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行程速比系数最大的偏置曲柄滑块机构代数法设计王洪欣【期刊名称】《《江苏建筑职业技术学院学报》》【年(卷),期】2019(019)002【总页数】5页(P30-34)【关键词】机械学; 偏置曲柄滑块机构; 代数方法; 行程速比系数最大; 函数的极值【作者】王洪欣【作者单位】中国矿业大学徐海学院江苏徐州221116【正文语种】中文【中图分类】TH112.1平面四杆连杆机构因结构简单且又能完成许多任务,所以在生产上获得了广泛的应用并得到深入的研究,其中对曲柄摇杆机构[1-7]与曲柄滑块机构[8-19]研究得最多,研究的内容主要集中在满足许用传动角条件与最小传动角的最大化[4-9,12-18]上,研究的方法多为代数方法,只有文献[19]以微分方法确定曲柄滑块机构的最大行程速比系数,该方法相对复杂难以计算.最大行程速比系数是机械设计追求的一项重要指标,其反映的是空程时间最短以提高机器的工作效率.本文将函数的极值理论与代数方法相结合,研究了行程速比系数最大化的曲柄滑块机构代数设计方法,获得的设计公式相对简单且易于计算,通过一个实例展示了设计过程与结果.1 偏置曲柄滑块机构的代数设计方程偏置曲柄滑块机构如图1所示,设曲柄1的杆长为a,连杆2的杆长为b,滑块3的行程为H,偏置量为e,极位夹角为θ,行程速比系数K 与θ的关系为图1 偏置曲柄滑块机构的几何关系Fig.1 Geometrical relationship of offset crank slider mechanism当该机构到达最小传动角γmin位置时,如图2所示,最小传动角γmin的函数关系为图2 偏置曲柄滑块机构的最小传动角Fig.2 Minimum transmission angle of offset crank slider mechanism在图2中,对ΔAC 1C 2 应用余弦定理得H 2=(b+a)2+(b-a)2-2(b+a)(b-a)cosθ,于是得连杆2的杆长b的函数关系为在图2中,δ为滑块3到达左极限位置时连杆2与x 1轴的夹角,δ的函数关系为对ΔAC 1C 2应用正弦定理得将式(4)代入式(5)得连杆2杆长b的表达式为消去式(3)与式(6)中的b为将tan(θ/2)=(1-cosθ)/sinθ代入上式得偏置量e 为联立式(2)与式(6)消去b将sinθ转化为tan(θ/2)的函数得将式(7)代入式(8),消去e得令x=a/H,y=tan(θ/2),式(9)转化为式(10)是y 关于x 的隐函数,行程速比系数K的最大值K max对应θ达到最大值θmax,即y 达到最大值,为此,对式(10)取y 关于x 的一阶导数并令其值等于零,于是得x 使y 取得极大值的条件,即θ取得极大值,y 关于x 的一阶导数为消去式(10)、式(11)中的最小传动角γmin得为由式(12)得x 为式(14)的x=y/2为增根舍去,将式(15)代入式(10)的左边得将式(15)代入式(10)的右边得为此,得γmin与y 的函数关系为将γmin取为许用值[γ]、由式(16)得y 的六次代数方程为上式的左边为上式的右边为左边等于右边得令z=y 2,引入系数a 1、a 2、a 3,于是,式(17)表达为关于z的三次代数标准方程为令,q=a 3-a 1a 2/3,式(18)表达为无U 2项的三次代数方程为令,式(18)的可解三次代数方程为式(19)的一个实数解为于是,得z、y、θ分别为x 由式(15)求解,曲柄1的杆长a为偏置量e由式(7)求解;连杆2的杆长b 由式(6)求解.2 偏置曲柄滑块机构的运动方程如图1所示的偏置曲柄滑块机构的位移方程及其解S 3与ψ 分别为令滑块3 的速度V 31=d S 3/d t、加速度a 31=d2S 3/d t 2、加速度的一次变化率q 31=d3S 3/d t 3.3 偏置曲柄滑块机构的设计实例在砖坯生产自动线上,一组纵向位移的砖坯要转为横向位移,以便机械手抓取后转位加以码垛,要求行程速比系数最大以减少空程时间,行程H=1 800 mm,最小传动角γmin等于许用传动角[γ]=40°,试按行程速比系数最大设计该机构.由以上公式得a 1、a 2、a 3、p、q、U、z、y、θ、x、a、e与b 分别为设计出的曲柄滑块机构如图3所示,当曲柄1的ω1=1 rad/s时,经运动分析与VB 编程计算后,得滑块3位移为S 3(mm)、速度V 31(mm/s)、加速度a 31(mm/s2)、加速度的一次变换率为q 31(mm/s3)关于曲柄1 转角φ 的曲线关系如图4 所示.应用表明,生产率比之前按最小传动角γmin=40°、凭经验选择偏置量e=550 mm 的设计提高了8%.图3 设计出的偏置曲柄滑块机构Fig.3 Offset crank slider mechanism designed corresponding the over conditions图4 偏置曲柄滑块机构的传动特征Fig.4 Transmission properties of the offset crank slider mechanism4 结论通过建立机构的最小传动角几何关系与极限位置的几何关系,结合隐函数取得极大值的必要条件,建立了许用传动角条件下的行程速比系数达到最大的六次代数方程,通过两次变量代换降为三次代数可解方程,从而获得了偏置曲柄滑块机构具有最大行程速比系数的代数设计方程组.设计实例表明了该方法相对简单,既无理论上的设计误差,又无须迭代计算.【相关文献】[1] 李明,蒋天弟.基于传力条件的具有急回特征的四杆机构设计[J].机械科学与技术,2001,20(4)：545-546.[2] 杨世明,金国光.平面连杆机构平均传动角及其应用研究[J].机械,2008,35(3)：1-3.[3] 车林仙.按许用传动角综合曲柄摇杆机构的非迭代法[J].机械设计,2010,27(1)：53-56.[4] 楼云江,邓雷.基于最佳平均传动角的曲柄摇杆机构设计[J].机械设计,2011,28(8)：34-37.[5] 程友联,吴晓红.按最佳传动角设计偏置曲柄摇杆机构的闭式解[J].机械设计与研究,2009(6)：28-30.[6] 苏有良.按最小传动角最大的曲柄摇杆机构优化设计[J].机械设计,2014,31(6)：29-33.[7] 王洪欣,张雪梅,陈海英,等.按许用压力角设计曲柄摇杆机构的非迭代方法[J].机械设计,1998,15(1)：4-6.[8] 苏有良.根据许用压力角、k、H 设计曲柄滑块机构的解析法[J].机械设计,2008,25(9)：71-73.[9] 李洁,车林仙,何兵.按传动角优化曲柄滑块机构的约束粒子群算法[J].机械设计,2012,29(1)：65-68.[10] 韩继光,王贵成.按行程速比系数设计曲柄滑块机构的解析法[J].机械设计,2004,21(12)：55-56.[11] 高朝祥,王充.基于粒子群算法的曲柄滑块机构优化设计[J].包装机械,2011,27(4)：101-103.[12] 李延平,常勇.具有许用传动角[γ]的平面曲柄滑块机构设计[J].机械科学与技术,2002,21(2)：243-244.[13] 常勇.具有许用传动角和最显著急回特性的平面曲柄滑块机构设计[J].集美大学学报(自然科学版),2002,7(1)：23-25.[14] 常勇.具有最佳传动角的平面曲柄滑块机构的解析解法[J].机械科学与技术,2002,21(6)：957-958.[15] 娄建国.根据工作行程最优传动角设计曲柄滑块机构[J].机械与电子,2004,23(1)：26-28.[16] 年四甜.按最佳传动角设计偏置曲柄滑块机构[J].机械设计,2008,25(12)：48-50.[17] 金熙哲,王玉新,郭为盅.传动角最优的曲柄滑块机构多变量优化设计[J].上海交通大学学报,2007,41(4)：561-564.[18] 朱佳金.基于Creo2.2偏置曲柄滑块机构优化设计[J].机械设计,2015,32(11)：36-39.[19] 孟兆明,唐仁刚,赵海霞,等.采用微分法确定曲柄滑块机构最大行程速比系数[J].机械设计,2007,24(9)：42-43.。
