机械设计基础4－习题及解答 朱龙英 - 第1--7章.doc

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第1章绪论

1-1机器的特征是什么？机器和机构有何区别？

[解]1）都是许多人为实物的组合；

2）实物之间具有确定的相对运动；

3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

1-2构件和零件的区别是什么？指出缝纫机的通用和专用零件。

[解]构件是运动的基本单元，而零件是制造的基本单元。

缝纫机上的通用零件有：螺丝、螺母、齿轮等，专用零件有：曲轴、凸轮、飞轮、脚踏板等。

1-3机械零件常用的材料有哪几类？

[解]有钢、铸铁、有色金属、非金属材料等。

1-4机械零件的主要计算准则有哪些？

[解]有强度准则、刚度准则、寿命准则和振动稳定性准则。

1-5机械零件结构工艺性的基本要求有哪些？

[解]1）选择合理的毛坯；2）结构简单、便于加工；3）便于装折和维修。

1-6为什么在设计机械时要尽量采用标准零件？

[解]使用标准零件，可以简化设计工作，可以有效地组织现代化生产，提高产品质量，降低成本，提高劳动生产率。

第2章平面机构运动简图及其自由度

2-1一个在平面内自由运动的构件有多少个自由度？

[解]有3个自由度。

2-2在平面内运动副所产生的约束数与自由度有何关系？

[解]约束数+自由度=3

2-3如何判别有构件和运动副组成的系统是否具有确定的相对运动？

[解]自由度数=原动件数系统无确定的相对运动

自由度数原动件数系统有确定的相对运动

2-4在计算机构的自由度时应注意哪几个问题？

[解]复合铰链、局部自由度和虚约束。

2-5绘制机构运动简图时，用什么来表示机构和运动副？

[解]用简单的线条和符号表示构件和运动副。

2-6绘制图2-15所示的机构运动简图，并计算其自由度。

[解]

2-7试计算下列图示机构的自由度，并指出机构中存在的复合铰链，局部自由度或虚约束。

[解]

第3章平面连杆机构

3-1铰链四杆机构的基本形式有几种？

[解]有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种。

3-2四杆机构的行程速比系数与极位夹角的关系如何确定？

[解]

3-3在铰链四杆机构中，a=60mm,b=150mm,c=120mm,d=100mm。分别把构件a、b、c、d作为机架，所对应的为何种类型的机构？

[解]曲柄存在的条件60+150120+100

A为机架，是双曲柄机构；b、d为机架，是曲柄摇杆机构；c为机架，是双摇杆机构。

3-4在曲柄摇杆机构中，如何确定最小传动角？

[解]曲柄与机架共线时连杆与摇杆之间的夹角，两位置中夹角较小的为最小传动角。

3-5四杆铰链机构的演化方式主要有哪几种？

[解]有改变机构的形状和相对尺寸、扩大转动副尺寸、选用不同的构件为机架三种。

3-6已知一曲柄摇杆机构的摇杆长度l3=150mm,摆角，行程速比系数k=1.25，试确定曲柄、连杆和机架的长度l1、l2和l4。

[解]

lAB=AB=45mm；

LBC=BC=213mm；

lAD=AD=165mm。

3-7已知一曲柄滑块机构的滑块行程H=60mm，偏距e=20mm，行程速比系数K=1.4。试确定曲柄和连杆的长度l1和l2。

[解]

取作图，由图上量得。

解之得lAB=27mm，lBC=55mm

3-8已知一导杆机构的固定件长度l4=1000mm，行程速比系数k=1.5，试确定曲柄长度和导杆摆角。

[解]

导杆的摆角

由解析法得曲柄长度

3-9已知一曲柄摇杆机构，摇杆与机架之间的夹角分别为固定件长度l4=300mm摇杆长度l3=200mm，试确定曲柄和连杆的长度l1和l2。

[解]取＝mm/mm作图，量得l1=72.5mm，l2=287.7mm。

第4章凸轮机构

4-1从动件的常用运动规律有哪种？各适用在什么场合？

[解]1)等速运动规律，使用于低速、轻载的场合；

2）等加速等减速运动规律，适用于中速、轻载的场合；

3）余弦加速度运动规律（简谐运动规律），适用于中、低速；

4）正弦加速度运动规律，适用于高速。

4-2凸轮机构的常用类型有几种？选择凸轮的类型时应该考虑哪些因素？

[解]按凸轮的形状分：盘形凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮；按从动件形状来分：尖端从动件、滚子从动件和平底从动件；按凸轮与从动件锁合形式分：力锁合和几何锁合。

选择凸轮时，应考虑凸轮和从动件的相对运动形式、从动件的结构形式等。

4-3图解法设计凸轮时，采用了什么原理？简单叙述此原理的主要内容。

[解]采用反转原理，即给整个机构加上一个反向转动，各构件之间的相对运动并不改变，根据这一原理，设想给整个凸轮机构加上一反向转动即加上一个凸轮角速度转向相反、数值相等绕凸轮回转中心0的角速度（-）的转动，则凸轮处于相对静止状态，从动件一方面随