机械设计基础习题..

机械设计基础1-5至1-12指出（题1-5图-1-12图）机构运动简图中的复合狡链、局部自山度和虚约束，计算各机构的自山度，并判断是否具有确定的运动。

Ml 1 -9图缝纫机送布机构題1 - io in 冲压机构91・5 解F = —2片一匕=3x6 —2x8 —1=11-6 解F = 3n-2/^ -^ = 3x8-2x11-1=11-7 解F = 3/7-2/-^, = 3x8-2x11-0=21-8 解F = 3〃—2片一匕= 3x6—2x8-1=11-9 解F = 3〃-2片一匕= 3x4-2x4-2=21-10 解F = 3”-2片一匕=3x9-2x12-2=1l-ll ^F=3n-2/^ -^z = 3x4-2x4-2=21-12 解F = 3n-2片一匕=3x3 — 2x3—0=32-1试根据题2・1图所标注的尺寸判断下列狡链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。

机械F题2・1图答：a ) 40+110 = 150v70+90= 160.且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。

b ) 45 + 120 = 165<100+70=170,且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。

c ) 60+100=160 >70+62 = 132,不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。

d ) 50+100 = 150< 100+90 = 190>且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。

2-3画出题2・3图所示个机构的传动角和压力角。

图中标注箭头的构件为原动件。

(b) (c) (d)题2-3图解: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10度，且l CD = 500mm , /zW = 1000/n/n o (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) F•算此机构的最小传动角。

题2-5图解：（1 ）由题意踏板CD 在水平位麗上下摆动10°,就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位 置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。

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。

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 连杆机构题2-1在图示铰链四杆机构中，已知 l BC =100mm ，l CD =70mm ，l 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l AB 的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 最小值； （3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 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 。

D题2-1图题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。

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=1.5，机架长度取90mm。

机械设计基础第1章平面机构自由度习题解答1-1至1-4 绘制机构运动简图。

1-11-21-31-41-5至1-12 计算机构自由度局部自由度虚约束局部自由度1-5 有一处局部自由度（滚子），有一处虚约束（槽的一侧），无复合铰链n=6 P L=8 P H=1 F=3×6-2×8-1=11-6 有一处局部自由度（滚子），无复合铰链、虚约束n=8 P L=11 P H=1 F=3×8-2×11-1=11-7 无复合铰链、局部自由度、虚约束n=8 P L=11 P H=0 F=3×8-2×11-0=21-8 无复合铰链、局部自由度、虚约束n=6 P L=8 P H=1 F=3×6-2×8-1=11-9 有两处虚约束（凸轮、滚子处槽的一侧），局部自由度1处，无复合铰链n=4 P L=4 P H=2F=3×4-2×4-2=21-10 复合铰链、局部自由度、虚约束各有一处凸轮、齿轮为同一构件时，n=9 P L=12 P H=2F=3×9-2×12-2=1凸轮、齿轮为不同构件时n=10 P L=13 P H=2 F=3×10-2×13-2=2 图上应在凸轮上加一个原动件。

1-11 复合铰链一处，无局部自由度、虚约束n=4 P L=4 P H=2 F=3×4-2×4-2=2 1-12 复合铰链、局部自由度、虚约束各有一处n=8 P L=11 P H=1 F=3×8-2×11-1=1。

机械设计基础（第3版）复习题参考答案第2章平面机构运动简图及自由度2-1 答：两构件之间直接接触并能保证一定形式的相对运动的连接称为运动副。

平面高副是点或线相接触，其接触部分的压强较高，易磨损。

平面低副是面接触，受载时压强较低，磨损较轻，也便于润滑。

2-2 答：机构具有确定相对运动的条件是：机构中的原动件数等于机构的自由度数。

2-3 答：计算机构的自由度时要处理好复合铰链、局部自由度、虚约束。

2-4 答：1. 虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。

2. 局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动，对整个机构的自由度不产生影响，这种局部运动的自由度称为局部自由度。

