机械设计基础陈立德第三版课后答案1~18章全.pdf

目 录 章 章 章 章 章 章 章 章 章 用 1 2 3 子 5 晦 1*4/-001111111xIA1*第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 第 机 械 设 计 概 述.1摩 擦、磨 损 及 润 滑 概 述.3平 面 机 构 的 结 构 分 析.12平 面 连 杆 机 构.16凸 轮 机 构.36间 歇 运 动 机 构.46螺 纹 连 接 与 螺 旋 传 动.48带 传 动.60链 传 动.73齿 轮 传 动.80蜗 杆 传 动.112齿 轮 系.124机 械 传 动 设 计.131轴 和 轴 毂 连 接.133轴 承.138其 他 常 用 零、部 件.152机 械 的 平 衡 与 调 速.156机 械 设 计 CAD简 介.163第 1章 机 械 设 计 概 述 1.1机 械 设 计 过 程 通 常 分 为 哪 儿 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 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。1.2 常 见 的 失 效 形 式 有 哪 儿 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。1.3 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。1.4 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 2.1 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。边 界 摩 擦 的 特 点 是 两 摩 擦 表 面 被 吸 附 在 表 面 的 边 界 膜 隔 开，但 由 于 边 界 膜 较 薄，不 能 完 全 避 免 金 属 的 直 接 接 触，摩 擦 系 数 较 大，仍 有 局 部 磨 损 产 生。混 合 摩 擦 的 特 点 是 同 时 存 在 边 界 润 滑 和 液 体 润 滑，摩 擦 系 数 比 边 界 润 滑 小，但 会 有 磨 损 发 生。2.2 磨 损 过 程 分 儿 个 阶 段？各 阶 段 的 特 点 是 什 么？答：磨 损 过 程 分 三 个 阶 段，即 跑 合 摩 合 磨 损 阶 段、稳 定 磨 损 阶 段、剧 烈 磨 损 阶 段。各 阶 段 的 特 点 是:跑 合 磨 损 阶 段 磨 损 速 度 由 快 变 慢；稳 定 磨 损 阶 段 磨 损 缓 慢，磨 损 率 稳 定；剧 烈 磨 损 阶 段，磨 损 速 度 及 磨 损 率 都 急 剧 增 大。2.3 按 磨 损 机 理 的 不 同，磨 损 有 哪 儿 种 类 型？答：磨 损 的 分 类 有 磨 粒 磨 损、粘 着 磨 损、疲 劳 磨 损 点 蚀、腐 蚀 磨 损。2.4 哪 种 磨 损 对 传 动 件 来 说 是 有 益 的？为 什 么？答：跑 合 磨 损 是 有 益 的 磨 损，因 为 经 跑 合 磨 损 后，磨 损 速 度 减 慢，可 改 善 工 作 表 面 的 性 质，提 高 摩 擦 副 的 使 用 寿 命。2.5 如 何 选 择 适 当 的 润 滑 剂？答：选 润 滑 剂 时 应 根 据 工 作 载 荷、运 动 速 度、工 作 温 度 及 其 它 工 作 条 件 选 择。当 载 荷 大 时，选 粘 度 大 的 润 滑 油，如 有 较 大 的 冲 击 时 选 润 滑 脂 或 固 体 润 滑 剂。高 速 时 选 粘 度 小 的 润 滑 油，高 速 高 温 时 可 选 气 体 润 滑 剂；低 速 时 选 粘 度 小 的 润 滑 油，低 速 重 载 时 可 选 润 滑 脂；多 尘 条 件 选 润 滑 脂，多 水 时 选 耐 水 润 滑 脂。2.6 润 滑 油 的 润 滑 方 法 有 哪 些？答：油 润 滑 的 润 滑 方 法 有 分 散 润 滑 法 和 集 中 润 滑 法。集 中 润 滑 法 是 连 续 润 滑，可 实 现 压 力 润 滑。分 散 润 滑 法 可 以 是 间 断 的 或 连 续 的。