机械设计基础课后答案1
练习题答案
1-1 什么叫曲柄？在铰链四杆机构中，曲柄的存在条件是什么？曲柄是否⼀定是最短杆？ 答：⑴能绕固定铰链中⼼作整周转动的连架杆称为曲柄。
⑵曲柄存在的条件：①、最短杆和最长杆的长度之和⼩于或等于其它两杆长度之和；
②、最短杆或其临杆做机架。
⑶曲柄不⼀定是最短杆。（当满⾜条件1时并最短杆作机架时，曲柄为最短杆的两个临杆） 1-2 铰链四杆机构⽤不同的杆长组合并通过构件位置的倒置会得到哪些类型的机构？试填在下表中。短信认证
1-3 什么叫摆⾓？什么叫极位夹⾓？什么叫⾏程速⽐系数？前两者之间有怎样的关系？后两者之间⼜有怎样的关系？
答：
⑴在曲柄摇杆机构中，取曲柄为主动件，在曲柄转动⼀周的过程中，有两次与连杆共线，这时的摇杆分别摆⾄左、右两极限位置。摇杆两极限位置间的夹⾓称作摇杆的摆⾓。 ⑵对应于摇杆处于两极限位置时，曲柄两位置直线间所夹的锐⾓，称为极位夹⾓。⑶ ()()θ
－180θ＋180/ωθ＋180C C /ωθ－180C C /t C C /t C C V V 0002101
212121212====线速度从动件⼯作⾏程的平均线速度从动件返回⾏程的平均⾏程速⽐系数
⑷极位夹⾓和摆⾓的⼤⼩取决于机构中的杆长关系。摆⾓越⼤，极位夹⾓越⼤。
⑸极位夹⾓
极位夹⾓⾏程速⽐系数－180＋18000== 1-4 曲柄滑块机构是怎样演化为偏⼼轮机构的？这种演化机构有何优点？
答：当曲柄的实际尺⼨很⼩但传递动⼒较⼤时，通常将曲柄做⼀圆盘，圆盘的⼏何中⼼为B （亦即圆盘与连杆2的铰接中⼼），B 与圆盘⾃⾝的回转中⼼A 的距离就是曲柄AB 的长度，这时的机构称为偏⼼轮机构。
这种演化机构的优点：既减少了加⼯程序，⼜提⾼了曲柄的强度和刚度。
1-5 何谓机构的急回特性？机构具有急回特性的特征是什么？并分析K值⼤⼩对机构⼯作的影响。
答：当曲柄等速转动时，摇杆往返摆动的速度其值不相同，返回时速度较⼤。从动件这种返回⾏程的速度⼤于⼯作⾏程速度的性质，称为机构的急回特性。
当K＝1时，机构将⽆急回特性；只要K＞1，机构就存在急回特性，K值越⼤，急回运动的性质也越显著。 1-6 在下列平⾯机构中当曲柄做主动件时，哪些机构有急回性质？
A．曲柄摇杆机构；B．对⼼式曲柄滑块机构；C．偏置式曲柄滑块机构；D．摆动导杆机构。
答：有急回性质的机构为A、C、D。
1-7 在平⾯连杆机构中是怎样定义传动⾓γ的？γ的⼤⼩对机构产⽣怎样的影响？对γ的⼤⼩做了怎样的限制？
（1）传⼒杆件与从动杆件两杆件之
．．．．间所夹的锐⾓，称为传动⾓γ。
（2）γ越⼤，对传动越有利；传动⾓过⼩，则对传动不利，甚⾄会使机构⾃锁。
（3）通常对γ的限制条件是：γmin≥［γ］＝400～500。对以传递运动为主的机构，取偏于⼩值（甚⾄可⼩到300）；对以传递动⼒为主的机构，取偏于⼤值。
食用菌生产与加工技术1-8 何谓连杆机构的死点？使机构顺利通过死点位置的措施有哪些？举出避免死点和利⽤死点的例⼦。
答：
γ=?时的位置。
（1）机构的死点位置是指机构处于传动⾓0
（2）使机构顺利通过死点位置的措施：①采⽤联动装置；②错位排列；③安装飞轮。
（3）避免死点的例⼦：缝纫机的踏板机构，利⽤飞轮转动惯性，闯过死点；
利⽤死点的例⼦：飞机起落架。
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(e) 摆动导杆机构(f) 转动导杆机构
题1-1图