机械设计基础复习题及答案⼀、选择题1、平⾯四杆机构中，是否存在死点，取决于B是否于连杆共线。
A、主动件B、从动件C、机架D、摇杆2、当四杆机构处于死点位置时，机构的压⼒⾓为 AA 、90°B、0 °C、180 ° D 、与构件有关3、铰链四杆机构的杆长为a=60，b=80，c=100，d=90。
若以杆a为机架，则此四杆机构 A 。
A、为双曲柄机构B、为曲柄摇杆机构C、为双摇杆机构D、为曲柄滑块机构4、具有急回作⽤的曲柄摇杆机构的⾏程速⽐系数K为 AA、⼤于1B、⼩于1 C 、等于1 D、等于05、采⽤型铣法加⼯斜齿轮时，应根据 B 选择成型铣⼑。
A、轴⾯模数B、法⾯模数C、端⾯模数D、⼤端模数6、⼀对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，⼀对齿廓上的接触线长度是C变化的。
A、由⼩逐渐到⼤B、由⼤逐渐到⼩C、由⼩逐渐到⼤再到⼩D、始终保持定值7、渐开线的弯曲程度取决于B的⼤⼩。
A、分度圆B、基圆C、齿顶圆A、⼀定相等B、⼀定不相等C、与齿轮传动⽐有关D、与基圆半径有关9、⼀对相互啮合的渐开线减速齿轮传动，⼩齿轮齿⾯硬度>350HBS，⼤齿轮齿⾯硬度<350HBS，在传递动⼒时__ B _____。
A、⼩齿轮齿⾯最⼤接触应⼒较⼤B、两齿轮齿⾯最⼤接触应⼒相等C、⼤齿轮齿⾯最⼤接触应⼒较⼤D、接触应⼒与齿数、材料有关，不⼀定哪个⼤10、⼀对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是B。
A、齿轮的模数和齿距分别相等B、两齿轮的模数和压⼒⾓分别相等C、两齿轮的基圆相等D、两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等11、对于开式齿轮传动，在⼯程设计中，⼀般（D ）A、按接触强度设计齿轮尺⼨，在验算弯曲强度B、只需按接触强度设计C、按弯曲强度设计齿轮尺⼨，在验算接触强度D、只需按弯曲强度设计12、渐开线直齿圆柱标准齿轮是指___ C _ _ 的齿轮。
A 、分度圆上模数和压⼒⾓；B、节圆等于分度圆；C、分度圆上齿厚等于齿槽宽，⽽且模数、压⼒⾓以及齿顶⾼系数、顶隙系数均为标准值。
前言机械设计基础课程是高等工科学校近机类、非机类专业开设的一门技术基础课。
杨可桢、程光蕴主编的《机械设计基础》, 因其内容精炼、深度适中、重点突出、知识面宽而被众多高等学校作为主要教材在教学中采用。
本书是根据原国家教委颁布的“高等工业学校机械设计基础课程基本要求”, 汇集了编者多年来的教学经验, 在深刻理解机械设计基础课程内容的基础上编写而成的, 是杨可桢、程光蕴主编《机械设计基础》的配套辅导书, 章节顺序和内容体系与教材完全一致, 并涵盖了国内同类教材的重点内容。
本书特点:1 .明确每章的教学基本要求和重点教学内容。
重点介绍基本概念、基本理论、基本分析方法和设计方法。
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介绍考点的具体内容,并详尽剖析, 总结解题规律、解题思路、解题技巧。
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5 . 自测试题及答案符合考点精神, 便于学习总结和自我检验。
书后附有模拟试题五套。
参加本书编写工作的有: 西安电子科技大学李团结( 第1 , 14章)、西安石油大学秦彦斌(第3 章) 、西安石油大学陆品( 第13章)、西安建筑科技大学史丽晨(第2 , 5 , 7 , 8 , 12 章)、西安建筑科技大学郭瑞峰(第4 , 6 , 9 , 10 , 11 , 15 , 16 , 17 , 18 章及模拟试题)。
全书由郭瑞峰、史丽晨主编。
本书可作为近机类、非机类大学生学习《机械设计基础》课程的参考书, 也可供电大、职大、函大、夜大等相关专业的学生学习使用, 也可作为考研辅导书, 还可供有关教师及工程技术人员参考。
由于编者水平有限, 书中难免有谬误和不妥之处, 敬请读者批评指正。
编者2005 年8 月于西安2 机械设计基础导教·导学·导考目录第1 章平面机构的自由度和速度分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯111 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16第2 章平面连杆机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯202 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯202 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯262 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯272 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯322 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯42第3 章凸轮机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯503 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯503 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯573 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯583 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯673 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯79 第4 章齿轮机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯844 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯844 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯934 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯95 4 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1014 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯108第5 章轮系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1115 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1115 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1145 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1155 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1185 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯131第6 章间歇运动机构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1376 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1376 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1406 