机械设计基础答案详解

《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

1－2

1－3

1－4

1－5

自由度为：

F?3n?(2PL?PH?P')?F'?3?7?(2?9?1?0)?1?21?19?1?1或：

F?3n?2PL?PH?3?6?2?8?1 ?11－6

自由度为

F?3n?(2PL?PH?P')?F'?3?9?(2?12?1?0)?1?1或：

F?3n?2PL?PH?3?8?2?11?1?24?22?1?11－10

自由度为：

F?3n?(2PL?PH?P')?F'?3?10?(2?14?1?2?2)?1?30?28?1?1或：

F?3n?2PL?PH?3?9?2?12?1?2?27?24?2?11－11

F?3n?2PL?PH?3?4?2?4?2 ?21－13：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。

?1?P14P13??3?P34P13

?1P34P134?? ?3P14P131

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。

v3?vP13??1P14P13?10?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

《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

1－2

1－3

1－4

1－5

自由度为：

F?3n?(2PL?PH?P')?F'?3?7?(2?9?1?0)?1?21?19?1?1或：

F?3n?2PL?PH?3?6?2?8?1 ?11－6

自由度为

F?3n?(2PL?PH?P')?F'?3?9?(2?12?1?0)?1?1或：

F?3n?2PL?PH?3?8?2?11?1?24?22?1?11－10

自由度为：

F?3n?(2PL?PH?P')?F'?3?10?(2?14?1?2?2)?1?30?28?1?1或：

F?3n?2PL?PH?3?9?2?12?1?2?27?24?2?11－11

F?3n?2PL?PH?3?4?2?4?2 ?21－13：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。

?1?P14P13??3?P34P13

?1P34P134?? ?3P14P131

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。

v3?vP13??1P14P13?10?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

绪论

一、判断题（正确 T，错误 F）

1. 构件是机械中独立制造的单元。 （ F ） 2. 能实现确定的相对运动，又能做有用功或完成能量形式转换的机械称为机器。 （ T ） 3. 机构是由构件组成的，构件是机构中每个作整体相对运动的单元体。 （ T ） 4. 所有构件一定都是由两个以上零件组成的。 （ F ） 二、单项选择题

1. 如图所示，内燃机连杆中的连杆体1是（ B ）。

A 机构 B 零件 C 部件 D 构件

2. 一部机器一般由原动机、传动部分、工作机及控制部分组成， 本课程主要研究（ B ）。

A 原动机 B 传动部分 C 工作机 D 控制部分 三、填空题

1. 构件是机械的运动单元体，零件是机械的______单元体。 2. 机械是______和______的总称。

参考答案

一、判断题（正确 T，错误 F） 1. F 2. T 3. T

机械设计基础习题答案

1、平面机构及其自由度

1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。

解 1）取比例尺?l绘制其机构运动简图（图b）。

图 b）

2）分析其是否能实现设计意图。

由图b可知，n?3，pl?4，ph?1，p??0，F??0

故：F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?3?(2?4?1?0)?0?0

因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。

3）提出修改方案（图c）。

为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c给出了其中两种方案）。

- 1 -

机械设计基础习题答案

图 c 1） 图 c 2）

2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

解：

第十三单元习题

1、构件是机构的_____________单元，零件是是机构的_____________单元。

2、机构是由_______组合而成；构件是机构的_____________单元，零件是是机构的_____________单元。

3、机构是由_________组合而成，它们之间具有____________________________。 4、运动副可分为_______和________两种；它们分别是______和_______不同接触形式。 5、复合铰链是_______个以上构件铰链在一起构成的转动副；计算自由度时处理的方法是____________________________________。

6、机构具有确定相对运动的条件是机构的______________并与机构___________相等。 7、构件是机构中（ ）的单元；从动件行程速比系数为（ ）时，机构具有急回特性。 A、联接 B、制造 C、运动 D、K>0 E、K≥1 F、K>1 8、机构运动简图是（ ），机构示意图是（ ）。

