机械设计基础习题及答案3平面连杆机构的自由度

第一篇：机械设计基础习题及答案3平面连杆机构的自由度

平面机构的自由度和速度分析

一、复习思考题

1、什么是运动副？运动副的作用是什么？什么是高副？什么是低副？

2、平面机构中的低副和高副各引入几个约束？

3、机构自由度数和原动件数之间具有什么关系？

4、用机构运动简图表示你家中的缝纫机的踏板机构。

5、计算平面机构自由度时，应注意什么问题？

二、填空题

1、运动副是指能使两构件之间既保持 接触。而又能产生一定形式相对运动的。

2、由于组成运动副中两构件之间的 形式不同，运动副分为高副和低副。

3、运动副的两构件之间，接触形式有 接触，接触和 接触三种。

4、两构件之间作 接触的运动副，叫低副。

5、两构件之间作 或 接触的运动副，叫高副。

6、回转副的两构件之间，在接触处只允许 孔的轴心线作相对转动。

7、移动副的两构件之间，在接触处只允许按 方向作相对移动。

8、带动其他构件 的构件，叫原动件。

9、在原动件的带动下，作 运动的构件，叫从动件。

10、低副的优点：制造和维修，单位面积压力，承载能力。

11、低副的缺点：由于是 摩擦，摩擦损失比 大，效率。

12、暖水瓶螺旋瓶盖的旋紧或旋开，是低副中的 副在接触处的复合运动。

13、房门的开关运动，是 副在接触处所允许的相对转动。

14、抽屉的拉出或推进运动，是 副在接触处所允许的相对移动。

15、火车车轮在铁轨上的滚动，属于 副。

三、判断题

1、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（）

2、凡两构件直接接触，而又相互联接的都叫运动副。（）

3、运动副是联接，联接也是运动副。（）

4、运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。（）

5、螺栓联接是螺旋副。（）

6、两构件通过内表面和外表面直接接触而组成的低副，都是回转副。（）

7、组成移动副的两构件之间的接触形式，只有平面接触。（）

8、两构件通过内，外表面接触，可以组成回转副，也可以组成移动副。（）

9、运动副中，两构件联接形式有点、线和面三种。（）

10、由于两构件间的联接形式不同，运动副分为低副和高副。（）

11、点或线接触的运动副称为低副。（）

12、面接触的运动副称为低副。（）

13、任何构件的组合均可构成机构。（）

14、若机构的自由度数为 2，那么该机构共需 2 个原动件。（）

15、机构的自由度数应小于原动件数，否则机构不能成立。（）

16、机构的自由度数应等于原动件数，否则机构不能成立。（）

四、选择题

1、两个构件直接接触而形成的，称为运动副。a.可动联接； b.联接； c.接触

2、变压器是。a.机器； b.机构； c.既不是机器也不是机构

3、机构具有确定运动的条件是。a.自由度数目＞原动件数目； b.自由度数目＜原动件数目； c.自由度数目 原动件数目

4、图 1-5 所示两构件构成的运动副为。a.高副； b.低副

5、如图 1-6 所示，图中 A 点处形成的转动副数为 个。a.1； b.2； c.3

五、例解 1.图示油泵机构中，1 为曲柄，2 为活塞杆，3 为转块，4 为泵体。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。解： 2.图示为冲床刀架机构，当偏心轮 1 绕固定中心 A 转动时，构件 2 绕活动中心 C 摆动，同时带动刀架 3 上下移动。B 点为偏心轮的几何中心，构件 4 为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。解：分析与思考：图中构件 2 与刀架 3 组成什么运动副？ 答：转动副。3.计算图 a 与 b 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）。a）解：滚子 D 为局部自由度，E、F 之一为虚约束。F3n–2PL–Ph3×4–2×5–11 b）解：A 处为复合铰链 F3n–2PL–Ph3×5–2×6–12 分析与思考：当机构的自由度

2、而原动件数为 1 时，机构能有确定的运动吗？ 答：没有。4.计算图 a 与图 b 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）a）解：滚子 C 为局部自由度，E 处为复合铰链。F3n–2PL–Ph3×8–2×11–11。b）解：齿轮 I、J 之一为虚约束，A 处为复合铰链 F3n–2PL–Ph3×8–2×10–22。5.计算图 a 与图 b 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），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。a）解：A、B、C 处为复合铰链

F3n–2PL–Ph3×7–2×8–32。b）解：滚子 E 为局部自由度，滑块 H、I 之一为虚约束 F3n–2PL–Ph3×6–2×8–11，有确定运动。填空题答案

