机械设计基础(陈立德第三版)课后答案1(1-18章全).pdf

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1、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

2、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

3、 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

4、 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

5、 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

6、 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

7、 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

8、：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

9、 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

10、 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

11、 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

12、 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

13、）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）=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

14、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=10,4=0。F=3n-2PL-Pu=3x7-2x10=1运 动 确 定。b)=5,凡=7,=0F=3n-2PL-与=3x5-2x7=1运 动 确 定 c)=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

15、。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

16、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，

17、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

18、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 O（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

19、 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 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

20、 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.

21、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

22、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。题 4.9答 案 图 解：（1）速 度 分 析。求 V R.山 图 可 知，vB=co-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+vc大 小？

23、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

24、=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？;IA B；I AB?方 向 水 平 B T A C r 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）；方 向 同 cc。求 a1 o 因 Q)=%，1 C B，则%=乎=唔（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 t A D t B I B CPcD T C I B

25、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

26、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 H=0.0 1%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

27、 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 21 C T=_2_=4.4 ra(y,方 向 为 逆 时 针。lBC 0.075/soCK_=_21=1 1 8 8ray,方 向 为 逆 时 针。3

28、 lCD 0.032 人 u Q a Q+a b=a B+a B+c B大 小 g I C D?助“AB g，CB?方 向 C T D LCD A C T B 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 ABCE O 作 图 过 程 为：作 Acbe=/BCE,Zcbe=Z C B E,其 交 点 即 为 e,则 港 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

29、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

30、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：=-iOiA=()2X0.

31、2=0.8/,方 向 Z f q,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=6

32、0mm,c=120mm，曲 柄 A B 以 等 角 速 度 用=30rad/s顺 时 针 转 动。求：(1)当/84C=90时，构 件 3 的 角 速 度?和 角 加 速 度%；(2)当 4 8 0=90时，构 件 3 的 角 速 度 g 和 角 加 速 度；(3)当 4 8 C=180(B 点 转 于 A C 之 间)时，构 件 3 的 角 速 度 处 和 角 加 速 度 四。题 4.12图 解：(1)当 NB4C=90时，取 4=0-0 0 3%m，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 4 2 答 案 图(-)a所 示。题 4.12答 案 图(一)求 处。3=L 2+V 2(1)大 小？

33、方 向 V B C AB B C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,则口=%3=P 4=12x0.06=5 33rad/BC BC-内 45x0.003 s方 向 为 顺 时 针，且 2=。求 巴。a B y=a B y+a B 3=a B,+a B yB 2 S 3 B 2.（2）大 小 再,IB C 叼 一 2。2n8祖？方 向 B T C L B C L B C BC式 中 砧=；（c=5.33x45x0.03=7.20%aB2=co；.Im=3（）2 x 0.06=5 42若 避，=2。2，%遇=

34、2。3 也 4，、,=2x5.33x27x0.06=17.312取“=l%m，作 加 速 度 矢 量 图 如 题 4.12答 案 图（一）c所 示，由 图 可 知：代 表 心 j 将/移 至 B 点，得：一 力、_ b 匹 儿，BC BC,L30.05x145x0.003=222.6 出 方 向 为 逆 时 针 转。（2）当 乙 48c=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。求 口 3。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、,=0.06%加 由 图 可 知

35、：瓯 代 表 蚱 后，鬲=0，则 电=0。求 a?。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 4 48c=1807寸，取 1=0.003%。，画 出 机 构 的 位 置 图，如 题 4.12答 案 图（三）。所 示。题 4.12答 案 求。3。依 据 矢 量 方 程（1）4=S 0 6%m。由 图 可 知:则 _%3 一 选 从 3 k B C”方 向 为 逆 时 针 转。求 仁 3。依 据 矢 量 方

36、 程 C=由 图 可 知：因&4.1 3 如 题 4.13图 所 示，设 已 知。，作 速 度 矢 量 图 如 题 4.12答 案 图（三）b 所 示，取 瓯 代 表 也 生，又 4、&重 合，则 以 必=0,，瓦 代 表 也，30 x0.06 _,“-二-二 30吆 20 x0.0031）,作 加 速 度 矢 量 如 题 4.1 2 答 案 图（三）c 所 示，取、b；重 合，%=0，则 aj=0。1 4-200mm，构 件 逆 时 针 转 动，例=30啖 抽，求 以 及 火。才 芥 IZ Z Z J4 _ fZ Z T I B题 4.13图解：取 M=0.005味”，画 出 机 构 的 位

37、 置 图，如 题 4.13答 案 图 a 所 示。题 4.13答 案 图(1)速 度 分 析(求 为)。30%=乙 2,即 匕 I=匕 4 2=例=&x 0.2=0.1%,方 向 垂 直 于 O/。U B=V J 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 22。2 水 平 水 平