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1406 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1426 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯144第7 章机械运转速度波动的调节⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯146 7 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1467 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1497 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1497 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯153Ⅱ机械设计基础导教·导学·导考7 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯161第8 章回转件的平衡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1658 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1658 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1688 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯168 8 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1728 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯183 第9 章机械零件设计概论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯187 9 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1879 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1949 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯195 9 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1969 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯206 第10 章联接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20910 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20910 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21710 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯218 10 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22410 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯240 第11 章齿轮传动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24311 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24311 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25411 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25511 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯258目录Ⅲ11 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯274第12 章蜗杆传动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27712 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27712 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28112 .3 考点及常见题型精解⋯ .⋯ .⋯ .⋯ .⋯ .⋯ .⋯282 12 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28612 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯293第13 章带传动和链传动⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29713 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29713 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30613 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30713 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31613 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯324第14 章轴⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32914 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32914 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33314 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33414 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33814 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯347第15 章滑动轴承⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35015 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35015 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35615 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35715 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯359Ⅳ机械设计基础导教·导学·导考15 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯361第16 章滚动轴承⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36316 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36316 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37216 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37316 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37916 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯386第17 章联轴器、离合器和制动器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯390 17 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39017 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39217 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39317 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39617 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯400第18 章弹簧⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40318 .1 重点内容提要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40318 .2 重点知识结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40818 .3 考点及常见题型精解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40918 .4 课后习题详解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41118 .5 学习效果测试题及答案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯418附录模拟试题及参考解答⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯420附录A 模拟试题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯420附录B 模拟试题参考解答⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯439参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯449目录Ⅴ第1 章平面机构的自由度和速度分析1. 1 重点内容提要1 .1 .1 教学基本要求( 1) 掌握运动副的概念及其分类。
机械设计基础_课后答案_(陈晓南)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第三章部分题解参考3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。
设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误。
若有，应如何修改习题3-5图习题3-5解图(a)习题3-5解图(b)习题3-5解图(c)解画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为：142332345=-⨯-⨯=--=PPnF其中：滚子为局部自由度计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。
解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。
其自由度为：1152432345=-⨯-⨯=--=PPnF②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。
其自由度为：1232332345=-⨯-⨯=--=PPnF3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。
习题3-6(a)图习题3-6(d)图解(a)习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(a)解图(a)习题3-6(a)解图(b)解(d) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。
自由度计算：1042332345=-⨯-⨯=--=P P n F习题3-6(d)解图(a) 习题3-6(d)解图(b)3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。
解(a) 10102732345=-⨯-⨯=--=P P n FA 、B 、C 、D 为复合铰链原动件数目应为1说明：该机构为精确直线机构。
目录绪论 (1)平面机构的自由度 (3)平面连杆机构 (8)凸轮机构 (14)齿轮机构 (18)轮系 (23)机械零件设计概论 (28)联接 (30)齿轮传动 (41)蜗杆传动 (51)带、链传动 (60)轴 (69)滑动轴承 (75)滚动轴承 (78)联轴器和离合器 (91)绪论1. 简述机构与机器的异同及其相互关系。
2. 简述机械的基本含义。
3. 简述构件和零件的区别与联系。
4. 简述“机械运动”的基本含义。
5. 简述“机械设计基础”课程的主要研究对象和内容。
6. 简述“机械设计基础”课程在专业学习中的性质。
【参考答案】1. 共同点：①人为的实物组合体；②各组成部分之间具有确定的相对运动；不同点：机器的主要功能是做有用功、变换能量或传递能量、物料、信息等；机构的主要功能是传递运动和力、或变换运动形式。
相互关系：机器一般由一个或若干个机构组合而成。
2. 从结构和运动的角度看，机构和机器是相同的，一般统称为机械。
3. 构件是机械中的运动单元，零件是机械中的制造单元；构件是由一个或若干个零件刚性组合而成。
4. 所谓“机械运动”是指宏观的、有确定规律的刚体运动。
5. 研究对象：常用机构（平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等）和通用零（部）件（螺栓、键、齿轮、带、链、轴、轴承、联轴器、离合器等）。
研究内容：机构的组成及其工作原理、结构分析、运动分析等；零（部）件结构、设计计算、类型选择、使用维护等。
6. “机械设计基础”课程着重研究各类机械中的共性问题，为进一步深入研究各种专门机械奠定基础；同时，“机械设计基础”课程的学习又涉及到高等数学、机械制图、工程力学、工程材料以及机械制造基础等知识的综合运用。
因此，“机械设计基础”是课程体系中的一门专业技术基础课程。
平面机构的自由度1. 什么是机构中的原动件、从动件、输出构件和机架？2. 机构中的运动副具有哪些必要条件？3. 运动副是如何进行分类的？4. 平面低副有哪两种类型？5. 简述机构运动简图的主要作用，它能表示出原机构哪些方面的特征？6. 机构自由度的定义是什么？一个平面自由构件的自由度为多少？7. 平面运动副中，低副和高副各引入几个约束？8. 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？9. 运动链和机构关系如何？10. 画出下列机构的示意图，并计算其自由度。