1-2已知铰链四杆机构ABCD的各杆长为L AB=240mm，L BC=600mm，L CD=400mm，L AD=500mm。试
问：
（1）当取杆L AB为机架时是否有曲柄存在？
（2）若各杆长度不变，如何获得双曲柄机构和双摇杆机构？
答：
（1）因：最短杆L AB（240mm）+最长杆L BC（600m m）＜L CD（400mm）+L AD（500mm），且最短杆L AB为机架，故机构中有曲柄存在。
（2）当最短杆L AB为机架时，获得双曲柄机构；
当最短杆L AB的对⾯杆L CD作为机架时，获得双摇杆机构。
1-3 在题1-3图所⽰的铰链四杆机构中，已知：b＝50mm，c＝35mm，d＝30mm，d为机架，试求：
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⑴若此机构为曲柄摇杆机构，且a为曲柄，求a的最⼤值；轴承油封
⑵若此机构为双曲柄机构，求a的最⼩值；
⑶若此机构为双摇杆机构，求a的取值范围。
答：⑴若此机构为曲柄摇杆机构，则满⾜L min+L max≤其余两杆和且最短且最短杆的临杆做机架。故有a为最短杆，a+50≤35+30 解得a≤15mm，a的最⼤值为15mm。
（2）若此机构为双曲柄机构，则满⾜d为最短杆，
当a杆为中间值时，有b+d≤a+c 即 50+30≤a+35，求的a≥45mm。a的最⼩值为45mm。
⑶若此机构为双摇杆机构：
①当a为最长杆时（a≥50mm），有a+d＞b+c，即a+30＞50+35，
求的a＞55mm；
②当a为中间杆时（30≤a≤50），有30+50＞a+35，求的a＜45mm，综合得30≤a＜45mm；
③当a为最短杆时（a≤30），有a+50＞30+35，求的a＞15，综合得15＜a≤30；
综合求的a的取值范围为（15＜a＜45mm）∪（a＞55mm）
题1-3图题1-4图
1-4 已知铰链四杆机构及各杆长度，如题1-4图所⽰，试问：
⑴这是什么类型的铰链四杆机构？
⑵以AB为主动件，此机构有⽆急回特性？
⑶以AB为主动件时，机构的最⼩传动⾓出现在何处，就图上标出。
答：
⑴这是曲柄摇杆机构；
⑵以AB为主动件，此机构有急回特性；
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⑶如图：
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思考题：
2-1 凸轮机构怎样组成的？凸轮机构分成哪⼏类？为什么滚⼦从动件是最常⽤的从动件型式？
答：
（1）、凸轮机构是由凸轮、从动件、机架以及附属装置（回位弹簧等）组成。
（2）、按凸轮形状分为：
①．盘形凸轮机构②．移动凸轮机构③．圆柱凸轮机构
按从动件的结构型式分：
①尖顶从动件②滚⼦从动件③平底从动件
（3）由于滚⼦同凸轮轮廓之间为滚动磨擦，磨损较⼩，可⽤来传递较⼤的功率，因⽽应⽤⼴泛。
2-2 凸轮机构有什么特点？凸轮机构的应⽤场合是什么？
答：凸轮机构的从动件的位移、速度或加速度可以按照预定的规律变化。
在⾦属切削机床、内燃机、包装机械、纺织机械、印刷机械、农业机械等各类机械，尤其是⾃动机械、⾃动控制装置和装配⽣产线上，凸轮机构都得到⼴泛使⽤。
2-3 通常⽤什么办法保证凸轮与从动件之间的接触？
答：通常采⽤⼒封闭或者形封闭的⽅法保证凸轮与从动件之间的接触。
2-4通常可将凸轮机构的⼯作过程分为哪⼏个阶段？这⼏个阶段中的凸轮与从动件各是如何运动的？
