机械设计基础(陈立德第三版)课后答案2(1-18章全).pdf

目 录 第 1章 机 械 设 计 概 述.1第 2 章 摩 擦、磨 损 及 润 滑 概 述.3第 3 章 平 面 机 构 的 结 构 分 析.12第 4 章 平 面 连 杆 机 构.16第 5 章 凸 轮 机 构.36第 6 章 间 歇 运 动 机 构.46第 7 章 螺 纹 连 接 与 螺 旋 传 动.48第 8 章 带 传 动.60第 9 章 链 传 动.73第 10章 齿 轮 传 动.80第 11章 蜗 杆 传 动.112第 12章 齿 轮 系.124第 13章 机 械 传 动 设 计.131第 14章 轴 和 轴 毂 连 接.133第 15章 轴 承.138第 16章 其 他 常 用 零、部 件.152第 17章 机 械 的 平 衡 与 调 速.156第 18章 机 械 设 计 C A D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 几 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 一 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 几 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 儿 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 几 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。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 较 链、局 部 自 由 度、虚 约 束。3.3 机 构 运 动 筒 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 卜 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 几 个 原 动 件？题 3.4 图 答：a）=9,4=1 3,吊=0 代 入 式（3.1）中 可 得 尸=3 一 2兄 一 吊=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=3,=3,吊=2,代 入 式（3.1）中 可 得 F=3n-2PL-Ptl=3x3-2x3-2=l此 机 构 要 具 有 确 定 的 运 动，需 要 有 一 个 原 动 件。c）n=5,片=7,4=0 代 入 式（3.1）中 可 得尸=3 2兄 一&=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。a)b)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:）b）题 3.5答 案 图 l?la）：=3,6=4,与=0,则 尸=3-2或 一 耳=1；图 b）：=3,=4,弓=0,则 E=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）。题 3.6图 解：a)：n=7,4=10,7=0 oF=3n-2PL-PH=3x7-2x10=1运 动 确 定。b)=5,凡=7,=0F=3n-2PL-与=3x5-2x7=1运 动 确 定 c)n=7,/=10,此=0。尸=3 一 2片 一 耳=3x7-2x10=1运 动 确 定 d)=4,=4,与=2。厂=3-2-4|=3x4 2x4 2=2运 动 确 定。e)n=3,/=4,吊=0。F=3n-2Pl-PH=3x3-2x4=l运 动 确 定。f)n 5,=7,1=0。尸=3 一 2兄 一 4=3x5 2x7=1运 动 确 定。g)=9,吊=12,4=2。F=3n-2PL-PH=3x9-2x12-2=1运 动 确 定 h)=9,=12,=0。尸=3 2虻 一 耳=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 一 滑 块，如 题 3.7答 案 图 c所 示。a)b)c)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（P。（2）总 反 力 与 相 对 运 动 方 向 或 相 对 运 动 趋 势 的 方 向 成 钝 角 90+0,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（尸=儿）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 卜 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。工 0 时，则 K 1,机 构 具 有 急 回 特 性。4.7 饺 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；K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 用 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。题 4.9图 解：取 长 度 比 例 尺，绘 制 简 图 如 题 4.9答 案 图 a所 示。b题 4.9答 案 图 解：（1）速 度 分 析。求 V B.山 图 可 知，vB=a)-A B,方 向 垂 直 于 指 向 与 s 的 转 向 一 致。求 V。.因 6 点 与 C点 同 为 构 件 2 上 的 点，故 有：c=L+VCB大 小？L B?方 向 水 平 AB 1 B C取 速 度 比 例 尺、,(m%1m)，作 速 度 矢 量 图 如 题 4.9 答 案 图 b所 示，则 江 代 表 七；be代 表 其 大 小 为 匕=，VC B=Hv,bc。