间 断 润 滑 有 人 工 定 时 润 滑、手 动 油 杯 润 滑、油 芯 油 杯 润 滑、针 阀 油 杯 润 滑、带 油 润 滑、油 浴 及 飞 溅 润 滑、喷 油 润 滑、油 零 润 滑 等 几 种。2.7 接 触 式 密 封 中 常 用 的 密 封 件 有 哪 些？答：接 触 式 密 封 常 用 的 密 封 件 有 0 形 密 封 圈，J 形、U形、V形、丫 形、L 形 密 封 圈，以 及 毡 圈。2.8 非 接 触 式 密 封 是 如 何 实 现 密 封 的？答:非 接 触 式 密 封 有 曲 路 密 封 和 隙 缝 密 封，它 是 靠 隙 缝 中 的 润 滑 脂 实 现 密 封 的。第 3 章 平 面 机 构 的 结 构 分 析 3.1 机 构 具 有 确 定 运 动 的 条 件 是 什 么？答：机 构 的 主 动 件 数 等 于 自 由 度 数 时，机 构 就 具 有 确 定 的 相 对 运 动。3.2 在 计 算 机 构 的 自 由 度 时，要 注 意 哪 些 事 项？答：应 注 意 机 构 中 是 否 包 含 着 复 合 钱 链、局 部 自 由 度、虚 约 束。3.3 机 构 运 动 简 图 有 什 么 作 用？如 何 绘 制 机 构 运 动 简 图？答：（1）能 抛 开 机 构 的 具 体 结 构 和 构 件 的 真 实 外 形，简 明 地 表 达 机 构 的 传 动 原 理，并 能 对 机 构 进 行 方 案 讨 论 和 运 动、受 力 分 析。（2）绘 制 机 构 运 动 简 图 的 步 骤 如 下 所 述：认 真 研 究 机 构 的 结 构 及 其 动 作 原 理，分 清 机 架，确 定 主 动 件。循 着 运 动 传 递 的 路 线，搞 清 各 构 件 间 相 对 运 动 的 性 质，确 定 运 动 副 的 种 类。测 量 出 运 动 副 间 的 相 对 位 置。选 择 视 图 平 面 和 比 例 尺，用 规 定 的 线 条 和 符 号 表 示 其 构 件 和 运 动 副，绘 制 成 机 构 运 动 简 图。3.4 计 算 如 题 3.4图 所 示 各 机 构 的 自 由 度，并 说 明 欲 使 其 具 有 确 定 运 动，需 要 有 儿 个 原 动 件？答：a）=9,耳=13,弓=0代 入 式（3.1）中 可 得/=3 2-与=3x9 2x13 0=1此 机 构 要 具 有 确 定 的 运 动，需 要 有 一 个 原 动 件。b）8 处 存 在 局 部 自 由 度，必 须 取 消，即 把 滚 子 与 杆 刚 化，则 n-3,PL-3,=2,代 入 式（3.1）中 可 得 F=3n-2PL-PH=3x3 2x3 2=1此 机 构 要 具 有 确 定 的 运 动，需 要 有 一 个 原 动 件。c）=5,片=7,=0 代 入 式（3.1）中 可 得E=3 2片 4=3x5-2x7-0=1此 机 构 要 具 有 确 定 的 运 动，需 要 有 一 个 原 动 件。3.5 绘 制 如 题 3.5图 所 示 各 机 构 的 运 动 简 图,并 计 算 其 自 由 度。题 3.5图 答：取 4=0.001m/mm,绘 制 运 动 简 图 如 题 3.5答 案 图 所 示:a）b）题 3.5答 案 图 图 a）：=3,=4,吊=0,则 E=3 2 吊=1；图 b）：/=3,6=4,=0,则 尸=3 2-4=1。3.6试 计 算 如 题 3.6图 所 示 机 构 的 自 由 度，并 判 断 该 机 构 的 运 动 是 否 确 定（图 中 绘 有 箭 头 的 构 件 为 原 动 件）。b)a)解：a)：n=7,4=10,4=0。F=3n-2PL-PH=3x7-2x10=1运 动 确 定。b)=5,=7,&=0R=3-2-耳=3x5-2x7=l运 动 确 定 c)n=7,6=10,/,=0 o尸=3 一 2片 一 吊=3x7 2x10=1运 动 确 定 d)=4,=4,4=2。/=3 2兄 一 耳=3x4 2x4 2=2运 动 确 定。e)n=3,兄=4,昂=0。b=3-2-4=3x3-2x4=1运 动 确 定。f)=5,=7,6=0。F=3n-2PL-Pu=3 X 5 2 X 7=1运 动 确 定。g)n=9,匕=12,耳=2。