-2 如图3—29所示的铰链四杆机构中，设已知l2＝45mm，l3＝40mm,l4＝50mm,试求当机构分别为曲柄摇杆机构、双摇杆机构时，l1的取值范围.

3—3 如图3-29所示的铰链四杆机构中,各杆的长度为l1＝

28mm，

l2＝52mm,l3＝50mm，l4＝72mm，试求:

(1)当取杆4为机架时,该机构的极位夹角θ、杆3的

最大摆角φ、最小传动角γmin和行程速比系数K；图3-29 习题3—2、3-3图(2）当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构？为什么？并说明这时的C、D是整转副还是摆转副；

（3）当取构件3为机架时，又将演化成何种机构？这时的A、B是整转副还是摆转副.

3-4如图3—30所示为一偏置的曲柄滑块机构，已知l AB＝20mm,l BC＝70mm,e＝10mm

，试用作图法画出：

（1)当曲柄为原动件时，从动滑块的行程H、极位夹角θ，以及机构的最大压力角；

A D

（2）当滑块为原动件时机构的死点位置。

3—5 如图3—31所示为一缝纫机踏板机构，已知l AD ＝350mm,l CD ＝175 mm ，要求踏板在水平位置上下各15º范围内摆动，用作图法求曲柄AB 和连杆BC 的长度。

图3—30 习题3—4图 图3—31 习题3—5图

3—6 试用图解法设计一偏置曲柄滑块机构.已知行程速比系数K ＝1。4，滑块行程H ＝50mm,偏距e ＝10mm.

3—7 试用图解法设计一摆动导杆机构。已知行程速比系数K ＝2，机架长为60mm 。

第4章 思考题与习题

4—1凸轮机构主要用于哪些场合？试举例说明。

4-2凸轮机构由哪些构件组成？与平面连杆机构相比有何特点？ 4-3凸轮机构有哪些分类方法?有哪些锁合方式？ 4— 4凸轮机构常用的运动规律有哪些？各有什么特点？

4— 5在凸轮机构设计中如何理解“反转法“原理？在图解法设计时应注意哪些问题？ 4— 6与图解法相比，用解析法设计凸轮轮廓有哪些特点？ 4— 7设计凸轮轮廓应注意哪些问题？

4—8什么是凸轮机构的压力角？与传力性能的关系如何?

4—9试思考基圆半径与凸轮机构结构紧凑性和压力角大小之间的关系，如何选择?

4— 10如图4—22所示为滚子式对心直动从动件盘形凸轮机构.已知：圆盘半径30=R mm ，偏心距10=e mm ，滚子半径10=T r mm ，试确定凸轮的基圆半径;标出图示位置机构的压力角、凸轮的推程运动角t δ;并确定从动件的升程h .