机械设计基础（第五版）课后习题答案(完整版)

高等教育出版社

杨可桢、程光蕴、李仲生主编

1-1至1-4解 机构运动简图如下图所示。

图 1.11 题1-1解图 图1.13 题1-3解图 1-5 解 1-6 解 1-7 解 1-8 解 1-9 解

图1.12 题1-2解图

图1.14 题1-4解图

1-10 解 1-11 解 1-12 解

1-13解 该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件 1、3的角速比为： 1-14解 该正切机构的全部瞬心如图所示，构件 3的速度为： 向垂直向上。

，方

1-15解 要求轮 1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即 ，

和 ，如图所示。则： ，轮2与轮1的转向相反。

1-16解 （ 1）图a中的构件组合的自由度为：

自由度为零，为一刚性桁架，所以构件之间不能产生相对运

动。

（ 2）图b中的 CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。故图 b中机构的自由度为：

所以构件之间能产生相对运动。

题 2-1答 : a ） b ） c ） d ）

，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。

，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。 ，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。 ，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。

与

均为周转副。

和

题 2-2解 : 要想成为转动导杆机构，则要求 （ 1 ）当

。

在

中，直角边小于斜边，故有： 为周转副时，要求

能通过两次与机架共线的位置。 见图 2-15 中位置

（极限情况取等号）；

在 中，直角边小于斜边，故有：

即可。

（极限情况取等号）。

综合这二者，要求 （ 2 ）当

。

在位置 在位置

时，从线段 时，因为导杆

为周转副时，要求 能通过两次与机架共线的位置。 见图 2-15 中位置 和

来看，要能绕过 点要求： （极限情况取等号）；

是无限长的，故没有过多条件限制。

（ 3 ）综合（ 1 ）、（ 2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是： 题 2-3 见图 2.16 。

图 2.16

题 2-4解 : （ 1 ）由公式 ，并带入已知数据列方程有：

因此空回行程所需时间 （ 2 ）因为曲柄空回行程用时 转过的角度为

；

，

，

因此其转速为： 题 2-5

转 / 分钟

解 : （ 1 ）由题意踏板

在水平位置上下摆动

，就是曲柄摇杆机构中摇杆的极限位置，此时

和

（见图

曲柄与连杆处于两次共线位置。取适当比例 图 尺，作出两次极限位置 2.17 ）。由图量得： 解得 ：

，

。

由已知和上步求解可知：

，

，

，

和

代入公式（ 2-3 ）

（ 2 ） 因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取 计算可得：

或：

代入公式（ 2-3 ）′，可知

题 2-6解： 因为本题属于设计题，只要步骤正确，答案不唯一。这里给出基本的作图步骤，不 给出具体数值答案。作图步骤如下（见图 2.18 ）：

（ 1 ）求 （ 2 ）作 （ 3 ）以 （ 4 ）作 在图上量取

，

，

为底作直角三角形

的外接圆，在圆上取点 ，

和机架长度

；并确定比例尺 。

。（即摇杆的两极限位置） ， 即可。

，摇杆长度

，

。

。则曲柄长度

。在得到具体各杆数据之后，代入公式 （ 2 — 3 ）和 （ 2-3 ）′求最小传动

角

，能满足

即可。

图 2.18 题 2-7