38、向 右 垂 宜 式 中 为 2=&1/取 r30k60 x 0.2=0.054 r o i。源=2例 VB A 2=2C O2-VB A Z=2 X X 8 X 0.005=0.04%?取“=0.0 0 125次 血，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.浑=0.00125x5=0.0 0 6 2 5%方 向 为 水 平 向 右。4.1 4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

39、 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 sin4504.1 5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 了，忽 略

40、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 4.1 5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

41、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 皈。取 滑 块 3 为 单 元 体，其 上 作 用 力 为 用、皈、%，且 三 力 汇 交 于 一 点。皈 与 滑 块 3 的 速 度 正 的 夹 角 大

42、 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、不、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 钱 链 四 杆 机 构 中，已 知%c=500mm,/=350mm,&,=3 0 0 m m,为 机 架。试 问：(1)若 此 机 构 为 曲 柄 摇 杆 机 构，且 A B 为 曲 柄，求/他 的 最 大 值。(2)若 此 机 构 为 双 曲 柄 机 构，求/相 的 最 小 值。(3)若 此 机 构 为 双 摇 杆 机 构，求/相 的 取 值 范

43、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 1AB+仁 川+%代 入 已 知 量 求 解 得/“B 1AD+1CD 可 得 出 配 150mm；当 心 为 最 长 时，由 于 L+/BC，可 得 出 乙 8 150mm,又 由 于/A“Dn C/+AU，可 得 AD出 1150mm 0 当，AD I AB AB+，CD,可 得 出/48 450mm要 满 足 上 述 三 种 情 况，心 的 取 值 范 围 为 150mm 的,450mm 或 550mm/1150mm4.17已 知 较 链 四 杆 机 构（如 题

44、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）？B15,题 4.1 7图 答：（1）因 为 小 IBU C D，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）

45、匕 1M出 现 在 曲 柄 与 机 架 共 线 时 的 位 置，如 题 4.1 7答 案 图 所 示，取 比 例 尺 0 0 0 1%n,由 图 可 得 出=180。一 或 者 n=心。题 4.17答 案 图 4.1 8如 题 4.1 8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%=50m m,偏 距 e=2 0 m m,试 用 图 解 法 求：（1）曲 柄 长 度 和 连 杆 长 度 0 c（2）曲 柄 为 原 动 件 时 机 构 的 最 大 压 力 角/a x 和 最 大 传 动 角 ax。（3）滑 块 为 原 动 件

46、 时 机 构 的 死 点 位 置。B解：(1)求 3、lBC oK-l板 位 夹 角 8=180=36K+l作 图 如 题 4.18答 案 所 示，取 L=1m咏 m，可 测 得：A Q=27mm;A C2=70mm 又 a+Z)=ZC?=,代 入、/G 值 后，联 立 求 得：a=21.5mm,/?=48.5mm。(说 明：设 48=。，B C=bo将 原 位 置 图 旋 转 180 后 作 图)题 4.18答 案 图 结 论：lAB=1x21.5=21.5mm1c=/b=1 x 48.5=48.5mm(2)求 am Hl aaA x 和 匕 l l 1l adxA。由 图 可 知：a=ar

47、cjsinlBC当*=90时，a 为 最 大 值，即 max=arcsine+/小 sin 90_J，_，BC=arcsin20+21.548.5=58.8当 夕=270时，a 为 最 小 值，即,e+l.,-sin 2700amin-arcsin-BC.120-21.51=arcsin-48.51.77嗔 x=90；=9 0 1.77=88.23。（3）滑 块 为 原 动 件 时，机 构 的 死 点 位 置 为 4 4 G 和 A B2C2。4.19设 计 钱 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

48、 为：0=130和%=110、科=80和 欧 2=70、/=45和=30,连 架 杆 A B 的 长 度 3=200mm,连 架 杆 C D 上 的 标 线 D E 的 长 度 可 取 为 lDE=400mm,试 设 计 此 四 杆 机 构。a题 4.19图 解：（1）取 4=0.01%m，按 给 定 条 件 作 出 A B、D E 的 三 组 位 置，并 连 接 D B2和 DB.。(2)用 反 转 法 将。层、。员 分 别 绕 D 点 反 转%-=40。,%-%=80,得 出 为、B；点、。(3)分 别 作 用 层、层 名 垂 直 平 分 线 如、原 交 于 G 点，连 接/4 G。，即

49、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：8G=70mm,C=25mm。杆 B C、CD 的 长 度/叱、1 CD为 c=A G L=70 x 10=700mmlCD=CXD.L=2 5 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 DE 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 4.20图 所 示，拔

50、 叉 滑 块 行 程 为 30mm,拔 叉 尺 寸/0=*=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 g 位 置，当 手 柄/与 逆 时 针 转 过 6=90”处 于 水 平 位 置 AB?时，拔 叉 处 于 当 位 置。试 设 计 此 四 杆 机 构。题 4.20图 解：如 题 4.20答 案 图 所 示，取 4=0 0 0 2%1m，利 用 刚 化 反 转 法，连 接,令 4 G绕 A 点 反 转。角 得。2 点，作