F=3n-2PL-Pu=3x9-2x12-2=1运 动 确 定 h)=9,弓=12,耳=0。F=3 一 2兄 4=3x9 2x12=3运 动 确 定。3.7试 问 如 题 3.7图 所 示 各 机 构 在 组 成 上 是 否 合 理？如 不 合 理，请 针 对 错 误 提 出 修 改 方 案。题 3.7图 答：图 示 机 构 的 自 由 度 为 零，故 都 不 合 理，修 改 方 案 如 下：对 于 题 3.7图 a 的 机 构，在。处 改 为 一 个 滑 块，如 题 3.7图 a 所 示。对 于 题 3.7图 b 的 机 构，在 构 件 4 上 增 加 一 个 转 动 副，如 题 3.7答 案 图 b 所 示；或 在 构 件 4 的。处 添 加-滑 块，如 题 3.7答 案 图 c 所 示。题 3.7答 案 图第 4章 平 面 连 杆 机 构 4.1 机 构 运 动 分 析 时 的 速 度 多 边 形 与 加 速 度 多 边 形 特 性 是 什 么？答：同 一 构 件 上 各 点 的 速 度 和 加 速 度 构 成 的 多 边 形 与 构 件 原 来 的 形 状 相 似，且 字 母 顺 序 一 致。4.2 为 什 么 要 研 究 机 械 中 的 摩 擦？机 械 中 的 摩 擦 是 否 全 是 有 害 的？答：机 械 在 运 转 时，其 相 邻 的 两 构 件 间 发 生 相 对 运 动 时，就 必 然 产 生 摩 擦 力，它 一 方 面 会 消 耗 一 部 分 的 输 入 功，使 机 械 发 热 和 降 低 其 机 械 效 率，另 一 方 面 又 使 机 械 磨 损，影 响 了 机 械 零 件 的 强 度 和 寿 命，降 低 了 机 械 工 作 的 可 靠 性，因 此 必 须 要 研 究 机 械 中 的 摩 擦。机 械 中 的 摩 擦 是 不 一 定 有 害 的，有 时 会 利 用 摩 擦 力 进 行 工 作，如 带 传 动 和 摩 擦 轮 传 动 等。4.3 何 谓 摩 擦 角？如 何 确 定 移 动 副 中 总 反 力 的 方 向？答：（1）移 动 或 具 有 移 动 趋 势 的 物 体 所 受 的 总 反 力 与 法 向 反 力 之 间 的 夹 角 称 为 摩 擦 角。（2）总 反 力 与 相 对 运 动 方 向 或 相 对 运 动 趋 势 的 方 向 成 一 钝 角 90。+9，据 此 来 确 定 总 反 力 的 方 向。4.4 何 谓 摩 擦 圆？如 何 确 定 转 动 副 中 总 反 力 的 作 用 线？答：（1）以 转 轴 的 轴 心 为 圆 心，以 P（P=%）为 半 径 所 作 的 圆 称 为 摩 擦 圆。（2）总 反 力 与 摩 擦 圆 相 切，其 位 置 取 决 于 两 构 件 的 相 对 转 动 方 向，总 反 力 产 生 的 摩 擦 力 矩 与 相 对 转 动 的 转 向 相 反。4.5 从 机 械 效 率 的 观 点 看，机 械 自 锁 的 条 件 是 什 么？答：机 械 自 锁 的 条 件 为 4 0。4.6 连 杆 机 构 中 的 急 回 特 性 是 什 么 含 义？什 么 条 件 下 机 构 才 具 有 急 回 特 性？答：（1）当 曲 柄 等 速 转 动 时，摇 杆 来 回 摇 动 的 速 度 不 同，返 回 时 速 度 较 大。机 构 的 这 种 性 质，称 为 机 构 的 急 回 特 性。通 常 用 行 程 速 度 变 化 系 数 K 来 表 示 这 种 特 性。（2）当。彳 0时，则 K 1,机 构 具 有 急 回 特 性。4.7 较 链 四 杆 机 构 中 曲 柄 存 在 的 条 件 是 什 么？曲 柄 是 否 一 定 是 最 短 杆？答：（1）最 长 杆 与 最 短 杆 的 长 度 之 和 小 于 或 等 于 其 余 两 杆 长 度 之 和；最 短 杆 或 相 邻 杆 应 为 机 架。（2）曲 柄 不 一 定 为 最 短 杆，如 双 曲 柄 机 构 中，机 架 为 最 短 杆。4.8 何 谓 连 杆 机 构 的 死 点？举 出 避 免 死 点 和 利 用 死 点 的 例 子。答：（1）主 动 件 通 过 连 杆 作 用 于 从 动 件 上 的 力 恰 好 通 过 其 回 转 中 心 时 的 位 置,称 为 连 杆 机 构 的 死 点 位 置。