求 ti)2。因“CB=0,/BC，则 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 d 点，连 接 p d 代 表 匕)，如 题 4.9 答 案 图 b 所 示，其 大 小 为%=、,/?，方 向 同 0 4。(2)加 速 度 分 析。求。8。由 已 知 条 件 可 知：aB=4；4=0。求 外。根 据 相 对 运 动 原 理，可 选 立 下 列 方 程 式 a c a B+a c B+a c B大 小】*B 8；/AB 方 向 水 平 B f A C T B 1 B C，作 加 速 度 矢 量 如 题 4.9答 案 图 c,则 由 代 表 为，而 代 表 a(CB o山 图 可 知，/=4 方 向 同 pc（水 平 向 左）；a c B=Na，。，方 向 同 cc。求 a1 o 因 Q2=%,】C B，则%=y=妥（方 向 为 逆 时 针）lCB 求 aD。大 小？=a B+D B+a 口 B华 IAB 0 2 IDB?方 向？B f A D t B 1 5 CPcD T C 1 5 CDd c(O；D B作 矢 量 图，如 题 4.9答 案 图 c所 示，可 见 西 代 表 a。由 图 可 见，ao=/V p W,方 向 同 两。4.10如 题 4.10图 所 示 的 钱 链 四 杆 机 构 中，已 知/心 I D 二 30mm,/O“L=75mm,lL cZ n-/=32mm,。=80?加，构 件 1 以 等 角 速 度=10rad/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 4；（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 aE o题 4.10答 案 图 求 以。%=助/=10 x0.03=0.3%,方 向 如 题 4.10答 案 图 a 所 示，且 求 oV C=V B+V c B大 小？0.3%?方 向 水 平 A.AB 1 BC取 4=0.01，%“，作 速 度 矢 量 图 如 题 4.10答 案 图 b所 示。因 心=0,故 在 速 度 图 中，e 与 极 点 p 相 重 合，即 三 角 符 号 为 ABCE 的 影 像，其 作 图 过 程 为：过 2 点 作 B E,万，过 C 点 作 五，其 交 点 即 为 E 点，如 题 4.10答 案 图 a所 示。求 g、3、及 ac o由 图 可 知，vCB=氏-be=0.01x33=0.33%,%=4 pc=0.01x38=0.38%。又 因=刃 2 心，y g%贝|J 2 1lC T=_2_=4.4 ra(y,方 向 为 逆 时 针。BC0.075/soCK_=_21=1 1 8 8ray,方 向 为 逆 时 针。3 lCD 0.032 人 a c Q c+a c Q+c B+c B大 小 g I C D?助“AB g，CB?方 向 C t D A.CD A C B 1 BC取“=0.1%,作 加 速 度 矢 量 图，如 题 4.10答 案 图 c所 示，则 谡 代 表/da-pc=0.1 x45=4.5m，方 向 pc。求。o 利 用 加 速 度 影 像 原 理，即 Abcd s AfiCE o 作 图 过 程 为：作 Acbe=4BCE,Ache=Z C B E,其 交 点 即 为 e,则 pe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 a2。由 图 可 知，4%=0.1x68.5=6.85%,又 因 则 drn 6.85%=-2 lCR 0.032Co2 4.11如 题 4.11图 所 示 为 一 四 杆 机 构，设 已 知 26A=400mm,lBC650mm，=3 5 0 m m,=120rad/min,求 当 O.A平 行 于 O2B 且 垂 直 于 A B 时 的 vc和 ac。梃 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。120 求 匕。匕=助 乙 4=一 相 x0.2=0.4m/s,方 向 垂 直 于 O/。求 为。因 B 点 与 A 点 同 为 构 件 2 上 的 点，故 有：v B=u“+v 人 大 小？0.4?方 向 1（725 A.OtA L A B取 速 度 比 例 尺 v=0.0 i m%m，作 速 度 矢 量 如 题 4/1答 案 图 b 所 示，由 图 司.知:vB=vA=Pa=Pb 求。因 为 乙=以，所 以 构 件 2 在 此 瞬 时 作 平 动，即 忆=叱=以=?。，(y,=0_ vB _ p b 人 4一 丁 工 740 x0.010.4方 向 为 顺 时 针 转。（2）加 速 度 分 析。求 心。由 已 知 条 件 可 知：=-lOiA=（）2 x 0.2=0.8/,方 向 幺-60/s4=0。求 勺。根 据 相 对 运 动 原 理，可 建 立 下 列 方 程 式 大 小？a-ln R?0.8 0?方 向？B T（V O2B B f O I B A取“=0.0 2 5%，作 加 速 度 矢 量 图 如 题 4.11答 案 图 c所 示，则 而 代 表/o 求 外。根 据 影 像 原 理 可 得 出：BA-.AC=ba-.ac,作 图 如 题 4.11答 案 图 c所 示,可 得 出 两 代 表%。=“72=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,c=120mm，曲 柄 A B 以 等 角 速 度 用=30rad/s顺 时 针 转 动。求：（1）当/84C=9（T 时，构 件 3 的 角 速 度?和 角 加 速 度%；（2）当 乙 480=90时，构 件 3 的 角 速 度 g 和 角 加 速 度；（3）当 a 480=180（B 点 转 于 A C 之 间）时，构 件 3 的 角 速 度 处 和 角 加 速 度 四。