《机械设计基础》杨晓兰版机械工业出版社课后习题答案.docx

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《机械设计基础》杨晓兰版机械工业出版社课后习题答案

第十三章习题册参考答案

绪论

0-1判断题

（1）×

（2）×（3）×（4）√（5）√（6）×（7）×

0-2填空题

（1）确定的相对

（2）机械（3）零件（4）构件

0-3选择题

（1）A

（2）A（3）A（4）A（5）A

一、机构的自由度

1-1判断题

（1）×

（2）√（3）×（4）×（5）×（6）×（7）√

（8）√（9）×（10）√（11）√（12）×（13）×（14）×

1-2填空题

（1）运动副

（2）独立（3）2（4）低（5）机构自由度（6）机架

1-3选择题

（1）A

（2）A（3）A（4）A（5）A（6）A（7）A

（8）A（9）A（10）A（11）A（12）A（13）A

1-4解：

a）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1

b）F=3n－2pl－ph=3×5－2×7－0=1

c）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1

d）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1

e）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1

f）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1

g）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1

1-5解：

a）F=3n－2pl－ph=3×5－2×7－0=1

b）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2pl－ph=3×8－2×11－1=1

c）E处存在复合铰链，F=3n－2pl－ph=3×5－2×6－1=2

d）F=3n－2pl－ph=3×6－2×8－1=1

e）滚子中心存在局部自由度，两移动副处之一为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链

F=3n－2pl－ph=3×9－2×12－2=1

f）齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2pl－ph=3×4－2×4－2=2

g）F=3n－2pl－ph=3×3－2×3－0=3

h）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2pl－ph=3×3－2×3－2=1

i）中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链，=3n－2pl－ph=3×7－2×10－0=1

j）左边部分全为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2pl－ph=3×5－2×7－0=1

1-6解：

a）该构件组合为机构，因为该组合自由度F=3n－2pl－ph=3×4－2×5－1=1>0

b）该构件组合不是机构，因为该组合自由度F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－1=0

c）该构件组合不是机构，因为该组合自由度F=3n－2pl－ph=3×4－2×6－0=0

d）该构件组合为机构，因为该组合自由度F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1>0

二、平面连杆机构

2-1判断题

（1）×

（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×（7）√

（8）√（9）√（10）×（11）×（12）√（13）×（14）×

（15）√（16）×（17）×（18）√（19）×（20）√（21）×

（22）×（23）×（24）×（25）√

2-2填空题

（1）低

（2）转动（3）3（4）连杆，连架杆（5）曲柄，摇杆

（6）最短（7）曲柄摇杆（8）摇杆，连杆（9）2（10）＞

（11）运动不确定（12）非工作时间（13）惯性（14）大

（15）中的摆动导杆机构有，中的转动导杆机构无（16）机架（17）曲柄

（18）曲柄滑块（19）双摇杆（20）双曲柄机构（21）无，有

2-3选择题

（1）A

（2）C（3）B（4）A（5）B（6）B（7）A

（8）C（9）A（10）A（11）A（12）C（13）C（14）A

（15）A（16）A（17）A（18）A（19）A（20）A（21）A

2-4解：

a）双曲柄机构，因为40+110<70+90，满足杆长条件，并以最短杆为机架

b）曲柄摇杆机构，因为30+130<110+120，满足杆长条件，并以最短杆的邻边为机架

c）双摇杆机构，因为50+100>60+70，不满足杆长条件，无论以哪杆为机架都是双摇杆机构

d）双摇杆机构，因为50+120=80+90，满足杆长条件，并以最短杆的对边为机架

2-5解：

（1）由该机构各杆长度可得lAB+lBC＜lCD+lAD，由此可知满足杆长条件，当以AB杆或AB杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在