1、直接 几何联接

2、接触

3、点、线、面

4、面

5、点、线

6、绕

7、给定

8、运动

9、确定

10、容易 小 大

11、滑动 高副 低

12、螺旋

13、回转

14、移动

15、高判断题答案

1、√

2、×

3、×

4、√

5、×

6、×

7、√

8、√

9、×

10、×

11、×

12、√

13、×

14、√

15、×

16、√选择题答案

1、A

2、C

3、C

4、B

5、B

第二篇：第二章平面连杆机构习题

第二章平面连杆机构习题

1.如图所示的运动链中，已知各构件长度lAB60mm，lBC40mm，lCD50 mm，lAD20mm，回答下列问题：(a)判断是否存在曲柄？

(b)固定哪个构件可获得曲柄摇杆机构？(c)固定哪个构件可获得双曲柄机构？(d)固定哪个构件可获得双摇杆机构？

2.根据图中所注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，并说明为什么.a

b

c

d

3.设计一铰链四杆机构。已知摇杆长度,摇杆最大摆角,行程速比系数K,机架长度,1）求曲柄长度和连杆长度；2）该机构在什么情况下，在什么位置出现死点？

4.设计一曲柄摇杆机构。已知其行程速比系数K=1.4,曲柄长LAB=30mm,连杆LBC=80mm,摇杆的摆角ψ=40。求摇杆的长度LCD和机架LAD的长度。

设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆的长度LCD=150mm，行程速比系数K=1，摇杆的极限位置与机架所成的角度分别为30度和90度，求LAB和LBC。5.6.试设计一偏置曲柄滑块机构。已知其滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的冲程H=60 mm，偏距e=15 mm，试确定曲柄及连杆的长度。

BCA

e

7.在下图所示铰链四杆机构中，各杆的长度分别为： lAB = 25 mm , lBC = 55 mm ，lCD = 40 mm , lAD = 50 mm , 试问：（1）该机构中哪个构件是曲柄？

（2）该机构中哪个构件是摇杆？并作图表示出摇杆的摆角范围φ（不用计算具体数值）。

（3）该机构在什么情况下有死点位置？

8.图示曲柄摇杆机构，已知各构件尺寸，试用作图法作出摇杆CD的极限位置，并标出极位夹角θ。

第三篇：机械设计基础习题答案.