什 4：叩 O/2B,3题 4.12图 解：(1)当 N84C=9(r时，取 4=0903%m，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 412答 案 图(-)a所 示。题 4.12答 案 图(一)求 处。(1)大 小 方 向 A.BC 1A B BCVB 3 B?助 LB?取 M.=0.06%m，作 速 度 矢 量 图 如 题 412答 案 图(一)b 所 示，由 图 可 知：鬲 代 表 vB3,则g=BCB C M12x0.0645x0.0035.33叫 方 向 为 顺 时 针,且=叼。求 a?。a B 4 1 十 a R83a B+aB 3 B 2+a B 3 B(2)大 小 8 3 BC?G L B26y 2 y与 多?方 向 B T C 1 BC B T A 1 BC BC式 中 砧=；/8c=5.33 X 45x0.03=7.20%aB 1 就 1AB=302 x 0.06=54 rHA2%遇=2。2,=2%瑞 v=2x5.33x27x0.06=17.3%取 作 加 速 度 矢 量 图 如 题 4.12答 案 图（一）c所 示，由 图 可 知：代 表 砧，将 4 为 移 至 B 点，得:%*=Q=Q=222.6 啖 方 向 为 逆 时 针 转。（2）当 4 8 c=90时，取 L n O.O O S m，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 4.12答 案 图（二）。所 示。题 4.12答 案 图（二）求。3。依 据 矢 量 方 程（1），作 速 度 矢 量 图 如 题 4.12答 案 图（-）b 所 示，取、,=0.0 6%加 由 图 可 知：瓯 代 表 蚱 后，鬲=0，则 电=0。求。3。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=由 图 可 知：而 代 表 4 3,则%37x135x0.003=352.4 r%BC-NL方 向 为 逆 时 针 转。（3）当 NZBC=180时，取 L=O 0 3%m，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 4.12答 案 图（三）。所 示。a)b)c)题 4.12答 案 求。3。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 A=0 0 6,%1 m。由 图 可 知：代 表 丫 目 也，又 打、4 重 合，则 vBB=0,pb3代 表 v员，则 30 x0.063 lBC BC M 20X 0.003 4方 向 为 逆 时 针 转。求 依 据 矢 量 方 程（2）,作 加 速 度 矢 量 如 题 4.1 2 答 案 图（三）c 所 示，取=1=由 图 可 知：因 6；、a重 合，vBy=0,则。3=0。4.1 3 如 题 4.13图 所 示，设 已 知/。盟=200mm,构 件 逆 时 针 转 动，例=3 0%由，求 以 及 知。题 413图解：取 M=0.005味”，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 4.13答 案 图 a 所 示。C)题 4.13答 案 图(1)速 度 分 析(求 匕)。匕 n=办 2,即 匕 1.x0.2=0.1%,方 向 垂 直 于 0/。U B=V/2+V B大 小?0.1?方 向 水 平 LOtA 铅 垂 取 4=0.005 31 m，作 速 度 矢 量 图 如 题 4.13答 案 图 b所 示，由 图 可 知：9 代 表 以；不 代 表，则 vB=pb-/Jv=14.5 x 0.005=0.073%方 向 为 水 平。(2)加 速 度 分 析(求/)。a B=a A 2+a B A 2+a B A 2大 小？2 g 皿?方 向 水 平 4 f o i 水 平 向 右 垂 直 式 中 旬=行 八=(|x 0.2=0.05%.=2例%=2吗 v%=2 x 而 x 8 x 0.005=0.04%取“=0.00125%m，作 加 速 度 矢 量 图 如 题 4.13答 案 图 C所 示，山 图 可 知：河 代 表 则 而=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 人。题 4.14图 解：作 用 于 导 轨 上 压 力 为 幽、%。W=W,+W2根 据 力 矩 平 衡 条 件 可 知:wi=w2作 用 在 左 右 导 轨 上 的 摩 擦 力 为 耳、F24F Tsin4512sin450/W所 以 F=-fv sin45。4.15如 题 4.15图 所 示，已 知 x=250mm,y=200mm,4,为 驱 动 力，耳 为 工 作 阻 力，转 动 副 4、8 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 质、吊；。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 用 工 和“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&增 大，连 杆 2 相 对 于 滑 块 3 的 转 速 例 3为 顺 时 针 方 向。所 以，用 工 对 轴 心 产 生 的 摩 擦 力 矩 为 逆 时 针 方 向。因 而 纭 32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 心 32对 轴 心 产 生 的摩 擦 力 为 逆 时 针 方 向。因 而 心 12应 切 于 摩 擦 圆 下 方。