《机械设计基础》作业答案第一章平面机构的自由度和速度分析1 —11 - 21 —31 —41 —5自由度为：F 3n (2P L P H P') F'3 7 (2 9 1 0) 121 19 11或：F 3n 2P L P H3 6 2 8 111-6自由度为F 3n (2P L P H P') F'3 9 (2 12 1 0) 11或：F 3n 2P L F H3 8 2 11 124 22 111 —10自由度为：F 3n (2P L P H P') F'3 10 (2 14 1 2 2) 130 28 11或：F 3n 2P L P H3 9 2 12 1 227 24 211 —11F 3n 2P L P H3 4 2 4 221 —13:求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1 R4R3 3 卩34只31、3的角速度比。
1 - 14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。
设1 10rad/s，求构件3的速度v3。
100v3v P13 1P14P310 200 2000mm/s1- 15:题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试1 R4p2 2 B4R2IP 24R 2I 2r 2IR 4P 12I r 11 10rad /s ，求机构全部瞬心、滑块速度 g 和连杆角速度1 P 4P 3I 10 AC tan BCA 916.565mm/sR 4R2 1 _100_10_ 2.9rad P 24R22 AC 1001 — 17:题1-17图所示平底摆动从动件凸轮 1为半径r 20的圆盘,圆盘中心 C 与凸轮回 转中心的距离l AC 15mm , l AB 90mm ,1 10rad /s ，求 00和 1800时，从动件角速度 2的数值和方向。
1 — 16 :题1-16图所示曲柄滑块机构，已知:1AB 100mm /s , I BC 250mm/s,在三角形ABC 中, BC sin 45°AB ------------- ,sin sin BCA BCA —, 5 cos BCA AC sin ABCBC sin 45° ，AC 310.7mm V 3 V p131 R4p 22 P24 P 2〔|P12 R3I|p2 P23I15 1090 152rad / s 方向如图中所示1 R2p3 2p2P23当1800时P2R3IP12P23IV——1.43rad / s90 15方向如图中所示第二章平面连杆机构2-1试根据题2-1图所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双摇杆机构。
(4)双摇杆机构2-3画出题2-3图所示各机构的传动角和压力角。
图中标注箭头的构件为原动件。
双曲柄机构还是(2)曲柄摇杆机构(3)双摇杆机构2-4已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动， 极位夹角B为300,摇杆工作行程需时 7s 。
试问: （1）摇杆空回程需时几秒？（ 2）曲柄每分钟转数是多少？解: （ 1 ）根据题已知条件可得：工作行程曲柄的转角1 2100 则空回程曲柄的转角2 1500摇杆工作行程用时 7s ，则可得到空回程需时:（2）由前计算可知，曲柄每转一周需时12s ，则曲柄每分钟的转数为 60 .n 5r12 2-5设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，如题 2-5图所示，要求踏板 CD 在水平位置上下各摆100,且l CD 500mm,l AD 1000mm 。
（ 1）试用图解法求曲柄 AB 和连杆BC 的长度；（2） 用式（2-6）和式（2-6 ）计算此机构的最小传动角。
t 2150° (210°/7)解:以踏板为主动件，所以最小传动角为0度。
2-6设计一曲柄摇杆机构。
已知摇杆长度l3 100mm，摆角300，摇杆的行程速比变化系数K 1.2。
（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）用式（2-6 ）和式（2-6 ）确定机构最小传动角min （若min 35°，则应另选铰链A的位置，重新设计）。
解：由K=1.2可得极位夹角H18。
0劈18。
0何364。
2-7设计一曲柄滑块机构，如题2-7图所示。
已知滑块的行程s 50mm，偏距e 16mm,行程速度变化系数K 1.2，求曲柄和连杆的长度。
解：由K=1.2可得极位夹角^^180° 歿180°16.3640K 1 2.2八s=50连杆民58,372-8设计一摆动导杆机构。
已知机架长度丨4 100mm，行程速度变化系数K 1.4，求曲柄长解：由K=1.4可得极位夹角H180。
£180° 300由驱£5.占占2-10设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的起闭机构。
已知炉门上两活动铰链的中心距为50mm炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示），设固定铰链安装在yy轴线上，其相关尺寸如题图2-10图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。
比恒£：AE?桧€7.34^CX i 13.088肋£ f)5 7422-12已知某操纵装置采用铰链四杆机构。
要求两连架杆的对应位置如题,45°，,52010' ； , 900，,82010' ； , 135°， 度I AD 50mm ，试用解析法求其余三杆长度。