机械设计基础(第七版)陈云飞 卢玉明主编课后答案 chapter1 1-1 什么是运动副？高副与低副有何区别？ 答：运动副：使两构件直接接触，并能产生一定相对运动的连接。平面低副－ 凡是以面接触的运动副，分为转动副和移动副；平面高副－以点或线相接触的运动副。1-2 什么是机构运动简图？它有什么作用？ 答：用简单的线条和符号代表构件和运动副，并按比例定出各运动副位置，表示机构的组成 和传动情况。这样绘制出的简明图形就称为机构运动简图。作用： 机构运动简图不仅能表示出机构的传动原理，而且还可以用图解法求出机构上各 有关点在所处位置的运动特性（位移，速度和加速度）。它是一种在分析机构和 设计机构时表示机构运动的简便而又科学的方法。1-3平面机构具有确定运动的条件是什么？ 答：机构自由度 F>0，且与原动件数相等，则机构各构件间的相对运动是确定的；这就是机 构具有确定运动的条件。（复习自由度 4 个结论 P17）chapter2 2-1 什么是曲柄摇杆机构的急回特性和死点位置？ 答：急回特性：曲柄等速回转的情况下，摇杆往复运动速度快慢不同，摇杆反行程时的平均 摆动速度必然大于正行程时的平均摆动速度，此即急回特性。死点位置：摇杆是主动件，曲柄是从动件，曲柄与连杆共线时，摇杆通过连杆加于曲柄 的驱动力 F 正好通过曲柄的转动中心，所以不能产生使曲柄转动的力矩，机构的这种位置称为死点位置。即机构的从动件出现卡死或运动不确定的 现象的那个位置称为死点位置（从动件的传动角）。chapter3 3-2 通常采用什么方法使凸轮与从动件之间保持接触？ 答：力锁合：利用重力、弹簧力或其他外力使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。形锁合：利用高副元素本身的几何形状使从动件与凸轮轮廓始终保持接触。3-3 什么叫刚性冲击和柔性冲击？用什么方法可以避免刚性冲击？ 答：刚性冲击：从动件在运动开始和推程终止的瞬间，速度突变为零，理论上加速度为无穷 大，产生无穷大的惯性力，机构受到极大的冲击，称为刚性冲击。柔性冲击：当从动件做等加速或等减速运动时，在某些加速度突变处，其惯性力也随之 有限突变而产生冲击，这种由有限突变而引起的冲击比无穷大惯性力引起的 刚性冲击轻柔了许多，故被称为柔性冲击。避免刚性冲击的方法：为了避免刚性冲击，常将这种运动规律已知的运动开始和终止两 小段加以修正，使速度逐渐升高和逐渐降低。让从动件按正弦加速度运动（既 无刚性运动，也无柔性冲击）chapter4 4-1 棘轮机构、槽轮机构及不完全齿轮机构各有何运动特点？是举出应用这些间歇运动机构 的实例。答：槽轮机构特点： 结构简单，工作可靠，常用于只要求恒定旋转角的分度机构中；停歇 运动主要依靠槽数和圆柱销数量（运动系数）应用: 应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。如：电影放映机 自动传送 链装置 纺织机械 棘轮机构特点：这种有齿的棘轮其进程的变化最少是 1 个齿距，且工作时有响声。应用：起重机绞盘 牛头刨床的横向进给机构 计数器 不完全齿轮机构特点：普通齿轮传动，不同之处在于轮齿不布满整个圆周。主动轮上的 锁住弧与从动轮上的锁住弧互相配合锁住，以保证从动轮停歇在 预定位置上。应用：各种计数器 多工位自动机 半自动机 chapter6 6-1 设计机械零件时应满足哪些基本要求？ 答：足够的强度和刚度，耐摩擦磨损，耐热，耐振动（衡量机械零件工作能力的准则）。6-2 按时间和应力的关系，应力可分为几类？实际应力、极限应力和许用应力有什么不同？ 答：随时间变化的特性，应力可分为静应力和变应力两类。许用应力：是设计零件时所依据的条件应力。[σ] 极限应力:零件设计时所用的极限值，为材料的屈服极值。实际应力: 零件工作时实际承受的应力。（静应力下：[σ] = σS /s [σ] = σB /s s= s1 s2 s3）6-4 指出下列符号各表示什么材料： Q235、35、65Mn、20CrMnTi、ZG310-570、HT200.Q235：屈服强度为 235，抗拉强度为 375-460，伸长率为：26%的普通碳素钢。35：优质碳素钢（数字表示碳的平均含量）65Mn;优质碳素钢，平均含碳量为 0.65%，含 Mn 量约为 1%。20CrMnTi：合金钢，含碳量 0.20%，平均含 Cr，Mn，Ti 量约为 1%。ZG310-570：屈服强度为 310MPa，抗拉强度为 570MPa 伸长率为 15%，硬度为：40-50HRC 的 铸钢 HT200：抗拉强度为 200，硬度为 170-241HBS 的灰铸铁。6-5 在强度计算时如何确定许用应力？ 答：许用应力的确定通常有两种方法： 1.查许用应力表：对于一定材料制造的并在一定条件下工作的零件，根据过去机械制造的 实践与理论分析，将他们所能安全工作的最大应力制成专门的表格。这种表格简单，具体，可靠，但每一种表格的适用范围较窄。2.部分系数法：以几个系数的乘积来确定总的安全系数 S1——考虑计算载荷及应力准确性的系数，一般 s1=1-1.5。S2——考虑材料力学性能均匀性的系数。S3——考虑零件重要程度的系数。6-8-各代表什么？