3. 说虚约束是不存在的约束，局部自由度是不存在的自由度是不正确的，它们都是实实在在存在的。

2-5 答：机构中常出现虚约束，是因为能够改善机构中零件的受力，运动等状况。

为使虚约束不成为有害约束，必须要保证一定的几何条件，如同轴、平行、轨迹重合、对称等。

在制造和安装过程中，要保证构件具有足够的制造和安装精度。

2-6 答：1.在分析和研究机构的运动件性时，机构运动简图是必不可少的；2. 绘制机构运动简图时，应用规定的线条和符号表示构件和运动副，按比例绘图。

具体可按教材P14步骤（1）~（4）进行。

2-7 解：运动简图如下：2-8 答：1. F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1。

该机构的自由度数为1。

2.机构的运动简图如下：2-9答：（a）1.图（a）运动简图如下图；2.F=3n－2P L－P H=3×3－2×4－0=1，该机构的自由度数为1CB4（b）1.图（b）运动简图如下图；2. F=3n－2P L－P H =3×3－2×4－0=1。

该机构的自由度数为1。

2-10 答：（a）n=9 P L=13 P H=0F=3n－2P L－P H=3×9－2×13－0=1该机构需要一个原动件。

《机械设计基础》部分习题答案第一章1-1.各种机器尽管有着不同的形式、构造和用途，然而都具有下列三个共同特征：①机器是人为的多种实体的组合；②各部分之间具有确定的相对运动；③能完成有效的机械功或变换机械能。

机器是由一个或几个机构组成的，机构仅具有机器的前两个特征，它被用来传递运动或变换运动形式。

若单纯从结构和运动的观点看，机器和机构并无区别，因此，通常把机器和机构统称为机械。

1-2. 都是机器。

1-3.①杀车机构；有手柄、软轴、刹车片等。

②驱动机构；有脚踏板、链条、链轮后轴，前轴等。

第二章2-2.问题一：绘制机构运动简图的目的是便于机构设计和分析。

问题二：(1)分析机构的运动原理和结构情况，确定其原动件、机架、执行部分和传动部分。

(2)沿着运动传递路线，逐一分析每个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。

(3)选择视图平面，通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面，必要时也可选择两个或两个以上的视图平面，然后将其画到同一图面上。

(4)选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单的线条来绘制机构运动简图。

(5)从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。

在原动件上标出箭头以表示其运动方向。

问题三：机构具有确定运动的条件是：F＞0,机构原动件的数目等于机构自由度的数目。

2-3.答：铰链四杆机构有三种类型：它们是曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

铰链四杆机构具有曲柄的条件是：（1）最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和；（2）连架杆和机架中必有一杆是最短杆。

根据曲柄存在条件还可得到如下推论：1）当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，则不论取何杆为机架，都只能得到双摇杆机构。

2）若四杆机构中最短杆与最长杆之和小于或等于其余两杆之和，当最短杆的邻边是机架时，机构成为曲柄摇杆机构；当最短杆本身为机架时成为双曲柄机构；当最短杆是连杆时成为双摇杆机构。

第九章9-2.写出下列材料的名称，并按小尺寸试件查出该材料的抗拉强度σB（Mpa）、屈服极限σS （Mpa）、延伸率δ(%):Q235 ,45,40MnB, ZG270-500, HT200, QT500-7, ZCuSn10P1, ZAlSi12. 解：如图所示题9-4图许用应力[σ]=σS S=3552=177.5Mpa把夹紧力F 向截面中心转化，则有拉力F 和弯距M=F(a+h/2)=Fx(65+50/2)=90F截面面积A=bh=16x50=800mm2抗弯截面模量W=bh 26=16x5026=6666.67mm 3σ=F A +M W=(F800+90F6666.67)≤177.5则最大夹紧力 F=12034N应力分布图如图所示图 9.3 题9-4解图9-16．如题9-16图所示，活塞销两端与活塞孔为过渡配合，活塞销中段与连杆孔为间隙配合。