A、用构件和运动副的代表符号，表示出机构运动特征的图形。

B、按一定的比例，用构件和运动副的代

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第一章 平面机构的自由度和速度分析

题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。

题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

B 3 C 4

答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html

2 A 1 C 4 B 3 2 A 1

b) 摆动导杆机构 题解1－1 图 a) 曲柄摇块机构 第 2 页 共 28 页

题1—3 计算题1－3图a）与 图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。

题1－3图a） 题1－3图b） 题1—4 计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明

机械设计基础复习题（一）

一、判断题：正确的打符号√，错误的打符号×

1．在实际生产中，有时也利用机构的"死点"位置夹紧工件。( )

2. 机构具有确定的运动的条件是：原动件的个数等于机构的自由度数。 ( ) 3．若力的作用线通过矩心，则力矩为零。 ( )

4．平面连杆机构中，连杆与从动件之间所夹锐角称为压力角。 ( )

5．带传动中，打滑现象是不可避免的。 ( )

6．在平面连杆机构中，连杆与曲柄是同时存在的，即只要有连杆就一定有曲柄。

( )

7．标准齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽相等。 ( )

8．平键的工作面是两个侧面。 ( )

9．连续工作的闭式蜗杆传动需要进行热平衡计算，以控制工作温度。 ( ) 10．螺纹中径是螺纹的公称直径。（）

11．刚体受三个力作用处于平衡时，这三个力的作用线必交于一点。( ) 12．在运动副中，高副是点接触，低副是线接触。 ( )

13．曲柄摇杆机构以曲柄或摇杆为原动件时，均有两个死点位置。 ( ) 14．加大凸轮基圆半径可以减少凸轮机构的压力角。 ( )

15．渐开线标准直齿圆柱齿轮不产生根切的最少齿数是15。 ( )

16．周转轮系的自由度一定为1。 ( )

17．将通过蜗杆

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第一章 平面机构的自由度和速度分析

题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。

题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

B 3 C 4

答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html

2 A 1 C 4 B 3 2 A 1

b) 摆动导杆机构 题解1－1 图 a) 曲柄摇块机构 第 2 页 共 27 页

题1—3 计算题1－3图a）与 图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。

题1－3图a） 题1－3图b）

题1—4 计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头

《机械设计基础课程》习题

第1章 机械设计基础概论

1-1 试举例说明机器、机构和机械有何不同？ 1-2 试举例说明何谓零件、部件及标准件？

1-3 机械设计过程通常分为几个阶段？各阶段的主要内容是什么？ 1-4 常见的零件失效形式有哪些？

1-5 什么是疲劳点蚀？影响疲劳强度的主要因素有哪些？ 1-6 什么是磨损？分为哪些类型？

1-7 什么是零件的工作能力？零件的计算准则是如何得出的？ 1-8 选择零件材料时，应考虑那些原则？

1-9 指出下列材料牌号的含义及主要用途： Q275 、40Mn 、40Cr 、45 、ZG310－570 、QT600－3。

第2章 现代设计方法简介

2-1 简述三维CAD系统的特点。

2-2 试写出优化设计数学模型的一般表达式并说明其含义。 2-3 简述求解优化问题的数值迭代法的基本思想。 2-4 优化设计的一般过程是什么？ 2-5 机械设计中常用的优化方法有哪些？ 2-6 常规设计方法与可靠性设计方法有何不同？ 2-7 常用的可靠性尺度有那些？ 2-8 简述有限元法的基本原理。 2-9 机械创新设计的特点是什么？

2-10 简述机械创新设计与常规设计的关系。

第3章 平

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第一章 平面机构的自由度和速度分析

题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。

题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

B 3 C 4

答案参见我的新浪博客：http://blog.sina.com.cn/s/blog_3fb788630100muda.html

2 A 1 C 4 B 3 2 A 1

b) 摆动导杆机构 题解1－1 图 a) 曲柄摇块机构 第 2 页 共 28 页

题1—3 计算题1－3图a）与 图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。

题1－3图a） 题1－3图b） 题1—4 计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明