机械设计基础习题及答案.doc

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。
   
A
B
C
1
2
3
4
a) 曲柄摇块机构
A
B
C
1
2
3
4
b) 摆动导杆机构
题解1-1 图
 
 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。

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,图中画有箭头的构件为原动件。
         
 题1—5  计算题1—5图所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并标出原动件。
           
  题1—5图                                 题解1—5图
题1-6  求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。
第二章      连杆机构

A
B
C
D
题2-1图
题2-1在图示铰链四杆机构中,已知  lBC=100mm,lCD=70mm,lAD=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lAB的最大值;
(2)若此机构为双曲柄机构,求lAB最小值;
(3)若此机构为双摇杆机构,求lAB的取值范围。
     题2-2  如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θ,最小传动角g min;
(3)设滑块为主动件,试用作图法确定该机构的死点位置。
题2-3  图示为偏置曲柄滑块机构,当以曲柄为原动件时,在图中标出传动角的位置, 并给出机构传动角的表达式,分析机构的各参数对最小传动角的影响。
 l1
φ1
l2
题2-3图
φ1
α
γ
题解2-3图
l2
l1

 

 题2-4  设计一曲柄摇杆机构,已知机构的摇杆DC长度为150mm,摇杆的两极限位置的夹角为45°,行程速比系数K=,机架长度取90mm。(用图解法求解,= 4 mm/mm)
解答:
                题解2-4图
题2-5  设计一摆动导杆机构,已知摆动导杆机构的机架长度d = 450 mm,行程速比系数K=。(比例尺)
题2-6  如图所示,若要求四杆机构的两连架杆对应位置分别是: ,试用解析法设计此四杆机构。
题2-6图
90°
45°
50°
 
 
      题2-7  如图所示,已知滑块和摇杆的对应位置分别是S1=40mm,φ1=60°,S2=30mm,φ2=90°,S3=20mm,φ3=120°。试用解析法确定机构各构件的长度和偏心距e。
第三章    凸轮机构

题3-1 欲设计图示的直动滚子从动件盘形凸轮机构,要求在凸轮转角为00~900时,推杆以余弦加速度运动规律上升h= 20 mm,且取r0= 25 mm,e= 10 mm,rr= 5 mm。试求:
(1)选定凸轮的转向ω,并简要说明选定的原因;
(2)用反转法画出当凸轮转角φ=00~900时凸轮的工作廓线(画图的分度要求小于150);
(3)在图上标注出φ1=450时凸轮机构的压力角α。
题3-1图
(a)
(b)
题解3-1图
 
 
 
 
 
 
 
    题3-2 图示为一摆动平底推杆盘形凸轮机构(m/mm),已知凸轮的轮廓是一个偏心圆,其圆心为C,试用图解法求:
(1)凸轮从初始位置到达图示位置时转角φ0及推杆的角位移ψ0;
(2)推杆的最大角位移ψmax及凸轮的推程运动角Φ;
(3)凸轮从初始位置回转900时,推杆的角位移ψ90。
题3-2图
题解3-2图
 

 
 
 
    题3-3 对于直动尖端从动件盘形凸轮机构,已知凸轮推程运动角Φ= π/2, 行程h= 50 mm,求当凸轮转动角速度ω=10 rad/s时,等加速等减速和