（1）绘制轴与孔的公差带图；（2）说明它们是哪一种基准制，为什么要采用这种基准制。

题9-16图解：（1）公差带图见题9-16解图，查表得∅25G7的极限偏差为∅25+0.007+0.028，∅25h7的极限偏差为∅25−0.009,0∅25M7极限偏差为∅25−0.0210（ 2）∅25G7h5∅25M7h5均采用的是基轴制，当同一尺寸的轴段要与多个有不同配合要求的孔相结合而形成不同的配合性质时，则宜采用基轴制，图中 所示的活塞销，它与活塞孔的配合为过渡配合，而与连杆衬套的配合为间隙配合，如要采用基孔制，则要把活塞销加工成两头大中间小的阶梯轴，显然不利于加工及装配Π题9-16解图第十章10-12.试计算一起重器的螺杆和螺母的主要尺寸。

已知起重量Fa=30KN ,最大举起高度ι=550mm,螺栓杆用45号钢，螺母用铝青铜ZCuAl10Fe3.解：选用梯形螺纹（1） 根据耐磨性初选参数：∅=1.5，查表10-8，螺旋副的许用压强[p]=15~25Mpa ,取[p]=20Mpa ，则螺纹中径的设计公式为： d 2≥0.8√F a ∅[p ]mm=0.8x √30x1031.5x20mm=25.29mm查手册，选取梯形螺纹GB/5796.1-1986，选取公称直径d=28mm ,中径d 2=25.5mm ,小径d 1=23mm ,螺距p=5mm.(2)初选螺母，初步计算螺母的高度H=∅d 2=1.5x25.5=38.25mm则螺栓与螺母接触的螺纹圈数为:z=H P=38.255=7.65 取z=8 螺母高度为H=zp=8x5=40mm , 系数∅=Hd 2=4025.5=1.57(3)校核耐磨性，螺纹的工作高度为：h=0.5p=0.5x5=2.5mm则螺纹接触处的压强为：p=F aπhzd 2=30x1033.14x25.5x2.5x8=18.7Mpa ≤[p]合适(4)校核螺杆稳定性，起重器的螺母端为固定端，另一端为自由端，故取μ=2，螺杆危险截面的惯性半径i=d 14=234=5.75,螺杆的最大工作长度为L=550mm ,则螺杆的长细比为： λ=μιi=2x5505.75=191.3>100 所以临界载荷为F C =EIπ2(μι)2=3.142X2.06X105X3.14X234(2X550)2=1475KN取安全系数S=4，则:F C S=368.7>F a =30KN不会失稳（5）校核螺纹牙强度，对于梯形螺纹，则有：B=0.65p=0.65x5=3.25 τ=F aπDbz =30x1033.14x23x3.25x8=15.9Mpa对于青铜螺母，取[τ]=30~40Mpa, τ<[τ],合适。

《机械设计基础》部分习题答案第一章1-1.各种机器尽管有着不同的形式、构造和用途，然而都具有下列三个共同特征：①机器是人为的多种实体的组合；②各部分之间具有确定的相对运动；③能完成有效的机械功或变换机械能。

机器是由一个或几个机构组成的，机构仅具有机器的前两个特征，它被用来传递运动或变换运动形式。

若单纯从结构和运动的观点看，机器和机构并无区别，因此，通常把机器和机构统称为机械。

1-2. 都是机器。

1-3.①杀车机构；有手柄、软轴、刹车片等。

②驱动机构；有脚踏板、链条、链轮后轴，前轴等。

1-4.(1)断裂；(2)过量变形；(3)表面失效；(4)破坏正常工作条件引起的失效。

1-5.（1）由专门化工厂大量生产标准件，能保证质量、节约低成本；（2）选用标准件可以简化设计工作、缩短产品的生产周期；（3）选用参数标准化的零件，在机械制造过程中可以减少刀具和量具的规格；（4）具有互换性，从而简化机器的安装和维修。