（2）以lBC或lAD杆成为机架即为曲柄摇杆机构，以lAB杆成为机架即为双曲柄机构，以lCD杆成为机架即为双摇杆机构

2-6解：

（1）曲柄摇杆机构

由题意知连架杆CD杆不是最短杆，要为曲柄摇杆机构，连架杆AB杆应为最短杆（0

（2）双摇杆机构

由题意知机架AD杆不是最短杆的对边，要为双摇杆机构应不满足杆长条件

①AB杆为最短杆（0lCD+lAD，由此可得150mm

②AB杆为中间杆（300mm≤lAB≤500mm）时，lAD+lBC>lCD+lAB，由此可得300mm≤lAB<450mm

③AB杆为最长杆（500mm≤lAB<1150mm）时，lAB+lAD>lCD+lBC，由此可得550mm

由此可知：

150mm

（3）双曲柄机构

要为双曲柄机构，AD杆必须为最短杆且应满足杆长条件

①AB杆为中间杆（300mm≤lAB≤500mm）时，lAD+lBC≤lCD+lAB，由此可得450mm≤lAB≤500mm

②AB杆为最长杆（500mm≤lAB<1150mm）时，lAB+lAD≤lCD+lBC，由此可得500mm≤lAB≤550mm

由此可知：

450mm≤lAB≤550mm

2-7解：

a）b）

c）d）e）

各机构压力角和传动角如图所示，图a）、d）机构无死点位置，图b）、c）、e）机构有死点位置

2-8解：

用作图法求解，主要步骤：

（1）计算极位夹角：

（2）取比例尺μ=0.001m/mm

（3）根据比例尺和已知条件定出A、D、C三点，如图所示

（4）连接AC，以AC为边作角的另一角边线，与以D为圆心、摇杆DC为半径的圆弧相交于C1和C2点，连接DC1和DC2得摇杆的另一极限位置（两个）

（5）从图中量得AC=71mm，AC1=26mm，AC2=170mm

（6）当摇杆的另一极限位置位于DC1时：

，

（7）当摇杆的另一极限位置位于DC1时：

，

答：

曲柄和连杆的长度分别为22.5mm、48.5mm和49.5mm、120.5mm。

2-9解：

用作图法求解，主要步骤：

（1）计算极位夹角：

（2）取比例尺μ=0.001m/mm

（3）根据比例尺和已知条件定出滑块的两极限位置C1、C2两点，如图所示

（4）连接C1C2，以C1C2为直角边作直角三角形C1C2P，使∠C1C2P=90°－θ=73.6°

（5）以C2P为直径作圆O

（6）将C1C2偏移e值，与圆O交于A点，连接AC1和AC2，

（7）从图中量得AC1=34mm，AC2=82mm，则：

，

答：

曲柄和连杆的长度分别为24mm和58mm。

2-10解：

用作图法求解，主要步骤：

（1）计算极位夹角：

（2）取比例尺μ=0.002m/mm

（3）根据比例尺和已知条件定出机架AC，如图所示

（4）根据摇杆的摆角等于极为夹角作出摇杆的两极限位置

（5）过A点作摇杆两极限位置的垂线，得垂足点B1、B2

（6）从图中量得AB1=23mm，则

答：

曲柄的长度为26mm。

2-11解：

用作图法求解，主要步骤：

（1）计算极位夹角：

（2）取比例尺μ=0.001m/mm

（3）根据比例尺和已知条件定出D、C1、C2三点，如图所示

（4）过D点作C1D的垂线，并与C1C2的连线交于A点

（5）从图中量得AD=220mm，AC1=234mm，AC2=180mm，则：

，，

答：

曲柄的长度为27mm，连杆的长度为207mm，机架的长度为220mm。

三、凸轮机构

3-1判断题

（1）√

（2）×（3）√（4）×（5）×（6）×（7）×

（8）×（9）√（10）√（11）√（12）√（13）√（14）√

（15）×（16）√（17）√（18）√（19）×

3-2填空题

（1）使用

（2）盘形（3）凸轮轮廓（4）变曲率（5）行程

（6）行程（7）轮廓（8）凸轮的转角，从动件的位移（9）最小

（10）法线（11）大（12）等速（13）小（14）许用压力角

（15）低（16）大（17）大（18）内凹

（19）抛物线（20）刚性

3-3选择题

（1）B

（2）A（3）A（4）A（5）A（6）C（7）A

（8）A（9）A（10）A（11）A（12）A（13）A（14）A

（15）A（16）A（17）B（18）A（19）A（20）C（21）D

（22）A（23）B（24）D（25）B（26）B（27）C

3-4解：

（1）凸轮的基圆和基圆半径的标注如图所示

（2）从动件的位移线图s-t和升程h的标注如图所示

3-5解：

凸轮的位移线图如图所示。

3-6解：

（1）凸轮的位移线图如图所示

（2）凸轮的位移线图如图所示

3-7解：

所设计对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构如图所示

3-8解：

所设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示

3-9解：

各凸轮机构中b、c点的压力角如图所示

四、间歇运动机构

4-1判断题

（1）√

（2）√（3）×（4）√（5）√（6）×（7）×（8）×

4-2填空题

（1）周期性

（2）棘轮（3）内（4）2（5）锯

4-3选择题

（1）A

（2）A（3）A（4）A（5）A（6）A（7）A

（8）A（9）A（10）A（11）A

五、联接

5-1判断题

（1）×

（2）√（3）√（4）×（5）√（6）√（7）×

（8）×（9）×（10）×（11）×（12）√（13）×（14）×

（15）×（16）×（17）√（18）×（19）×（20）√

5-2填空题

（1）牙型

（2）大（3）越高（4）自锁性（5）4（6）螺钉

（7）拧紧力矩（8）防松（9）一致（10）摩擦（11）直线

（12）梯形（13）传力，传导，调整（14）右（15）轴和毂，挤压

（16）轴的直径，轴头（17）A，B，C，C（18）增加键的长度

（19）B（20）80

5-3选择题

（1）B

（2）A（3）A（4）C（5）D（6）C（7）B

（8）A（9）A（10）D（11）B（12）A（13）B（14）B

（15）C（16）A（17）B（18）A（19）A（20）B（21）A

（22）B（23）A（24）B（25）C（26）B（27）D（28）B

（29）C（30）A（31）A（32）A（33）A（34）D（35）A

（36）A（37）A（38）A（39）A（40）A（41）A（42）B

（43）A（44）D（45）A

5-4