（2）机 车 车 轮 在 工 作 中 应 设 法 避 免 死 点 位 置。如 采 用 机 车 车 轮 联 动 机 构，当 一 个 机 构 处 于 死 点 位 置 时，可 借 助 另 一 个 机 构 来 越 过 死 点；飞 机 起 落 架 是 利 用 死 点 工 作 的，当 起 落 架 放 下 时，机 构 处 于 死 点 位 置，使 降 落 可 靠。4.9 在 题 4.9图 示 中，已 知 机 构 的 尺 寸 和 相 对 位 置，构 件 1 以 等 角 速 度 与 逆 时 针 转 动，求 图 示 位 置 C 点 和 D 点 的 速 度 及 加 速 度，构 件 2 的 角 速 度 和 角 加 速 度。解:取 长 度 比 例 尺,a)题 4.9答 案 图 解：（1）速 度 分 析。求 力.由 图 可 知，VB=C OX-AB,方 向 垂 直 于 指 向 与 双 的 转 向 一 致。求 v 因 6 点 与。点 同 为 构 件 2上 的 点，故 有：乙=L+“C B大 小？叫 噎?方 向 水 平 1AB 1BC取 速 度 比 例 尺 从（咻 1n,），作 速 度 矢 量 图 如 题 4.9 答 案 图 b 所 示，则 近 代 表 L；6c 代 表 其 大 小 为=、.。，vCB=-be o 求 处。因 vCB=（y2-lBC,则 叱=产 lBC方 向 为 顺 时 针 转。求 力。因 为 8、C、。为 同 一 构 件 上 的 三 点，所 以 可 利 用 速 度 影 像 原 理 求 得 1 点，连 接 访 代 表 力，如 题 4.9 答 案 图 b 所 示，其 大 小 为 匕=,.康，方 向 同 pd o（2）加 速 度 分 析。求 益。由 已 知 条 件 可 知：矶=3；1叱 方 向 为 6/；4=0。求 外。根 据 相 对 运 动 原 理，可 选 立 下 列 方 程 式c=a B+a c B+a c B大 小？匕 B；L B?方 向 水 平 B T A C T B IBC取 加 速 度 比 例 尺“（H s：*）,作 加 速 度 矢 量 如 题 4.9 答 案 图 C,则 由 代 表，cc代 表 a CB o由 图 可 知，=Z V P c 方 向 同 P c（水 平 向 左）；。除 二 外/,方 向 同 c c。求 a2 o 因 a,CB=lCB,则 ta_ _ 儿 cP%B（方 向 为 逆 时 针）求。0 0a D=a B+a 口 B+a D B=a c+a D c+a D c大 小？0:.如?ZVPC方 向？B T A D T B 1 BC 再 D T CIBC作 矢 量 图，如 题 4.9答 案 图 c 所 示，可 见 而 代 表 沏。由 图 可 见，aD-na-pd,方 向 同 p 4。4.1 0如 题 4.1 0图 所 示 的 钱 链 四 杆 机 构 中，已 知/”=30m m,lBC=75mm,=32mm,lAD=80/?/?,构 件 1 以 等 角 速 度 例=lOrad/s顺 时 针 转 动。现 已 作 出该 瞬 时 的 速 度 多 边 形（题 4.10图 b）和 加 速 度 多 边 形（题 4.10图 c）。试 用 图 解 法 求：（1）构 件 2 上 速 度 为 零 的 点 E 的 位 置，并 求 出 该 点 的 加 速 度 在；（2）为 加 速 度 多 边 形 中 各 矢 量 标 注 相 应 符 号：（3）求 构 件 2 的 角 加 速 度 4。题 4.10图 解：取,=0.01%m，作 结 构 简 图，如 题 4.10答 案 图 a所 示。（1）求 构 件 2 上 速 度 为 零 的 点 E 及 E 点 的 加 速 度 外。b题 4.10答 案 图 求 为。匕=4 8=10 x0.03=0.3%,方 向 如 题 4.10答 案 图 a 所 示，且 lABo 求。v c=v B+v c B大 小？0.3%?方 向 水 平 L A B 1 B C取 4=0.01，,作 速 度 矢 量 图 如 题 4.10答 案 图 b 所 示。因 以=0,故 在 速 度 图 中，e 与 极 点 p 相 重 合，即 三 角 符 号 夕 be为 A BCE的 影 像，其 作 图 过 程 为：过 8 点 作 8EJL环，过。点 作 C E L 正，其 交 点 即 为 E点，如 题 4.10答 案 图 a所 示。