第二章2-1. 问题一：机构是由许多构件以一定的方式联接而成的，这种联接应能保证构件间产生一定的相对运动。

这种使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副。

问题二：运动副的类型可按接触方式的不同分为两大类。

1．低副2．高副2-2. 问题一：绘制机构运动简图的目的是便于机构设计和分析。

问题二：(1)分析机构的运动原理和结构情况，确定其原动件、机架、执行部分和传动部分。

(2)沿着运动传递路线，逐一分析每个构件间相对运动的性质，以确定运动副的类型和数目。

(3)选择视图平面，通常可选择机械中多数构件的运动平面为视图平面，必要时也可选择两个或两个以上的视图平面，然后将其画到同一图面上。

(4)选择适当的比例尺，定出各运动副的相对位置，并用各运动副的代表符号、常用机构的运动简图符号和简单的线条来绘制机构运动简图。

(5)从原动件开始，按传动顺序标出各构件的编号和运动副的代号。

在原动件上标出箭头以表示其运动方向。

《机械设计基础》习题集及答案《机械设计基础》课程习题集系部：适⽤专业：制定⼈：审核⼈：系（部）《机械设计基础》课程习题集第⼀章机械设计概论⼀、填空题。

1、机械零件最常见的失效形式有_______,_______,_______,_______,。

2、机械没计的“三化”指__________,__________,__________。

3、强度是指零件在载荷作⽤下抵抗__________的能⼒，强度可分为__________和__________。

4、刚度是指受载后抵抗__________的能⼒。

5、机械零件丧失预定功能或者预定功能指标降低到许⽤值以下的现象，为__________。

⼆、选择题。

1、机械设计这门学科，主要研究（）的⼯作原理、结构和设计计算⽅法。

A、各类机械零件和部件B、通⽤机械零件和部件C、专⽤机械零件和部件D、标准化的机械零件和部件2、设计⼀台机器包括以下⼏项⼯作:a、零件设计;b、总体设计;c、技术设计，它们进⾏的顺序⼤休上是( )。

A、acbB、bacC、bcaD、cba3、下列零件的失效形式中，不属于强度问题。

A、螺栓断裂B、齿轮的齿⾯发⽣疲劳点蚀C、蜗杆轴产⽣过⼤的弯曲变形D、滚动轴承套圈的滚道上被压出深深的凹坑4、在设计机械零件时，对摩擦严重的⼀些零件，要考虑其散热性，主要是由于（）。

A、在⾼温下将产⽣蠕变现象，出现较⼤塑性变形B、材料的机械性能下降，可能造成零件因强度不够⽽失效C、下产⽣较⼤的热变形，影响正常⼯作D、升⾼后，破坏了正常润滑条件，从⽽使零件发⽣胶合5、我国国家标准的代号是（）。

