《机械设计基础》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

1－6

1

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：

2

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 1P34P134 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。3

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P14P122P24P12 1P24P122r2 2P14P12r1

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

4

（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。

5

2-4 已知某曲柄摇杆机构的曲柄匀速转动，极位夹角θ为30，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：

0

工作行程曲柄的转角1210 则空回程曲柄的转角2150

摇杆工作行程用时7s，则可得到空回程需时：

001500t25s 0(210/7)（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

n605r 122-7 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

K10.21800180016.30 K12.2

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

6

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。

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，z119，z2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 分度圆直径 齿顶高 齿跟高 齿轮1 57 3 3.75 齿轮2 123 3 3.75 dmz **haham （ha1） fhfh*fm （ha1.25） 7

顶隙 中心距 齿顶圆直径 齿跟圆直径 基圆直径 齿距 齿厚 齿槽宽 cc*m （c*0.25） a(mz1mz2)/2 dad2ha dfd2hf 0.75 90 63 49.5 53.5625 9.42 4.71 4.71 0.75 129 115.5 115.5822 dbdcos （200） pm sp/2 ep/2 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(mz1mz2)/2可得

m2a21603204

z1z2206080则其分度圆直径分别为

d1mz142080mm d2mz2460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d2hamz2hamm(z2ha) * 正常齿制标准直齿圆柱齿轮：ha1

则有

mda1351355mm *25227z2ha4-6 已知一对内啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮m4mm，z120，z2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

8

中心距am(z2z1)/24(6020)/280mm 齿轮2为内齿轮，所以有

d2mz2460240mm

da2d22ha240242408232mm

df2d22hf2402(1.254)24025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。

z330，z3'15，z225，z2'15，z430，5-2 在题5-2图所示轮系中，已知z115，

z4'2（右旋），z560，z5'20(m4mm)，若n1500r/min，求齿条6线速度v9

的大小和方向。

解：i15

zzzzn1253030605432200 n5z1z2'z3'z4'1515152n5'n5n1500200r/min 2002005'r5'22.55rad/s 606012mz5'42040mm 22v65'r5'40方向为水平向右。

1210.5mm/s

5-9 在题5-9图所示差动轮系中，已知各轮的齿数z130，z225，z2'20，z375，齿轮1的转速为200r/min（箭头向上），齿轮3的转速为50r/min（箭头向下），求行星架转速nH的大小和方向。

10

解：在转化轮系中，各轮的转向如图中虚线箭头所示，则有

Hi13zzn1nH25752523

n3nHz1z2'30208在图中，从给定的条件可知，轮1和轮3的绝对转向相反，已n1的值为正，n3的值为负，代入上式中，则有

200nH25

50nH8即16008nH255025nH 于是解得

nH35010.61r/min 33其值为正，说明H的转向与轮1的转向相同。

11