《机械设计基础》答案及解析.docx
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《机械设计基础》答案及解析
《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—1
自由度为
F=3n_（2PlPh_P'）_F'
=39-（2121-0）-1
=1
或：
F=3n-2Pl-FH
=38-211-1
=24-22-1
=1
1—10
自由度为：
F=3n_（2Pl+Ph_P'）_F'=310-（21412-2）-1=30-28-1
=1
或：
F=3n-2Pl-Ph
=39-212-12
=27-24-2
=1
1—11
F=3n-2Pl-Ph
=34-24-2
二2
1—13:
求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。
国1汉P14p3=⑷3“P34P13
叫幌4只3〔4
⑷3|p4P13|1
1—14：
求出题1-14图正切机构的全部瞬心。
设-=1Orad/s，求构件3的速度v3。
100
V3=vP13=国4R4R3=10汉200=2000mm/s
1-15:
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
用瞬心法求轮1与轮2的角速度比「1/「2。
构件1、2的瞬心为P12
P24、P14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心
叫汉P14p2=⑷2*P24P12
P24p2
p4P12
第二章平面连杆机构
2-
双曲柄机构还是
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。
（1）双曲柄机构
（2）曲柄摇杆机构
（3）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。
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=210°
则空回程曲柄的转角笃=150°
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.
n5r
12
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
二-^l1180^0^180^16.3640
K12.2
X7t
it■
AI
『-i
比例5:
曲柄长23.9^连杆收58.37
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。
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，乙=19，z^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：
项目及计算公式
齿轮1
齿轮2
分度圆直径
d=mz
57
123
齿顶咼
ha=h；m（h；=1）
3
3
齿跟高
hf=hfm（h；=1.25）
3.75
3.75
顶隙
c=c*m（C*=0.25）
0.75
0.75
中心距
a=（mz+mz2）/2
90
齿顶圆直径
da=d+2ha
63
129
齿跟圆直径
df=d-2hf
49.5
115.5
基圆直径
db=dcosa（a=20°）
53.5625
115.5822
齿距
p=nm
9.42
齿厚
s=p/2
4.71
齿槽宽
e=p/2
4.71
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z1=20,z2=60,
求模数和分度圆直径。
解：
由a=（mz1mz2）/2可得
2a2160
80
m=一
z1z22060
则其分度圆直径分别为
d1=mz1=420=80mm
d2二mz2=460=240mm
4-3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da-135mm，求该轮的
模数。
解:
da=d2ha二mz2h；m=m（z2h；）
正常齿制标准直齿圆柱齿轮：
h；=1
则有
da135135「
m*5mm
z2ha25227
4-6已知一对内啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m=4mm，z^20，z^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（z2_zJ/2=4（60_20）/2=80mm
齿轮2为内齿轮，所以有
d2二mz2=460=240mm
da2=d?
-2ha=240-24-240-8=232mm
df2=d22hf=2402（1.254）=24025=250mm
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1的转向如图所示，试判断蜗轮2和蜗
轮3的转向，用箭头表示。
2f
5-2在题5-2图所示轮系中，已知乙=15,z2=25,z2‘=15,z3=30,z3‘=15,z4=30,
z4‘=2（右旋），z5=60,乙‘=20（m=4mm），若片=500r/min，求齿条6线速度v
的大小和方向。
解：
i15
ni
n5
Z5Z4Z3Z2
25303060
=200
Z1Z2'Z3'Z4'
1515152
200200
=200r/min
JT
-'5'
'2・55rad/s
6012
60
mz$420“
「5'一2
40mm
2
ji
v6二5'r5'=4010.5mm/s
12
方向为水平向右。
5-9在题5-9图所示差动轮系中,
已知各轮的齿数
z^—30，Z2=25，
z2'=20，Z3=75，
（箭头向下），求行星
齿轮1的转速为200r/min（箭头向上），齿轮3的转速为50r/min
架转速门円的大小和方向。
25
8
解：
在转化轮系中，各轮的转向如图中虚线箭头所示，则有
.hni-nHz2z32575
i13_n3-nH一一_3020
在图中，从给定的条件可知，轮
负，代入上式中，则有
200-nH25
-50-nh8
即1600-8nH=255025nH
于是解得
350“宀/
nH10.61r/min
33
其值为正，说明H的转向与轮1的转向相同。
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