答：通常可将凸轮机构的⼯作过程分为：⑴推程；⑵远停程；⑶回程；⑷近停程。
⑴推程当凸轮转过推程⾓，随着凸轮廓线上各点的向径逐渐增⼤，从动件从起始位置开始，按设定的规律逐渐被推到离回转中⼼最远的位置。
⑵远停程当凸轮转过远停程⾓，从动件在离回转中⼼最远位置处停⽌不动。
⑶回程随着凸轮的继续转动，当凸轮转过回程⾓’时，从动件也从最远位置按某设定的规律逐渐返回到距离回转中⼼最近的位置。
⑷近停程当凸轮继续转过近停程⾓时，从动件在离回转中⼼最近位置处停歇不动。
2-5凸轮机构从动件的常⽤运动规律有那些？各有什么特点？
答：凸轮机构从动件的常⽤运动规律有：（1）．等速运动规律；（2）．等加速等减速运动规律；（3）．简谐运动规律；（4）．摆线运动规律
（⼀）．等速运动规律：当凸轮等⾓速度转动时，从动件上升（或下降）的运动速度保持不变；
（⼆）．等加速等减速运动规律：当凸轮等⾓速度转动时，从动件在⼀个⾏程中，前半程作等加速运动，后半程作等减速运动，并且通常取加、减速度的绝对值相等。
（三）．简谐运动规律：当凸轮等⾓速度转动时，从动件⼀动点在⼀圆周上作匀速运动时，该动点在此圆直径上的投影长是⼀随时间变化着的直线长度。
（四）．摆线运动规律：当⼀个滚圆在⼀直线上作纯滚动时，滚圆上⼀点所⾛过的轨迹就是⼀条摆线。
2-7什么叫做凸轮机构的压⼒⾓α？如何检验αmax？对移动从动件推程的[α]⼀般怎样取值？当机构不能满⾜αmax≤[α]是怎样解决？
答：（⼀）、凸轮机构中，从动件受⼒⽅向与其在受⼒点处的速度⽅向间所夹的锐⾓称为凸轮机构的压⼒⾓。
（⼆）采⽤⾓度尺测量，⾓度尺⽔平线做凸轮表⾯的切线⽅向，其90度⽅向便为其法向⽅向，法向⽅向与从动件运动⽅向所夹锐⾓α的最⼤值为最⼤压⼒⾓。
（三）对移动从动件推程时，移动从动件的［α］≤300。
（四）
①适当增⼤基圆半径，直⾄满⾜αmax≤［α］；
②采⽤偏置的⽅法，将移动从动件向着与凸轮转向相反的⽅向偏置⼀距离e，可以减⼩α。
③修改从动件运动规律，重新进⾏设计。
习题
2-1如题2-1图所⽰的偏置移动从动件盘形凸轮机构，AB段为凸轮的推程轮廓曲线，请在图上标出从动件的⾏程h、推程⾓δ0、远停程⾓δs、回程⾓δ0’和近停程⾓δs’。
推程⾓δ0=回程⾓δ0’=1800、远停程⾓δs=近停程⾓δs’=00。
2-3 就题2-3图上标出下列各机构转⾄B点时的凸轮转⾓δ和压⼒⾓α。
（a ）（b ） 2-4 设计⼀尖顶对⼼移动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮的基圆半径r b ＝50mm ，凸轮逆时针等速回转。在推程中，凸轮转过150°时，从动件等速上升100mm ；凸轮继续转过30°时，从动
件保持不动。在回程中，凸轮转过120°时，从动件以等加速等减速运动规律回到原处；凸轮转过其余60°时，从动件⼜保持不动。试⽤作图法绘制从动件的位移曲线图及凸轮的轮廓曲线。
略
第三章其他常⽤机构
习题
3-7 在六⾓车床的外啮合槽轮机构中，已知槽轮的轮槽数Z=6，槽轮的静⽌时间为其运动时间的两倍，试确定槽轮机构的圆销数k 和运动系数τd 。
解：由题意（槽轮的静⽌时间为其运动时间的两倍）得知
2×运动系数τd ＝静⽌系数τj （1）
⼜因为：运动系数τd ＋静⽌系数τj ＝1 （2）
联合公式（1）、（2）求解得到运动系数τd =3
1
（2）根据公式τd ＝Z
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