解：由书35页图2-31可建立如下方程组:l 1 cos l 2cos l 4 l 3cos l 1 sinl 2 sin l 3 sin消去3,并整理可得:于是可得到cosP 3 P 2 cos R cos(分别把两连架杆的三个对应转角带入上式， 可得到关于P 1、P 2、 程组。
可解得：R 0.7333 P 2 1.48447 P 3 0.20233 I 450，再由(1)、(2)、(3),可解得:11 24.700mm 12 62.887 mm 13 36.667 mmcosI 42 I 2 I 12I,令:I 3匸P 2P3I4 I" 2I 1I 4I 3 cosI 113cos 14(1)I"2I 1I 4(2)(3)2-12图所示,112010';机架长P3由三个方程组成的方第三章凸轮机构3-1题3-1图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知AB段为凸轮的推程廓线，试在图上标注推程运动角①。
3-2题3-2图所示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮是一个以C点为圆心的圆盘,试求轮廓上D点与尖顶接触是的压力角，并作图表示。
3-4设计题3-4图所示偏置从动件盘形凸轮。
已知凸轮以等角速度顺时针方向回转，偏距e 10mm，凸轮基圆半径r°60mm，滚子半径r r 10mm，从动件的升程h 30mm,1500, s 300, ' 1200, s 600，从动件在升程和回程均作简谐运动，试用图解法绘制出凸轮的轮廓并校核推程压力角。
解：(1)推程：推程角：150°从动件的位移方程：s -(1 cos—)2005001000150°s （mm）0 2.0127.9930(2)回程：回程角：'1200理论轮廓线比例仁1注：题3-6、3-7依次按上述步骤进行作图即可，不同的是：3-6为一摆动从动件盘形凸轮机构，3-7为一平底直动从动件盘形凸轮机构。
I004008001200 s' （mm）3027.99 2.010s于是可以作出如下的凸轮的理论轮廓曲线，再作一系列的滚子，绘制内包络线，就得到凸轮的实际轮廓曲线(略)从动件的位移方程：s' —[1 cos — (2 '）]第四章齿轮机构4-1已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m 3mm, z1 19 , z2 41，试计算这对齿轮的分度圆直径、齿顶高、齿跟高、顶隙、中心距、齿顶圆直径、齿跟圆直径、基圆直径、齿距、齿厚和齿槽宽。
解：4-2已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮的标准中心距 a 160mm，齿数乙20，z 60，求模数和分度圆直径。
解：由a （mz1 mz2）/2可得2a 2 160 320 ,m 4z1 z2 20 60 80则其分度圆直径分别为d1 mz1 4 20 80mmd2 mz2 4 60 240mm4-3已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿数z 25，齿顶圆直径d a 135mm，求该轮的模数。
解：d a d 2h a mz 2h a m m(z 2h a )正常齿制标准直齿圆柱齿轮： h ； 1 则有d ； 135 135 「m* 5mm z 2h；25 2 27200, m 5mm ,z 40,试分别求出分度圆、基 圆、齿顶圆上渐开线的曲率半径和压力角。
mz 5 40解：r100mm22r b r cos20° 93.969mm r ； r h a m 1005 105mm齿顶圆压力角:26.4990基圆压力角:cos b1r b00分度圆上齿廓曲率半径:r sin 20° 34.2mm齿顶圆上齿廓曲率半径：；r ； sin 26.499° 105 0.4462 46.85mm基圆上齿廓曲率半径：4-6 已知一对内啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m 4mm , z 1 20， z 2 60，试参照图4-1b 计算该对齿轮的中心距和内齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿跟圆直径。
解：该对齿轮为内啮合，所以有中心距 a m(z 2 z 1)/24 (60 20)/2 80mm4-4已知一正常齿制标准直齿圆柱齿轮 cos0.895a93.969105齿轮2为内齿轮，所以有d 2 mz 2 4 60 240mmd a2d 2 2h a 240 2 4240 8232 mm d f 2d 22h f240 2 (1.25 4)240 2 5250mm4-10试与标准齿轮相比较，说明正变位直齿圆柱齿轮的下列参数：m 、 、 '、d 、d'、s 、S f 、h f 、d b ，哪些不变？哪些起了变化？变大还是变小？解：4-11已知一对正常齿渐开线标准斜齿圆柱齿轮， i ， ，m n 4mm ，试计算其螺旋角、端面模数、分度圆直径和齿跟圆直径。
解：对外啮合的斜齿轮中心距为d a1 d 1 2h a d 1 2m n 103.0413 mma © d 2) /2 m t ⑵ z 2) /2m n (Z ! Z 2) 2 coscos242 0.968250所以14.53370代入已知参数可得m n 端面模数m tcos4.1322 mmd 1m t Z 1 m n Z 1cosd 2m n Z 2m t Z 2cos分度圆直径分别为齿顶圆直径分别为95.0413 mm404.9587 mmd a2d22h a d22m n412.9587 mm齿跟圆直径分别为d fl d12h f d i 2.5m n85.0413 mm d f 2d22h f d2 2.5m n394.9587 mm第五章轮系5-1在题5-1图所示双级蜗轮传动中，已知右旋蜗杆轮3的转向，用箭头表示。