-1。-1 ：对称循环变应力下，疲劳极限为 2 ：脉动循环变应力下，疲劳极限为 ：静应力下的疲劳极限。

chapter7 7-1 常见的螺栓中的螺纹式右旋还是左旋、是单线还是多线？怎样判别?多线螺纹与单线螺 纹的特点如何

？ 答：常见的螺栓中的螺纹是右旋、单线。根据螺旋线绕行方向科判别右旋与左旋；根据螺旋 线的数目可判别单线还是多线。特点：单线螺纹的螺距等于导程，多线螺纹的导程等于螺距与线数的乘积；单线螺纹由于其 螺旋升角较小，用在螺纹的锁紧，多线螺纹由于其螺纹升角较大，用于传递动力和运动。7-2 螺纹主要类型有哪几种？说明他们的特点及用途。答：机械制造中主要螺纹类型：三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、半圆形螺 纹。三角形螺纹：a.普通螺纹：特点为抗拉强度较高，连接自锁作用也较可靠，一般适用于 薄壁零件及受冲击零件的连接。b.管螺纹（半圆形螺纹）：特点为螺纹深度较浅，是专门用来连接管子的。矩形螺纹： 特点为刨面呈矩形、螺母与螺杆对中的精度较差以及螺纹根部强度较弱等缺 点；没有自锁。梯形螺纹：特点为刨面为梯形，效率较矩形螺纹低，没有自锁。多用于车床丝杆等传动 螺旋及起重螺旋中。锯齿形螺纹：效率较矩形螺纹略低，强度较大，没有自锁。在受载很大的起重螺旋及螺 旋压力机中常采用。（三角形螺纹用于连接；锯齿、梯形、矩形用于传动。）7-3 螺旋副的效率与哪些参数有关？各参数变化大小对效率有何影响？螺纹牙型角大小对 效率有何影响？ 答：

为升角，ρ为摩擦角

当摩擦角不变时，螺旋副的效率是升角的函数。牙型角变小，效率变大；牙型角变大，效率变小。（举例矩形螺纹变为三角形螺纹）7-4 螺旋副自锁条件和意义是什么？常用链接螺纹是否自锁？ 答：自锁条件：（一般情况：越小，自锁性能愈好）：螺纹升角 ρ：当量摩擦 角。意义 ：不加支持力 F，重物不会自动下滑。即螺旋副不会自动松脱，当拧紧螺母时，螺旋副的效率总是小于 50%。常用链接螺纹自锁。7-5 在螺纹连接中，为什么采用防松装置？例举几种最典型的防松装置，会出其结构件图，说明其工作原理和机构简图。答：螺纹连接的自锁作用只有在静载荷下才是可靠的，在振动和变载荷下，螺纹副之间会产 3 生相对转动，从而出现自动松脱的现象，故需采用防松装置。举例:

（一）利用摩擦力的防松装置： 原理： 在螺纹间经常保持一定的摩擦力，且附加摩擦力的大小尽可能不随载荷大小变化。（1）弹簧垫圈: 工作原理：弹簧垫圈被压平后，利用其反弹力使螺纹间保持压 紧力和摩擦力（2）双螺母：工作原理：梁螺母对顶，螺栓始终收到附加压力和附加摩擦力的 作用。结构简单，用于低速重载。

（二）利用机械方法防松装置： 原理：利用机械装置将螺母和螺栓连成一体，消除了它们之间相对转动的可能性。（1）开口销：开口销从螺母的槽口和螺栓尾部的孔中穿过，起防松作用。效果 良好。（2）止动垫圈：垫片内翅嵌入螺栓的槽内，待螺母拧紧后，再将垫片的外翅之 一折嵌于螺母的一个槽内。将止动片的折边，分别弯靠在螺 母和被联接件的侧边起防松作用 7-6 将松螺栓连接合金螺栓连接（受横向外力和轴向歪理）的强度计算公示一起列出，是比 较其异同，并作出必要的结论。7-10平键链接可能有哪些失效形式？平键的尺寸如何确定？ 答：失效形式：挤压破坏和剪切 确定尺寸：按挤压和剪切的强度计算，再根据工作要求，确定键的种类；再按照轴的直 径 d 查标准的键的尺寸，键的长度取 且要比轴上的轮毂短。chapter8 8-2 带传动中的弹性滑动和打滑时怎样产生的？它们对带传动有何影响？ 答：弹性滑动：由于带的紧边与松边拉力不等，使带两边的弹性变形不等，所引起的带与轮 面的微量相对滑动为弹性滑动。弹性滑动是不可避免的，对带传动影响不大 打滑：机器出现过载，摩擦力不能克服从动轮上的阻力矩，带沿轮面全面滑动，从动轮 转速急剧降低甚至不动，此现象即为打滑，是带传动的主要失效形式之一，可避免。8-3 带传动中主要失效形式是什么？设计中怎么样考虑？ 答： 主要失效形式： 1.张紧力不足导致的打滑； 2.张紧力过大导致的疲劳损坏； 3.疲劳寿命。设计是必须要考虑：在保证不打滑的情况下（确保工况系数），带应有一定的疲劳强度 或寿命。chapter9 9-1 齿轮传动的最基本要求是什么？齿廓的形状符合什么条件才能满足上述要求？ 答：基本要求是：传动比恒定。齿廓的形状是：渐开线形、摆线形、圆弧齿时满足上述要求。（齿廓的形状必须满足不 论轮齿齿廓在任何位置接触，过触点所做齿廓的公法线均须通过节点。）4 9-2 分度圆和节圆，压力角和啮合角有何区别？ 答：分度圆：为了便于齿廓各部分尺寸的计算,在齿轮上选择一个圆作为计算的基准,该 圆称为齿轮的分度圆.(标准齿轮分度圆与节圆重合且 s=e)标准化的齿轮上压力角和模数均为标准值的圆称为分度圆.节圆：通过节点的两圆具有相同的圆周速度，他们之间作纯滚动，这两圆称为齿轮 的节圆。分度圆、节圆区别：分度圆是齿轮铸造成立后本身具有的，而节圆是在两齿轮运动 啮合时根据其速度而确定出来的。压力角：渐开线上任一点法向压力的方向线（即渐开线在该点的法线）和该点速度 方向之间的夹角称为该点的压力角。啮合角：过节点的两节圆的公切线，与两齿廓公法线间的夹角。压力角、啮合角区别：选取点的不同，压力角的大小也就不同；而只要两齿轮的大 小确定，则其啮合角也就随确定。9-3 一对渐开线标准齿轮正确啮合的条件什么？ 答：1.两齿轮的模数必须相等