A、GCB、KYC、GBD、ZB三、是⾮题。

1、机器的各部分之间具有确定的相对运动，在⼯作时能够完成有⽤的机械功或实现能般的转换。

2、机构的各部分之间具有确定的相对运动，所以机器与机构只是说法不同⽽⼰。

3、由于强度不够引起的破坏是零件失效中最常见的形式。

4、表⾯失效主要有疲劳点浊、磨损和腐蚀等，表⾯失效后通常会增加零件的摩擦，使尺⼨发⽣变化，最终导致零件的报废。

机械设计基础计算试习题机械设计基础计算试题一、单项选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。

错选、多选或未选均无分。

1.机器中各制造单元称为( )A.零件B.构件C.机件D.部件2.在平面机构中，每增加一个高副将引入( )A.0个约束B.1个约束C.2个约束D.3个约束3.铰链四杆机构的死点位置发生在( )A.从动作与连杆共线位置B.从动件与机架共线位置C.主动件与连杆共线位置D.主动件与机架共线位置4.在铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其它两杆长度之和，则要获得双摇杆机构，机架应取( )A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的对面杆D.无论哪个杆5.凸轮机构的从动件选用等加速等减速运动规律时，其从动件的运动( )A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击6.在单圆销的平面槽轮机构中，当圆销所在构件作单向连续转动时，槽轮的运动通常为( )A.双向往复摆动B.单向间歇转动C.单向连续转动D.双向间歇摆动7.当两个被联接件均不太厚，便于加工通孔时，常采用( )A.螺栓联接B.螺钉联接C.双头螺栓联接D.紧定螺钉联接8.普通平键传递扭矩是靠键的( )A.顶面B.底面C.侧面D.端面9.V带传动工作时，与带轮轮槽接触的是带的( )A.底面B.顶面C.两侧面D.底面和两侧面10.一对渐开线标准圆柱齿轮要正确啮合，一定相等的是( )A.直径B.宽度C.齿数D.模数11.高速重载齿轮传动中，当散热条件不良时，齿轮的主要失效形式是( )A.轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀C.齿面磨损D.齿面胶合12.一对双向运转的齿轮传动，工作时在轮齿根部所受的弯曲应力变化特征可简化为( )A.对称循环变应力B.脉动循环变应力C.静应力D.无规律变应力13.对比较重要的蜗杆传动，最为理想的配对材料组合是( )A.钢和铸铁B.钢和青铜C.钢和铝合金D.钢和钢14.在蜗杆传动中，当其它条件相同时，减少蜗杆头数，则传动效率( )A.提高B.降低C.保持不变D.或者提高，或者降低15.在下列联轴器中，属于刚性联轴器的是( )A.万向联轴器B.齿式联轴器C.弹性柱销联轴器D.凸缘联轴器16.按承受载荷的性质分类，双万向联轴器的中间轴属于( )A.传动轴B.心轴C.转轴D.钢丝软轴17.高速、重载下工作的重要滑动轴承，其轴瓦材料宜选用( )A.锡基轴承合金B.铸锡青铜C.铸铝铁青铜D.耐磨铸铁18.一向心角接触球轴承，内径85mm，正常宽度，直径系列3，公称接触角15°，公差等级为6级，游隙组别为2，其代号为( )A.7317B/P62B.7317AC/P6/C2C.7317C/P6/C2D.7317C/P6219.角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向承载能力随公称接触角α的减小而( )A.增大B.减小C.不变D.增大或减小随轴承型号而定20.回转件动平衡条件是分布在回转件上的各个偏心质量的( )A.离心惯性力合力为零B.离心惯性力的合力矩为零C.离心惯性力合力及合力矩均为零D.离心惯性力的合力及合力矩均不为零二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)请在每小题的空格中填上正确答案。

3-8解：机构为双螺旋机构：当S A 、S B 旋向相同时——差动螺旋机构；当S A 、S B 旋向相反时——复式螺旋机构。

（原图示的手柄转向不甚明了）确定手柄的转向：从右端向左端看去，令手柄的转向为顺时针，则：① S A 、S B 均为右旋时，按式3-7： mm 5.02)56(2)S -(S L B A =⨯-==πππφ；螺母的移动方向，由S A （大者）确定——带动螺母：向左移动；② S A 为左旋，S B 均为右旋时，按式3-8：mm 5.52)56(2)S (S L B A =⨯+=+=πππφ螺母的移动方向，由S A （大者）确定——带动螺母：向右移动；3-8解：机构为一差动螺旋机构，按式3-7： m m 00069.03601)125.1(360)S -(S L 00B A =⨯-==φ；8-1 图示轮系中，已知各标准齿轮的齿数为z 1＝18，z 2＝20，z 3＝55，22'3=z ，z 4＝30，22'4=z ，z 5＝34，试计算传动比15i （教材中的图有误，按下图）。

题8-1图解：此轮系为一平面定轴轮系。

85.52222201834305520Z Z Z Z Z Z Z Z )1(n n i '4'321543225115=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-==； i 15为“＋”，说明n 5与n 1转向相同（并用画箭头法进行了验证）；8-2 在图示的齿轮系中，已知各齿轮的齿数（图中括弧内数字），3’为单头右旋蜗杆，求传动比i 15。

题8-2图解：此轮系为一空间定轴轮系。

90301252030603025Z Z Z Z Z Z Z Z n n i '4'32154325115=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===；各齿轮转向如图所示。

注：此轮系为一空间定轴轮系，故各齿轮间的转向关系断不可以用（-1）m 来判断和表示。

8-4 图示轮系中已知各轮齿数：z 1＝25，z 2＝50，z 3＝18，z 4=21，z 5=31，z 6=1，z 7＝30，z 8=20,若齿条模数m=4mm ，齿轮1的转速n 1=940r/min ，转向如图中所示。