求 g、0 及%。由 图 可 知,vCB=/JV-be=0.01x33=0.33%,%=Pc=0.01x38=0.38%0又 因 vCB=co2-lBC,VC=C D3-ICD则 处=2=四 _=4.4出 外，方 向 为 逆 时 针。2 lRo Cv 0.075 人 2iL=_22L=11.8 8 r a y,方 向 为 逆 时 针。3 J 0.032/sa c=a+G 0=6 Z B+a c B+a大 小 g%D?q 2“AB?方 向 C T D 1CZ)B T A C T B IBC取 4=0.1%，作 加 速 度 矢 量 图，如 题 4.10答 案 图 c所 示，则 再 代 表 今。ac=f j.a-pc=0.1 x 45=4.51/2 方 向 p c。求 在。利 用 加 速 度 影 像 原 理，即 Abces C E。作 图 过 程 为：作 Ncbe=NBCE,Ncbe=NCBE,其 交 点 即 为 一,则 再 代 表 aE。(2)各 矢 量 标 准 符 号 如 题 4.10答 案 图 c 所 示。(3)求 构 件 2 的 角 加 速 度 a 2。由 图 可 知，aCB=nu-cmc=0.1 x 68.5=6.85/2 又 因 a%=%C B，则 a CBC B6.850.032=214”%4.1 1如 题 4.1 1图 所 示 为 一 四 杆 机 构，设 已 知/0,B=2/。n=400mm,B C650mm,=350mm,助=120rad/min,求 当 0/平 行 于。2鸟 且 垂 直 于 4 s 时 的 和 气。BC A题 4.11图 解：取=0.01%“，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 4.11答 案 图 a所 示。题 4.11答 案 图（1）速 度 分 析。求 匕。VA=lAO l=x0.2=0.4 m/s,方 向 垂 直 于 O/。求 以。因 B 点 与 A 点 同 为 构 件 2 上 的 点，故 有:u B u I+v”大 小？0.49方 向 A.O2B LOtA LA B取 速 度 比 例 尺 v=0.01 m%m，作 速 度 矢 量 如 题 4.11答 案 图 b 所 示，由 图 可 知:VB=VA=Pa=Pb 求。因 为 吗=%，所 以 构 件 2 在 此 瞬 时 作 平 动，即 匕=匕=%=而,vB _ pb-/4V _ 40 x0.01=irad/O2B 1O2B方 向 为 顺 时 针 转。(2)加 速 度 分 析。求 处。由 已 知 条 件 可 知：=例 2./，=(型)2乂 0.2=0.8”，方 向 60/s力 一,=0 o 求/。根 据 相 对 运 动 原 理，可 建 立 下 列 方 程 式 B=a B+a B=a A+a BA+a B A大 小？3-la B?0.8 0?方 向？B T O LO2B B T O IB A取=0.025陟 4,作 加 速 度 矢 量 图 如 题 4.11答 案 图 c 所 示，则 萍 代 表 为。求 外。根 据 影 像 原 理 可 得 出：BA.ACba-.ac,作 图 如 题 4.11答 案 图 c所 示，可 得 出 港 代 表 外。%万=0.025x47=1.18%,方 向 垂 直 向 下。4.12如 题 4.12图 所 示 为 摆 动 导 杆 机 构，设 已 知&,=60mm,/4c=120mm,曲 柄 A B 以 等 角 速 度 助=30rad/s顺 时 针 转 动。求：（1）当 N8ZC=90时，构 件 3 的 角 速 度 g 和 角 加 速 度。3；（2）当 4 8 c=90 时，构 件 3 的 角 速 度 必 和 角 加 速 度;（3）当 448c=180（B 点 转 于 A C 之 间）时，构 件 3 的 角 速 度 处 和 角 加 速 度 巴。题 4.12图 解：（1）当 NB4C=90 时，取 L=0-003%m，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 412答 案 图（一）a所 示。题 4.12答 案 图（一）求。3。、=5+v z（1）大 小？S 如？