m2 ；

2.两齿轮分度圆上的压力角必须相等

9-4 为什么要限制齿轮的最少齿数？对于α=20、正常齿制的标准直齿圆柱齿轮，最少齿数 是多少？ 答：限制最少齿数是为了保证不发生根切，要使所设计齿数大于不产生根切的最少齿数，当 α=20 的标准直齿圆柱齿轮，则 h a =1，则 z min =17。9-12 齿轮轮齿有哪几种失效形式？开式传动和闭式传动的失效形式是否相同？在设计及使 用中应该怎样防止这些失效？ 答：失效形式有：（1）轮齿折断（2）齿面胶合（3）齿面磨粒磨损（4）齿面点蚀（5）塑性变形 开式传动和闭式传动的失效形式不完全相同： 其中磨损和疲劳破坏主要为开式齿轮传动 的失效形式；而齿面点蚀和折断主要为闭式齿轮传动的失效形式。为了防止轮齿折断：在设计时应使用抵抗冲击和过载能力较强的材料。为了避免齿面磨粒磨损：可采用闭式传动或加防护罩等； 为了避免轮齿齿面点蚀：应使用接触应力较大的材料； 为了防止齿面胶合：必须采用粘度大的润滑油（低速传动）或抗胶合能力强的润滑油（高速 传动）。9-13 选择齿轮材料时，为什么软齿面齿轮的小齿轮比大齿轮的材料要好些或热处理硬度要 5 o

高些？ 答：主要由于小齿轮转速高，应力循环次数多，则寿命较短，为了使大小齿轮的寿命接近，则在材料的选取方面要好些或热处理要更高些。9-16 在轮齿的弯曲强度计算中，齿形系数 YF 与什么因素有关？ 答：齿形系数 YF 只与齿形有关，即与压力角α，齿顶高系数 ha 以及齿数 Z 有关。chapter10 10-2 蜗杆传动的啮合效率受哪些因素的影响？ 答：蜗杆传动的啮合效率为：