1．什么是弹性滑动和打滑？对带传动分别有什么影响？答：由于带的弹性及其在带轮两边的拉力差引起的相对滑动称为弹性滑动，使带传动的传动比不准确；打滑指由于某种原因机器出现过载，引起带在带轮面上的全面滑动，从动轮转速急剧降低甚至停止转动，造成传动失效。

3．带传动的主要失效形式是什么？带传动的设计准则是什么？答：带传动的主要失效形式是带在带轮面上的打滑和带的疲劳破坏。

带传动的设计准则是保证在不打滑的条件下具有一定的疲劳强度和工作寿命。

4. 带传动安装时，为什么要张紧？常见的张紧装置有哪几种？答：（1）带传动工作时依靠带和带轮之间的摩擦来传递运动和动力，因此需要一定的张紧力；（2）利用电动机的自重和调整螺钉调整带的拉力实现张紧；使用张紧轮。

5. 链传动的速度不均匀性是什么原因引起的？如何减轻这种不均匀性？答：（1）刚性链节在链轮上呈多边形分布，在链条每转过一个链节时，链条前进的瞬时速度周期性变化，链条垂直于运动方向的分速度也相应作周期性变化，从而产生“多边形效应”，使链传动的速度不均匀。

（2）选取小节距的链条，有利于降低链传动的运动不均匀性。

7. 已知V带传动传递的功率P = 7.5kW，带速v = 10m / s，测得紧边拉力是松边拉力的两倍，即F1 = 2F2，试求紧边拉力F1、有效拉力F e和张紧力F0。

答：9-1 机械平衡的目的是什么？在什么情况下刚性转子可以只进行静平衡？在什么情况下应该进行动平衡？刚性转子达到动平衡的条件是什么？答：（1）消除或减小离心惯性力，降低机械的周期性受迫振动，提高机械的工作精度和可靠性。

（2）对于轴向尺寸较小的盘状转子（通常是指宽径比b / D<0.2的构件），只需进行静平衡。

（3）对于轴向宽度很大的转子（b/D>0.2），需进行动平衡。

（4）满足离心惯性力之和以及惯性力偶矩之和都等于零，即⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00M F同时满足上述两条件所得到的平衡，则动平衡。

《机械设计基础》习题解答机械工程学院目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承---------------------------------------------------------50 第十三章滑动轴承-------------------------------------------- ------------ 56 第十四章联轴器和离合器------------------------------- 59 第十五章弹簧------------------------------------------62 第十六章机械传动系统的设计----------------------------65第0章绪论0-1机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

—－可编辑修改，可打印——别找了你想要的都有！精品教育资料——全册教案，，试卷，教学课件，教学设计等一站式服务——全力满足教学需求，真实规划教学环节最新全面教学资源，打造完美教学模式《机械设计基础》习题解答目录第0章绪论-------------------------------------------------------------------1 第一章平面机构运动简图及其自由度----------------------------------2 第二章平面连杆机构---------------------------------------------------------4 第三章凸轮机构-------------------------------------------------------------6 第四章齿轮机构------------------------------------------------------- -----8 第五章轮系及其设计------------------------------------------------------19 第六章间歇运动机构------------------------------------------------------26 第七章机械的调速与平衡------------------------------------------------29 第八章带传动---------------------------------------------------------------34 第九章链传动---------------------------------------------------------------38 第十章联接------------------------------------------------------------------42 第十一章轴------------------------------------------------------------------46 第十二章滚动轴承--------------------------------------------------50第十三章滑动轴承------------------------------------------------ 56第十四章联轴器和离合器-------------------------- 59第十五章弹簧------------------------------------62第十六章机械传动系统的设计----------------------65第0章绪论12-3机器的特征是什么？机器和机构有何区别？[解] 1）都是许多人为实物的组合；2）实物之间具有确定的相对运动；3）能完成有用的机械功能或转换机械能。