方 向 I B C A.AB BC取 4=0.0 6%m，作 速 度 矢 量 图 如 题 412答 案 图（一）b 所 示，由 图 可 知:西 代 表 以 3,则 为=逅 2=12x0.06=5 33 啰/BC B O 4 45X 0.003/S方 向 为 顺 时 针，且 牡=牡。求 巴。a B 3=a+a B 3=a B+A B,B 2+A B,B 2.（2）大 小 3/B C?3；.2仅 2 V B 曲?方 向 B T C L B C B T A I B C BC式 中.4c=5.33 x 45 x 0.03=7.20%aB2-lAB-3O2 x 0.06=54%第、=2.,VB3B2=2。3,4 4、.=2 x 5.33 x 27 x 0.06=17.3取 4=1%E，作 加 速 度 矢 量 图 如 题 4.12答 案 图（一）c 所 示，由 图 可 知:与 4代 表 4,将 44移 至 B 点,得：a S,30.05x13 lBC BC-nL 45x0.003方 向 为 逆 时 针 转。（2）当 4 8 C=90。时，取 L=0003答 案 图（二）。所 示。（2,广=222.6 r a%/m，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 4.12题 4.12答 案 图（二）求 电。依 据 矢 量 方 程（1）,作 速 度 矢 量 图 如 题 4.12答 案 图（二）b 所 示,取 4=0.0631 m o 由 图 可 知：62b3代 表 也 B,，P 4=0,则 3=0。求 依 据 矢 量 方 程（2）,作 加 速 度 矢 量 图 如 题 4.12答 案 图（二）c 所 示，取“=1次 需。由 图 可 知：4%代 表 心，则%_b；b；儿 37x1&B C/JL 35X 0.003=352.4 r a%方 向 为 逆 时 针 转。（3）当 ZJ6C=180时，取 4=0.003%m，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 4.12答 案 图（三）。所 示。题 4.12答 案 求 g。依 据 矢 量 方 程（1）,作 速 度 矢 量 图 如 题 4.12答 案 图（三）b 所 示，取 v=0.06%1 mo 由 图 可 知：b2b3代 表 丫 8小，又 4、仇 重 合，则 以 必=0,2打 代 表 也，则 小=&、_ 30 x0.06;lBC 20 x0.003-方 向 为 逆 时 针 转。求 见。依 据 矢 量 方 程（2）,作 加 速 度 矢 量 如 题 4.12答 案 图（三）c所 示,取 次 濡。由 图 可 知：因 与、重 合，%=0，则。3=0。4.13如 题 4.13图 所 示，设 已 知 乐=200mm,构 件 逆 时 针 转 动，q=3 0 皿 然，求 丫 6 及 火。题 4.13图 解：取 L=0.0 0 5%m，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 4.13答 案 图。所 示。题 4.13答 案 图（1）速 度 分 析（求 w）。30、勺=匕 2，即 勺=也 2=0 如=G X 0.2=0.1%，方 向 垂 直 于（2/。60V 8=V*2+V B A 2大 小？0.1?方 向 水 平 1O,A 铅 垂 取 4=0.0 0 5%作 速 度 矢 量 图 如 题 4.13答 案 图 b 所 示，由 图 可 知：Jb代 表 小；代 表 v配,则vB=p b pv=14.5x 0.005=0.073%方 向 为 水 平。（2）加 速 度 分 析（求 知）。+a Ba A 2a B AB A大 小 式 中 q?2”匕 方 向 水 平 水 平 向 右 垂 直 B23060|x 0.2=0.05%4 foiaBA2=2 3 配=2。2?BA2o A=2x x8x 0.005=0.041T/260/s2取=0.00125%m，作 加 速 度 矢 量 图 如 题 4.13答 案 图 c所 示，由 图 可 知:而 代 表/，则 ag 两=0.00125x5=0.00625%方 向 为 水 平 向 右。