tan r，则效率受导程角和当量摩擦角的影响。

10-3 蜗杆传动的传动比等于什么？为什么蜗杆传动可得到大的传动比？ 答：蜗杆传动传动比：i=n1/n2 = z2/z1(传动比与齿数成反比)因为蜗杆的齿数可以非常小，小到 z=1，因而可以得到很大的传动比。10-4 蜗杆传动中，为什么要规定 d1 与 m 对应的标准值？ 答：当用滚刀加工蜗轮时，为了保证蜗杆与该蜗轮的正确啮合，所用蜗轮滚刀的齿形及直径 必须与相啮合的蜗杆相同，这样，每一种尺寸的蜗杆，就对应有一把蜗轮刀滚，因此规 定蜗杆分度圆直径 d 为标准值，且与模数 m 相搭配；其次，蜗轮加工的刀具昂贵，规定 蜗杆分度直径 d 为标准值且与模数相搭配可以减少加工刀具的数量。10-7 为什么蜗杆传动常用青铜涡轮而不采用钢制涡轮？ 答：因为青铜的耐磨性，抗胶合性能及切削加工性能均好，而啮合处有较大的滑动速度，会 产生严重的摩擦磨损引起热，使润滑情况恶化，青铜的熔点较高，所以用青铜涡轮而不 用钢制涡轮。10-9 为什么对连续工作的蜗杆传动不仅要进行强度计算，而且还要进行热平衡计算？ 答：蜗杆传动由于摩擦损失大，效率较低，因而发热量就很大、若热量不能散逸将使润滑油 的粘度降低，润滑油从啮合齿间被挤出进而导致胶合。chapter11 11-1 定轴轮系中，输入轴与输出轴之间的传动比如何确定？与主动齿轮的齿数有何关系？ 如何判定输出轴的转向？ 答： 轮系的总传动比等于组成该轮系的各对齿轮的传动比的连成积，其值等于所有从动轮齿 数的连成积与所有主动轮齿连成积之比。传动比 判定方向： a.通常规定若最末从动轮与第一个主动轮的回转方向相同时，传动比为正号，若两轮回转方向相反时，则取为负号 b.若传动比的计算结果为正，则表示输入轴与输出轴的转向相同，为负则表 示转向相反。c.还可以用画箭头标志的方法表示转向: 外啮合的齿轮转向相反,内啮合的 6 齿轮转向相同.chapter12 12-1 心轴与转轴有何区别？试列举应用的实例。答：心轴只承受弯矩，不承受转矩，如：装带轮和凸轮的轴； 转轴既承受弯矩，又承受转矩。如：齿轮减速器中的轴，是机器中最常见的轴。12-4 轴的结构和尺寸与哪些因素有关？ 答：轴的结构决定因素：载荷及载荷分布、轴上标准件、轴上已确定的零件、轴上零件的装 配位置及固定方法、轴的加工工艺性、轴上零件的装配工艺性等。轴尺寸决定因素 ： 轴沿轴向尺寸及形状是由轴上各零件的相互举例，尺寸和安装情况，与轴的制造情况及轴上载荷(弯矩、转矩、轴向力)分布情况等决定的。计算题： 1.已知一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮的齿数分别为 z1=20 z2=80，模数 m=2，计算两个齿 轮的齿顶圆，齿根圆和分度圆的直径，以及齿轮传动的中心距。解：由公式及系数得： 齿顶圆直径： d a1

d 齿根圆直径：

35mm m 分度圆直径： 中心距：，

第四篇：第二章平面连杆机构单元测验(机械设计基础国防科技大学出版社)

《第二章平面连杆机构》单元测验

班级 学号 姓名

一、填空题

1.平面连杆机构由一些刚性构件用_ ___副和____副相互联接而组成。

2.在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_______，只能来回摇摆某一角度的构件称为_______，直接与连架杆相联接，借以传动和动力的构件称为_______。

3.图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件：

（1）____________________________。（2）以_______为机架，则_______为曲柄。

4.设图1-1已构成曲柄摇杆机构。当摇杆CD为主动件，机构处于BC与从动曲柄AB共线的两个极限位置，称为机构的两个_______位置。

5.铰链四杆机构的三种基本形式是_______机构，_______机构，_______机构。6.平面连杆机急回运动特性可用以缩短_______。从而提高工作效率。7.平面连杆机构的急回特性系数K______________。8.四杆机构中若对杆两两平行且相等，则构成_______机构。

二、单选题

9.平面四杆机构中各构件以_______相联接。（a 转动副 b 移动副 c 螺旋副）

10.平面连杆机构当急回特性系数K_______时，机构就具有急回特性。（a >1 b =1 c <1）

11.铰链四杆机构中，若最长杆与最短杆之和大雨其他两杆之和，则机构有_______。（a 一个曲柄 b 两个曲柄 c两个摇杆）12.家用缝纫机踏板机构属于_______。（a 曲柄摇杆机构 b 双曲柄机构 c 双摇杆机构）