机械设计基础（参考习题集）绪 论复习思考题1、 试述构件和零件的区别与联系？2、 何谓机架、原动件和从动件？第一、二章 自由度和速度分析、平面连杆机构复习思考题11、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、 何谓自由度和约束？4、 转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？5、 何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、 机构具有确定运动的条件是什么？7、 什么是虚约束？习题11、 画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（a ） (b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A 连续回转；而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。

(a) (b) (c)(d) (e) (f)复习思考题21、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题21、 试求出下列机构中的所有速度瞬心。

(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s -1，R =50mm ，l A0=20mm ，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v 。

题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。

各相切轮之间作纯滚动。

试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。

2-4 机构具有确定运动的条件是什么？（1）机构自由度>0（2）原动件数=机构自由度数2-6 计算自由度（a）(c)(a)F=3N-2PL-PH=3*7-2*4-3=10 (b)F=3N-2PL-PH=3*9-2*12-2=13-1 铰链四杆机构有哪些基本性质？如何判断它是否具有曲柄？基本性质：急回特性、死点位置曲柄存在的条件：（1）最短杆与最长杆的长度之和小于等于其他两杆长度之和。

（2）连架杆或机架之一为最短杆。

3-3 已知铰链四杆机构各杆杆长分别为：a = 40 mm，b = 79 mm，c = 90 mm，d = 110 mm，各杆按字母顺序布置。

试问分别取不同杆为机架时，各获得何种机构？3-4 如何判断机构有无急回运动？K = 1的铰链四杆机构的结构特征是什么？判定机构是否有急回运动关键取决于极位夹角，当曲柄摇杆机构在运动过程中出现极位夹角θ时，机构便具有急回运动特性。

θ角愈大，K值愈大，机构的急回运动性质也愈显著。

K = 1的铰链四杆机构的结构特征是主动曲柄与连杆拉直共线和重叠共线两处位置重合。

4-2 凸轮机构常用的四种从动件运动规律中，哪种运动规律有刚性冲击？哪些运动规律有柔性冲击？哪种运动规律没有冲击？匀速运动规律有刚性冲击；等加速度、等减速度和余弦加速度运动规律有柔性冲击；正弦加速度运动规律没有冲击。

4-6 图示一偏置直动从动件盘形凸轮机构，凸轮以C点为中心，题4-6图画出轮廓上D点与尖顶接触时的压力角的位置和大小。

5-1 齿轮传动的最基本要求是什么？齿廓的形状符合什么条件才能满足上述要求？基本要求是：传动比恒定。

齿廓的形状是：渐开线形、摆线形、圆弧齿时满足上述要求。

（齿廓的形状必须满足不论轮齿齿廓在任何位置接触，过触点所做齿廓的公法线均须通过节点。

）5-2 简单叙述齿廓啮合基本定律。

互相啮合传动的一对齿轮，任意瞬间的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓的接触处的公法线分成的两线段成反比。

机械设计基础课后习题与答案机械设计基础1-5⾄1-12 指出（题1-5图~1-12图）机构运动简图中的复合铰链、局部⾃由度和虚约束，计算各机构的⾃由度，并判断是否具有确定的运动。

1-5 解 F =H L P P n --23=18263-?-?=11-6 解F =H L P P n --23=111283-?-?=11-7 解F =H L P P n --23=011283-?-?=21-8 解F =H L P P n --23=18263-?-?=11-9 解F =H L P P n --23=24243-?-?=21-10 解F =H L P P n --23=212293-?-?=11-11 解F =H L P P n --23=24243-?-?=21-12 解F =H L P P n --23=03233-?-?=32-1 试根据题2-1图所标注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。

题2-1图答 : a ）160907015011040=+<=+，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。

b ）1707010016512045=+<=+，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。

c ）132627016010060=+>=+，不满⾜杆长条件，因此是双摇杆机构。

d ）1909010015010050=+<=+，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。

2-3 画出题2-3图所⽰个机构的传动⾓和压⼒⾓。

图中标注箭头的构件为原动件。

题2-3图解：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10度，且500CD l mm =，1000AD l mm =。

（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。

题2-5图解 : （ 1 ）由题意踏板CD 在⽔平位置上下摆动 10，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时曲柄与连杆处于两次共线位置。