山 于 质 与 品 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 4.15答 案 图(2)求 月 二。取 滑 块 3 为 单 元 体，其 上 作 用 力 为 乃、皈、弧，且 三 力 汇 交 于 一 点。耳;与 滑 块 3 的 速 度 兀 的 夹 角 大 于 90,如 题 4.15答 案 所 示(3)求 战。取 滑 块 1为 单 元 体，其 上 作 用 力 为 耳、皈、耳 二，且 三 力 汇 交 于 一 点，战 与 彳 的 夹 角 大 于 90,如 题 4.15答 案 图 所 示。4.16 一 1校 链 四 杆 机 构 中，已 知 4c=500mm,勉=350mm,lAD=300mm,A)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。的 最 小 值。(3)若 此 机 构 为 双 摇 杆 机 构，求 3 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 心+展 北 D+&代 入 已 知 量 求 解 得 如 W 1 5 0 m m,则 3 的 最 大 值 为 150mm。(2)若 为 双 曲 柄 机 构，则 A D 应 为 最 短，且：当 AB为 最 长 时，由 于 狐+L W/B C+/C D，可 得 出 550mm。当 AB不 是 最 长 时，由 于 九+心 4如+/6，可 得 出 如 2 450mm要 满 足 上 述 二 种 情 况，3 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 加 为 最 短 时，由 于/+心 可 得 出 L 150m m;当 加 为 最 长 时，由 于 3+心&可 得 出 3 1 5 0 m m,又 由 于 I*B IBC+18+/A D，可 得 出(AB 11 50mm o 当 儿 如 3+蒯，可 得 出 3 4 5 0m m要 满 足 上 述 三 种 情 况，如 的 取 值 范 围 为 150mme鲍 450mm或 550mm 1AB 1150mm。4.17已 知 钱 链 四 杆 机 构(如 题 4.17图 所 示)各 构 件 的 长 度，试 问：(1)这 是 较 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 3+展 晨+%，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）%”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 L N OOI/M，由 图 可 得 出%i n=180-次 或 者 i n=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 无=50mm,偏 距 e=20mm,试 用 图 解 法 求:(1)曲 柄 长 度 金 和 连 杆 长 度(2)曲 柄 为 原 动 件 时 机 构 的 最 大 压 力 角 品 稣 和 最 大 传 动 角。(3)滑 块 为 原 动 件 时 机 构 的 死 点 位 置。解：(1)求 心、展。板 位 夹 角 0=180。与 2=3 6。K+1作 图 如 题 4.18答 案 所 示，取 可 测 得：AC=27mm;4G=70mm。又 a+b=AC2;h-a=/C】，代 入/C 1、AC2 值 后，联 立 求 得：a=21.5mm,6=48.5mm。(说 明：设=BC=b。将 原 位 置 图 旋 转 180、后 作 图)y题 4.18答 案 图 结 论：如=/.a=1 x 21.5=21.5mm BC=/b=1 x 48.5=48.5mm(/2、)求 a 和”此。由 图 可 知：a=arcs.in.e.l-iti.s.i.n(DiiiciA rrmx j当=90时，a 为 最 大 值，即 amax=arcsin 四 3=arcsm 型 也;5 8 848.5当 夕=270时，a 为 最 小 值，即 ami=arcsine+/.s-sin 270.120-21.51，。-=arcsin-=1.77BC48.5k=9(r%1M=90L77=8823（3）滑 块 为 原 动 件 时，机 构 的 死 点 位 置 为 Z 8 C 和 ZB2c2。4.19设 计 校 链 四 杆 机 构（如 题 4.19图 所 示），已 知 机 架 长&,=600m m,要 求 两 连 架 杆 的 三 组 对 应 位 置 为：例=130和=110、%=80和=7 0、%=45和 匕=30,连 架 杆 A B的 长 度 加=200m m,连 架 杆 CD上 的 标 线 D E的 长 度 可 取 为/叱=400mm,试 设 计 此 四 杆 机 构。题 4 1 9图 解：取 L=0.0 i m/m,按 给 定 条 件 作 出 AB、D E的 三 组 位 置，并 连 接 D B2和 D B1。（2）用 反 转 法 将。与、D B3分 别 绕 D 点 反 转%-=40,弘-匕=80,得 出 B；、B；点。（3）分 别 作 BB；、B&；垂 直 平 分 线 生、%交 于 点，连 接 AByCyD,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：61G=70m m,C Q=25m m。杆 8 C、C D的 长 度/也、1 C D为 lBC=70 x10=700mmlCD=CtD/zL=25 x 10=250mm4.20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/仞=1 0 0 m m,较 链 A、D 的 位 置 如 题 4.20图 所 示，拔 叉 滑 块 行 程 为 30m m,拔 叉 尺 寸=a=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