13.机械工程中常利用_______的惯性储能来越过平面连杆机构的“死点”位置。（a主动构件 b 从动构件 c 联接构件）

14.对心曲柄滑块机构曲柄r与滑块行程H的关系是_______。（a.H=r b.H=2r c.H=3r）

15.内燃机中的曲柄滑块机构工作时是以_______为主动件。（a 曲柄，b 连杆，连杆，c 滑块）

16.图1-2四杆机构各杆长a=350, b=550 , c=200,d=700长度单位，试选答：（1）当取d为机架时机构_______；（2）当取c为机架时机构_______。a.有一个曲柄

b.有两个曲柄

c.有两个摇杆

17.下列机构中适当选择主动件时，_______必须具有急回运动特性；_______必须出现“死点”位置。

a.曲柄摇杆机构 b.双摇杆机构

c.不等长双曲柄机构

d.平行双曲柄机构 e.对心曲柄滑块机构

f.摆动导杆机构

三、判断题

18.平面连杆机构各构件运动轨迹都在同一平面或相互平行的平面内。（）19.曲柄摇杆机构的摇杆两极限位置间的夹角称为极位夹角。

（）20.在平面连杆机构的“死点”位置，从动件运动方向不能确定。（）21.偏心轮机构的工作原理与曲柄滑块机构相同。（）

四、绘图分析

第1页 22.按图1-3所注出的尺寸，分析确定各构件的名称。26.作图找出图1-6机构构件C的两个极限位置。若机构改为构件C主动，标写构件AB的两个“死点”位置。回答问题：机构名称。机构名称r是_______；b是_______；C是_______；A、B两处的运动副是_______； Ｃ与机座处运动副是_______。

23.图1-4AB杆作匀速圆周运动，转向如图示。试解答：（1）用作图法找出滑块E的两个极限位置。

（2）由作图判断滑块是否存在急回运动？急回方向向何方？1）若机构以滑块为主动，指出曲柄AB的两个“死点“位置。2）该机构由哪些基本机构联合组成？3）滑块与导槽属于什么运动副联接？

27.按图1-7回答问题： 机构名称是_______，构件名称是a是_______；b是_______；c是_______；d是_______。当取c杆为机架时的机构名称是_______。

24.设如1-1机构以d杆为机架，a杆逆时针旋转。作图找出机构两个极限位置，标出摆角Ψ。极位夹角θ和c杆的急回运动方向。

25.作图找出1-5机构的极位夹角θ和从动件的急回运动方向，并回答：机构名称是_______。构件名称r是_______；l是_______；c是_______。

图1-5

28.图1-8a,b同是剪板机，试分别画出二者的机构简图，并回答问题：

a图为_______机构。构件名称：AB是_______；BC是_______；CD是_______；AD是_______。b图为_______机构。构件名称：AB是_______；BC是_______；CD是_______；AD是_______。

第2页

29.图1-9a,b同是翻斗车试分析它们各由什么机构组成并画出机构简图。32.试设计一曲柄摇杆机构ABCD。如图所示，已知摇杆长度lCD=100mm，其摆角ψ=50°，行程速度变化系数K=1.5，且机架长度LAD等于连杆长度LBC与曲柄长度LAB之差。

五、连杆机构基本性质的问题

30.图示为一铰链四杆机构，已知各杆长度：LAB=10cm，LBC=25cm,LCD=20cm,LAD=30cm。当分别固定构件1、2、3、4机架时，它们各属于哪一类机构？

31.在图示铰链四杆机构中，已知lBC=50cm,lCD=35cm,lAD=30cm,AD为机架。试问：

（1）若此机构为曲摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值；（2）若此机构为双柄机构,求lAB最大值；

（3）若此机构为双摇杆机构，求lAB的数值。

第3页

第五篇：机械设计基础,第六版习题答案

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

题 2-3 见图 2.16。

题 2-7

解 : 作图步骤如下（见图 2.19）：

（1）求（2）作（3）作，顶角，；并确定比例尺。

。的外接圆，则圆周上任一点都可能成为曲柄中心。

相距，交圆周于

点。（4）作一水平线，于（5）由图量得。解得 ：

曲柄长度：

连杆长度： 题 2-7图 2.19

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

凸轮与从动件在B点接触时，导路的方向线。推程运动角 3-2解

如图所示。

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点接触时的压力角所示。

4-1解

分度圆直径

齿顶高

齿根高

顶 隙

如图

中心距

齿顶圆直径

齿根圆直径

基圆直径

齿距

齿厚、齿槽宽

4-11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，4-15答： 一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角必须分别相等，即、。

一对斜齿圆柱齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的模数和压力角分别相等，螺旋角大小相等、方向

