《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： 或： 1－6
自由度为 或： 1－10
自由度为： 或： 1－11
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。
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。 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
1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：lAB?100mm/s，lBC?250mm/s，?1?10rad/s，求机构全部瞬心、滑块速度v3和连杆角速度?2。 在三角形ABC中，
ACsin?ABC?BCsin450BCsin450?ABsin?BCA，sin?BCA?223，cos?BCA?， 55，AC?310.7mm
1－17：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lAC?15mm，lAB?90mm，?1?10rad/s，求??00和??1800时，从动件角速度?2的数值和方向。
??00时
方向如图中所示 当??1800时 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、双曲柄机构还是双摇杆机构。
（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θ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
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lCD?500mm,lAD?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。 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（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K?1.2。
动角?min（若?min?350，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
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
2-8 设计一摆动导杆机构。已知机架长度l4?100mm，行程速度变化系数K?1.4，求曲柄长度。 解：由K=1.4可得极位夹角
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。 2-12 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2-12图所示，
?1?450，?1?52010'；?1?900，?1?82010'；?1?1350，?1?112010'；机架长度lAD?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：
消去δ，并整理可得： 令：
P1??P2?l3 （1） l4l3 （2） l122l4?l32?l12?l2 （3） P3?2l1l4于是可得到
分别把两连架杆的三个对应转角带入上式，可得到关于P1、P2、P3由三个方程组成的方程组。可解得：
l4?50，再由（1）、（2）、（3），可解得：
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Φ。
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r0?60mm，滚子半径rr?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：??1500
h?从动件的位移方程：s?(1?cos?)
2?从动件的行程：h?30 s（mm） 00 0 500 2.01 1000 27.99 1500 30 （2）回程： 回程角：?'?1200
从动件的位移方程：s'?[1?cos s'（mm） h2?(?????s)] ?'00 30 400 27.99 800 2.01 1200 0 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）
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。
《机械设计基础》答案 (3)
