机械设计基础(上).doc

机械设计基础（上）

绪论

复习思考题

1、试述构件和零件的区别与联系？

2、何谓机架、原动件和从动件？

第一章机械的结构分析

复习思考题

1、两构件构成运动副的特征是什么？

2、如何区别平面及空间运动副？

3、何谓自由度和约束？

4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？

5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？

6、机构具有确定运动的条件是什么？

7、什么是虚约束？

习题

1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（a）(b) (c)

2、一简易冲床的初拟设计方案如图。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组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。

(a) (b) (c)

(d) (e) (f)

第二章 平面机构的运动分析

复习思考题

1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的

相对瞬心P 12在何处？

2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？

3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？

4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？

5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？

习题

1、试求出下列机构中的所有速度瞬心。

(a) (b)

(c) (d)

2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s-1，R=50mm，l A0=20mm，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v。

题2图凸轮机构题3图组合机构

3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1

固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。各相切轮之间作纯滚动。试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。

4、在图示的颚式破碎机中，已知：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm，ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。求ω

5、ε5。

题4图破碎机题5图曲柄摇块机构

5、图示的曲柄摇块机构，l AB=30mm，l AC=100mm，l BD=50mm，l DE=40mm，ϕ1=45°，等角速度ω1=10rad/s，求点E、D的速度和加速度，构件3的角速度和角加速度。

6、图示正弦机构，曲柄1长度l1=0.05m，角速度ω1=20rad/s（常数），试分别用图解法和解析法确定该机构在ϕ1=45°时导杆3的速度v3与加速度a3。

题6图正弦机构题7图六杆机构

7、在图示机构中，已知l AE=70mm，l AB=40mm，l EF=70mm，l DE=35mm，l CD=75mm，l BC=50mm，ϕ1=60°，构件1以等角速度ω1=10rad/s逆时针方向转动，试求点C的速度和加速度。

第三章平面连杆机构

复习思考题

1、如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式？

2、平面四连杆机构最基本形态是什么？由它演化为其它平面四杆机构，有哪些具体途径？

3、图示摆动导杆机构中，AB杆匀角速转动。该机构存在的几何条件是什么？给定其摆杆的行程速度变化系数K后，怎么用K值表达AB和AC杆的长度关系？

题3、4图 题5图

4、图示摆动导杆机构中，AB 杆匀角速转动。若AB AC 2 ，那么，其摆杆的行程速度变化系数为何值？又若摆杆顺时针方向转动为回程，要求有比工作行程较大的平均速度，那么，应如何选择AB 杆的转向？

5、试回答图示曲柄滑块机构存在的几何条件。若AB 杆等角速转动，而滑块向右移动为回程。要求回程比工作行程少占用时间，那么，应如何选取AB 杆的转向？

习题

1、图示铰链四杆机构，已知：l BC =50mm ，l CD =35mm ，l AB =30mm ，AD 为机架，

（1）若此机构为曲柄摇杆机械，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 的范围；

（3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的范围。

（a ） (b)

题1图 题2图

2、图示两种曲柄滑块机构，若已知a =120mm ，b =600mm ，对心时e =0及偏置时e =120mm ，求此两机械的极位夹角θ及行程速比系数K 。又在对心曲柄滑块机构中，若连杆BC 为二力杆件，则滑块的压力角将在什么范围内变化？

3、图示六杆机构，已知（单位mm ）：l 1=20，l 2=53，l 3=35，l 4=40，l 5=20，l 6=60，试确定：1）构件AB 能否整周回转？2）滑块行程h ；3）滑块的行程速度变化系数K ；4）机构DEF 中的最大压力角αmax 。

题3图 题4图

4、在图示插床的转动导杆机构中，已知l AB=50mm，l AD=40mm及行程速比系数K=1.4，求曲柄BC的长度及插切P的行程。又若需行程速比系数K=2，则曲柄BC应调整为多长？此时插刀行程是否改变？

5、图示机床变速箱中操纵滑动齿轮的操纵机构，已知滑动齿轮行程H=60mm，l DE=100mm，l CD=120mm，l AD=250mm，其相互位置如图所示。当滑动齿轮在行程的另一端时，操纵手柄朝垂直方向，试设计此机构。

6、图示用铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。炉门上两铰链的中心距为50mm，炉门打开后成水平位置时，要求炉门的外边朝上，固定铰链装在xy轴线上，其相互位置的

尺寸如图上所示。试设计此机构。

题5图

题6图

题7图

7、设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数K=1.5，滑块的冲程l C1C2=50mm，导路的偏距e=20mm，求曲柄长度l AB和连杆长度l BC。

第四章凸轮机构及其设计

复习思考题

1、连杆机构和凸轮机构在组成方面有何不同，各有什么优缺点？

2、凸轮机构中，刚性冲击是指什么？举出一种存在刚性冲击的运动规律。

3、凸轮机构中，柔性冲击是指什么？举出一个具有柔性冲击的从动件常用运动规律。

4、何谓凸轮的理论轮廓与实际轮廓？

5、凸轮机构中的力锁合与几何锁合各有什么优缺点？

6、为什么不能为了机构紧凑，而任意减小盘形凸轮的基圆半径？

7、设计滚子从动件盘形凸轮机构时，如实际轮廓上出现尖点，将可能出现什么后果？面对这一实际结果，设计上应如何加以处理？