相反（外啮合），即、、。

一对直齿圆锥齿轮正确啮合的条件是：两齿轮的大端模数和压力角分别相等，即、。

5-1解： 蜗轮 2和蜗轮3的转向如图粗箭头所示，即 和。

图 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。

6-2解

拔盘转每转时间

槽轮机构的运动特性系数

槽轮的运动时间

槽轮的静止时间

6-3解 槽轮机构的运动特性系数

因：

所以

6-4解 要保证 则槽轮机构的运动特性系数应为

因

得

，则 槽数 和拔盘的圆销数 之间的关系应为：

由此得当取槽数 ～8时，满足运动时间等于停歇时间的组合只有一种：。

10-1证明 当升角与当量摩擦角 符合 时，螺纹副具有自锁性。

当 时，螺纹副的效率

所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时，其效率必小于 50%。

10-2解 由教材表10-

1、表10-2查得

，粗牙，螺距，中径

螺纹升角，细牙，螺距，中径

螺纹升角

对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中，细牙螺纹的升角较小，更易实现自锁。

11-6解 斜齿圆柱齿轮的齿数与其当量齿数 之间的关系：

（1）计算传动的角速比用齿数。（2）用成型法切制斜齿轮时用当量齿数 选盘形铣刀刀号。

（3）计算斜齿轮分度圆直径用齿数。

（4）计算弯曲强度时用当量齿数 查取齿形系数。

11-7解 见题11-7解图。从题图中可看出，齿轮1为左旋，齿轮2为右旋。当齿轮1为主动时按左手定

则判断其轴向力 ；当齿轮2为主动时按右手定则判断其轴向力。

轮1为主动

轮2为主动时

图 11.2 题11-7解图

11-8解 见题11-8解图。齿轮2为右旋，当其为主动时，按右手定则判断其轴向力方向 向力

；径总是指向其转动中心；圆向力 的方向与其运动方向相反。

图 11.3 题11-8解图 11-9解（1）要使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反，则低速级斜齿轮3的螺旋经方向应与齿轮2的

旋向同为左旋，斜齿轮4的旋向应与齿轮3的旋向相反，为右旋。

（2）由题图可知：、、、、分度圆直径

轴向力

要使轴向力互相抵消，则：

即

11-15解（1）圆锥齿轮2的相关参数

分度圆直径

分度圆锥角

平均直径

轴向力

（2）斜齿轮3相关参数

分度圆直径

轴向力

（3）相互关系

因 得：

（4）由题图可知，圆锥齿轮2的轴向力 向上，转

指向大端，方向向下；斜齿轮3的轴向力 方向指动方向与锥齿轮2同向，箭头指向右。齿轮3又是主动齿轮，根据左右手定则判断，其符合右手定则，故

斜齿轮3为右旋。

图11.6 题11-16 解图

11-16解 见题 11-16解图。径向力总是指向其转动中心；对于锥齿轮2圆周力与其转动方向相同，对于斜齿轮3与其圆周力方向相反。12-2

图12.3

解 ：（1）从图示看，这是一个左旋蜗杆，因此用右手握杆，四指，大拇指，可以

得到从主视图上看，蜗轮顺时针旋转。（见图12.3）

（2）由题意，根据已知条件，可以得到蜗轮上的转矩为

蜗杆的圆周力与蜗轮的轴向力大小相等，方向相反，即：

蜗杆的轴向力与蜗轮的圆周力大小相等，方向相反，即：

蜗杆的径向力与蜗轮的径向力大小相等，方向相反，即：

各力的方向如图 12-3所示。

13-1解（1）

（2）

=

=2879.13mm

（3）不考虑带的弹性滑动时，（4）滑动率 时，13-2解（1）

（2）

=

（3）

= =

13-3解（1）

=

（2）由教材表 13-2 得

=1400mm

（3）

13-4解

由教材表 13-6 得

由教材表 13-4 得： △=0.17kW, 由教材表 13-3 得： =1.92 kW, 由教材表 13-2 得： ,由教材表 13-5 得：

取 z=3

14-1解 I 为传动轴，II、IV 为转轴，III 为心轴。14-9改错

16-6解（1）按题意，外加轴向力 已接近，暂选 的角接触轴承类型70000AC。

（2）计算轴承的轴向载荷(解图见16.4b)

由教材表 16-13查得，轴承的内部派生轴向力，方向向左，方向向右

因，轴承 1被压紧

轴承 2被放松

（3）计算当量动载荷

查教材表 16-12，查表16-12得，查表16-12得，（3）计算所需的基本额定动载荷

查教材表 16-9，常温下工作，承时，；查教材表16-10，有中等冲击，取 ；球轴；并取轴承1的当量动载荷为计算依据

查手册，根据 和轴颈，选用角接触球轴承7308AC合适（基本额定动载荷）。