4.14如 题 4.14图 所 示 为 一 机 床 的 矩 形-V形 导 轨，已 知 拖 板 1 的 运 动 方 向 垂 直 于 纸 面，重 心 在 S 处，儿 何 尺 寸 如 图 所 示，各 接 触 面 间 的 滑 动 摩 擦 系 数/=0.1。求 V 形 导 轨 处 的 当 量 摩 擦 系 数 工。90。题 4.1 4图 解：作 用 于 导 轨 上 压 力 为、%。W=WX+W2根 据 力 矩 平 衡 条 件 可 知：作 用 在 左 右 导 轨 上 的 摩 擦 力 为 大、片 2-sin452sin45所 以 1F、,sin45c4.1 5如 题 4.1 5图 所 示，已 知 x=250mm,y=200mm,5 为 驱 动 力，耳 为 工 作 阻 力，转 动 副 力、6 的 轴 颈 半 径 为 r,当 量 摩 擦 系 数 为 力，滑 动 摩 擦 系 数 为/，忽 略 各 构 件 的 重 力 和 惯 性 力。试 作 出 各 运 动 副 中 总 反 力 的 作 用 线。题 4.15图 答：（1）求 麻、耳；。忽 略 各 构 件 的 重 量 和 惯 性 力，杆 2 为 二 力 杆，作 用 在 杆 2 上 的 两 个 力 反；和 耳;应 等 值、共 线、反 向。当 考 虑 摩 擦 后，该 二 力 不 通 过 较 链 中 心，而 与 摩 擦 圆 相 切。滑 块 3 向 下 移 动，连 杆 2 与 垂 直 导 路 的 夹 角 a 增 大，连 杆 2 相 对 于 滑 块 3 的 转 速 为 顺 时 针 方 向。所 以，服 对 轴 心 产 生 的 摩 擦 力 矩 为 逆 时 针 方 向。因 而 4 3 2应 切 于 摩 擦 圆 上 方。同 时，滑 块 1 左 移，角 减 小，为 顺 时 针 方 向，所 以”3 2对 轴 心 产 生 的 摩 擦 力 为 逆 时 针 方 向。因 而”12应 切 于 摩 擦 圆 下 方。由 于 文 与 不 应 共 线，因 此，它 们 的 作 用 线 应 是 A、B 两 点 摩 擦 圆 的 内 公 切 线，如 题 4.15答 案 图 所 示。题 415答 案 图（2）求 酩。取 滑 块 3 为 单 元 体，其 上 作 用 力 为 可、皈、耳 二，且 三 力 汇 交 于 一 点。弧 与 滑 块 3 的 速 度 E 的 夹 角 大 于 90,如 题 4.15答 案 所 示。（3）求“。取 滑 块 1 为 单 元 体，其 上 作 用 力 为 瓦、耳；、麻，且 三 力汇 交 于 一 点，耳;与 7 的 夹 角 大 于 9 0,如 题 4.15答 案 图 所 示。4.16 一 校 链 四 杆 机 构 中，lBC=500mm,/CD=350mm,=300mm,/。为 机 架。试 问：（1）若 此 机 构 为 双 曲 柄 机 构，且 A B为 曲 柄，求 心 的 最 大 值。（2）若 此 机 构 为 双 曲 柄 机 构，求 心 的 最 小 值。（3）若 此 机 构 为 双 摇 杆 机 构，求 心 的 取 值 范 围。解：结 构 简 图 如 题 4.16答 案 图 所 示。（1）若 为 曲 柄 拴 杆 机 构，则 A B为 最 短，且 代 入 已 知 量 求 解 得，可 得 出 3 2450mm要 满 足 上 述 二 种 情 况，1AB的 最 小 值 应 为 450mm。（3）若 为 双 摇 杆 机 构，则 只 能 是 不 满 足 杆 长 之 和 的 条 件，即 为 最 短 杆 与 最 长 杆 长 度 之 和 大 于 其 它 两 杆 长 度 之 和。当 如 为 最 短 时，由 于。B+/BC+%，可 得 出 L 1 5 0 m m；当 如 为 最 长 时，由 于 如+凄%）+如，可 得 出%1 5 0 m m,又 由 于，AB IBC+、CD+AD 可 得 出 如 150nlm O 当 狐 lAB lAB+lcD,可 得 出 加 450mm要 满 足 上 述 三 种 情 况，3 的 取 值 范 围 为 150mm lAB 450mm或 550mm 加 1150mm。4.17已 知 较 链 四 杆 机 构（如 题 4.17图 所 示）各 构 件 的 长 度，试 问：（1）这 是 饺 链 四 杆 机 构 基 本 形 式 中 的 何 种 机 构？（2）若 以 A B 为 原 动 件，此 机 构 有 无 急 回 特 性？为 什 么？