《机械设计基础》 刘文光 习题解答 .docx

参考答案

第1章

一、填空题

1-1~1-10：构件、构件、功、运动、传递、运动、制造、终端、中间、机器

二、判断题

2-1~2-10：×、√、√、√、×、√、√、√、×、√

三、选择题

3-1~3-10：D、C、A、B、B、C、D、C、A、B

第2章

一、选择题

1-1~1-10：A、D、C、A、B、D、C、B、C、B

二、判断题

1-1~1-10：×、×、√、×、×、√、√、×、×、×

1-11~1-20：√、√、×、×、√、×、×、√、×、√

三、填空题

3-1~3-10：运动副、低副、1、3n-2pL-pH、3、复合铰链、N-1、转动副、三心定理、15

四、计算题

4a）F=1，G、F两移动副导路重合，其中一个是虚约束；P处的滚子为局部自由度。

4b）F=3，没有局部自由度、复合铰链、虚约束。

4c）F=1，D点为复合铰链。

4d）F=1，B处滚子运动为局部自由度。

4e）F=1，构件AB、BC、CD、AD四杆中有一杆为虚约束，如果将构件AD视为虚约束，去掉虚约束，则B、C均为复合铰链，没有局部自由度。

4f）F=2，A处为复合铰链，K处为局部自由度，没有虚约束。

4g）F=1，没有复合铰链、局部自由度、虚约束。

4h）F=2，C处的滚子为局部自由度，凸轮与构件2、滚轮与构件3之间形成两对高副，但每对高副中有一侧高副为虚约束。

4i）F=1，H处的滚子为局部自由度，J和M处有一处为虚约束，D为复合铰链。

五、设计题

5-1、机构自由度F=0，运动链不能运动。修改方案如题5-1图解。

a）方案一b）方案二

题5-1图解

5-2、如题5-2图解（齿轮1与凸轮2通过刚性连接固定在一起，可当作一个构件。）

a）机构运动简图b）修改方案图

题5-2图解

因为机构自由度：F=0，所以该运动链不能动，设计意图无法实现。如修改方案题5-2图解b，其自由度为：F=1，设计意图得到实现。

第3章

一、选择题

1-1~1-10：D、C、C、C、C、C、A、A、D、B

1-11~1-20：B、B、A、C、D、B、C、A、B、C

二、判断题

2-1~2-10：√、×、√、√、×、√、√、√、√、×

2-11~2-20：×、×、√、×、√、×、×、√、√、√

2-21~2-30：×、√、√、√、√、√、×、√、√、×

2-31~2-40：√、√、×、×、√、√、×、×、×、√

三、填空题

3-1~3-10：小、最短杆、摇杆、60、极位夹角、连杆、移动、回转副、曲柄、双摇杆机构

3-11~3-20：无穷大、机架、曲柄、极位夹角、曲柄、飞轮、平稳、工作效率、压力角、死点

四、分析题

4-1：1）应取BC或AD作为机架，得到曲柄摇杆机构。2）应取AB作为机架，得到双曲柄机构。

4-2：1）曲柄摇杆机构摇杆长度无穷大时，原摇杆与连杆的转动副运动轨迹转化成直线，则原摇杆与机架间的转动副转变为移动副，原机构就演化成图a）所示的曲柄滑块机构。若取曲柄滑块机构中的连杆BC作为机架，则曲柄滑块机构就演化为了如图b）所示的摆动导杆机构。2）图a）的条件是：a+e≤b；图b）的条件是：只要导杆BC足够长，能满足装配要求即。3）图a）和图b）的极位夹角如题4-2图解所示。

题4-2a）图解题4-2b）图解

4-3、1）曲柄摇杆机构；2）双曲柄机构；3）双摇杆机构。

4-4、1）传动角标注如图所示。

题4-4图解

2）机构传动角表达式：。

3）影响偏置曲柄滑块机构传动角的参数有曲柄长度r，偏距e，连杆长度l。最小传动角θ=90°时，，即其它参数不变时，r或e增大，最小传动角减小，反之，最小传动角增大。当其它参数不变时，l增大，最小传动角增大，反之，最小传动角减小。

4-5、1）LAC≥LAB+e，即LAC的最小值等于50mm。2）当e=0时，LAC的最小值等于40mm。3）对于e=0时，传动角γ=90o、压力角α=0o均为常数；对于e0时，压力角α≠0o，传动角0oγ90o且是变化的。从传力效果看，e=0的方案好。

五、设计题

5-1、设计步骤如下：

1）计算极位夹角：

2）定比例尺μ1=4mm/mm，按给定的摇杆长度150mm及摆角45o，画出摇杆的两极限位置DC1和DC2，见题5-1图解。

3）过C1和C2点作与C1C2连线夹角为（90o–36o）=54o的直线，两线相交于O点。

4）以O点为圆心，OC2为半径作圆，此圆是相交另一个铰链中心所在的圆。