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第3章 平面连杆机构
3-2 举出至少3个基本型式的平面四杆机构应用实例，并画出机构运动简图。 解：此题须画出机构简图，标出各铰链点及原动件，具体答案根据实际情况。
3-3题3-3图所示铰链四杆机构中，已知 BC=100mm， CD=70mm， AD=60mm，AD为机架。试问：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求AB的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求AB最小值；（3）若此机构为双摇杆机构，求AB的取值范围。
B C （1）AB≤30mm
解：（1）根据题意：AB为最短杆，且满足杆长之和条件，即：
AB+ BC≤CD+ AD，得：AB≤30mm，AB杆最大值为30 mm。 （2）若此机构为双曲柄机构，那么AD一定为最短杆，即： AD+ BC≤CD+ AB，得：AB≥90mm，AB杆最小值为90 mm。
A D （2）AB≥90mm （3）AB∈(30,90)∪(110,230)
（3）若此机构为双摇杆机构，则可判定该机构不满足杆长之和条件， 分三种情况讨论，其一：AB是最短杆，则有：AB+ BC＞CD+ AD，
得：60＞AB＞30；其二：AB不是最短杆也不是最长杆，则AD为最短杆，有：AD+ BC＞AB+ CD，得：90＞AB＞60；其三：AB是最长杆，则有：
AD+ AB＞BC+ CD，得：AB＞110，又为了满足该机构能成为一个四杆机构，需保证： AB＜BC+ CD+ AD=230，即230＞AB＞110。
综上所述，AB的取值范围为：AB∈(30,90)∪(110,230)。
3-4解：传动角rmin?r1?41.65?，rmax?180??r2?180??108.63??71.37?，
传动角+压力角=90°，故压力角：?max?48.35?，?min?18.63?，
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极位夹角??17.62?，K?3-5解：（1）曲柄摇杆机构；
（2）双曲柄机构； （3）双摇杆机构。
180????1.217。
180???3-7 如题3-7图所示的曲柄滑块机构：
（1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由； （2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角?，最小传动角? min。 （3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置；
B′ B A B〞
解：（1）曲柄应为顺时针转动，理由可从两方面说明：顺时针转动，则在工作行程中，机构的压力角比较小，传力特性好；顺时针转动，机构工作行程速度慢，回行程速度快，具有急回特性。
（2）极位夹角如图θ角；当曲柄AB位于最上方B′处有工作行程最小传动角? min；当曲柄AB位于最下方B〞处有回行程最小传动角? min。
（3）滑块为主动件，机构的死点位置在曲柄与连杆共线的B1 和B2 两个位置处。
C B2 θ B1 精品文档
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第4章 凸轮机构
4-8在题4-8图所示的对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一圆，圆心在点A，半径R=40 mm，凸轮绕轴心O逆时针方向转动，LOA=25 mm，滚子半径为10 mm，试求：①凸轮的理论廓线；②凸轮的基圆半径；③从动件行程；④图示位置的压力角。
解：（1）理论廓线：在实际廓线上画一系列滚子圆，连接圆心而成。
（2）凸轮的基圆半径指理论廓线的最小向径：r0=40-25+10=25 mm。 （3）从动件行程最大向径减去最小向径：h=40+25-15=50 mm。 （4）压力角如图所示。
4-13画出题4-13图所示凸轮机构中凸轮基圆,在图上标出凸轮由图示位置转过60°角时从动件的位移和凸轮的压力角。
解：（a）对心直动滚子从动件盘形凸轮机构：从动件上升，位移如图中h所示；压力角如图α 所示；
（b）对心直动平底从动件盘形凸轮机构：从动件下降，位移如图中h所示；压力角α=0°； （c）摆动从动件盘形凸轮机构：从动件与机架之间的夹角减小，角位移为：ψ0—ψ1；压力角如图α所示。
α 精品文档
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v h F α v α=0° α ψ0 F ψ1
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h
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第5章 齿轮机构
5-1已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮在标准中心距下传动，传动比i12=3.6，模数m=6mm，
压力角α=20°，中心距a=345 mm，试分别求出小齿轮的齿数z1，分度圆直径d1、基圆直径db1、齿厚s和齿槽宽e。
解：a?r1?r2?1m(z1?z2)?1m(z1?i12z1)?1mz1(1?i12)，代入数据可得：z1=25
222 d1?mz1?25?6?150mm，db1?d1cos??150?cos20??140.95mm，s?e?1p?1?m?9.42mm
225-4 当渐开线标准直齿圆柱齿轮的基圆和齿根圆重合时，其齿数应为多少？又当齿数大于以上求得
的齿数时，基圆与齿根圆哪个大？
解：当基圆与齿根圆重合时，由db?df可得：dcos??d?2h* fm?mzcos??mz?2.5m 得 z? 若z?2.5?41.4543
1?cos?2.5可导出：，即df?db，齿根圆大于基圆。 mz?2h*fm?mzcos?1?cos?5-8 设有一对外啮合圆柱齿轮，已知：mn=2 mm，齿数z1=21，z2 =22，中心距a=45mm，现不用变
位齿轮而用斜齿轮来凑中心距，试问螺旋角?应为多少？ 解：斜齿轮中心距a?mn(z1?z2)
2cos? 所以cos??mn(z1?z2)?43?0.9556 故??17.15?
2a455-10 试设计一对外啮合圆柱齿轮，已知z1=21，z2=32，mn=2mm，实际中心距为55mm，试问：
（1）该对齿轮能否采用标准直齿圆柱齿轮传动？
（2）若采用标准斜齿圆柱齿轮传动来满足中心距要求，其分度圆螺旋角?、分度圆直径d1、d2
和节圆直径d1′、d2′各为若干？
解：（1）不能。若采用标准直齿圆柱齿轮传动，其中心距a?m(z1?z2)?53mm，与所给实际中心距
2不相等。
（2）斜齿轮中心距a?mn(z1?z2)，所以cos??mn(z1?z2)?0.9636 故??15.4987?
2a2cos? 分度圆直径为：d1?mnz1/cos??43.59mm，d2?mnz2/cos??66.42mm 精品文档
新版《机械设计基础》课后习题参考答案电子教案