（3）当 以 A B 为 原 动 件 时，此 机 构 的 最 小 传 动 角 出 现 在 机 构 何 位 置（在 图 上 标 出）？题 4.17图 答：（1）因 为 加+展&,+/8,且 又 以 最 短 杆 AB的 邻 边 为 机 架，则 此 机 构 为 曲 柄 摇 杆 机 构。（2）有。因 为 以 AB为 原 动 件 时，此 机 构 为 曲 柄 摇 杆 机 构。（3）匕 而 出 现 在 曲 柄 与 机 架 共 线 时 的 位 置，如 题 4.17答 案 图 所 示，取 比 例 尺 4=。-001%1m，由 图 可 得 出 一=180f 或 者 vmin=心。题 4.17答 案 图 4.18如 题 4.18图 所 示 的 偏 置 曲 柄 滑 块 机 构，已 知 行 程 速 度 变 化 系 数 K=1.5,滑 块 行 程=50mm,偏 距 e=20mm,试 用 图 解 法 求：（1）曲 柄 长 度 3 和 连 杆 长 度。一（2）曲 柄 为 原 动 件 时 机 构 的 最 大 压 力 角 6“ax和 最 大 传 动 角 入（3）滑 块 为 原 动 件 时 机 构 的 死 点 位 置。解：求 3、iBC-）板 位 夹 角。=180=36。K+1作 图 如 题 4.18答 案 所 示，取 可 测 得：AC=27mm;AC2=70mm o 又 a+b=ACz；b-a=AC1,代 入 4 G、4 G 值 后，联 立 求 得：a=21.5mm,/?=48.5mm。（说 明：设 力 B=3C=b。将 原 位 置 图 旋 转 180 后 作 图）题 4 1 8 答 案 图 结 论：*=1x21.5=21.5mmrgc-pL-b=1x48.5=48.5mm（2）求 区 皿 和%。由 图 可 知:a=arcsi.n-e-l-.R-s-i-n(-p1 BC当 夕=90。时，a 为 最 大 值，即,e+/.-sin 90max=arcsin一 号-BC=arcsin 2 0+2 1,5 58.848.5当 e=270时,a 为 最 小 值,即.e+l,B-sin 270m,=arcsin 一%-=arcS1n1 2-2 1-5 1=1.7748.5%=9 0-=90-1/77 88.23（3）滑 块 为 原 动 件 时，机 构 的 死 点 位 置 为 4 5 1 G和 4.19设 计 校 链 四 杆 机 构（如 题 4.19图 所 示），已 知 机 架 长&,=600mm,要 求两 连 架 杆 的 三 组 对 应 位 置 为:例=130和=110、及=80和 匕=70、/=45和=30。，连 架 杆 A B 的 长 度 lAB=200mm,连 架 杆 C D 上 的 标 线 D E 的 长 度 可 取 为 展=400mm,试 设 计 此 四 杆 机 构。题 4.19图 解：（1）取 4=。0 1 m，按 给 定 条 件 作 出 AB、D E 的 三 组 位 置，并 连 接 DB2 和 DB3 O（2）用 反 转 法 将。易、。员 分 别 绕 D 点 反 转%-%=40,%-%=80,得 出 与、B；点。（3）分 别 作 8声 2、斗 鸟 垂 直 平 分 线 九、原 交 于 G 点，连 接 即 为 该 校 链 四 杆 机 构，如 题 4.19答 案 图 所 示。题 4.19答 案 图(4)由 题 4.19答 案 图 测 得：=70mm,CQ=25mm。杆 8 C、C D的 长 度%D为 lR C C-B1.C.冉-70 x10=700mm1*LlCD=CD=25x10=250mm4.2 0如 题 4.20图 示 所 示 为 一 双 联 齿 轮 变 速 装 置，用 拔 叉 D E操 纵 双 联 齿 轮 移 动。现 拟 设 计 一 四 杆 机 构 ABCD操 纵 拔 叉 的 摆 动。已 知 条 件 是:机 架&,=100mm,较 链 A、D 的 位 置 如 题 4.2 0图 所 示，拔 叉 滑 块 行 程 为 3 0 m m,拔 叉 尺 寸 的=40mm，固 定 轴 心 D在 拔 叉 滑 块 行 程 的 垂 直 等 分 线 上。又 在 此 四 杆 机 构 ABCD中 构 件 A B为 手 柄，当 手 柄 垂 直 向 上 位 于 位 置 时，拔 叉 处 于 与 位 置,当 手 柄/片 逆 时 针 转 过 6=90处 于 水 平 位 置 AB2时,拔 叉 处 于