西工大机械设计基础课后习题答案 - 图文(2)

第五章

5-7.根据图中所注尺寸，试问如何才能获得曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构？ 解：根据曲柄存在的条件：

（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和； （2）最短杆为连架杆。

根据题意：140+200<170+180，故满足第一条件。

当最短杆 AD为连架杆时，即 AB、CD固定时，极限位置如图所示，为曲柄摇杆机构。

当最短杆 AD为机架时，极限位置如下图所示，为双曲柄机构。

当 AD为连杆时，极限位置如下图所示，为双摇杆机构。

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5-8．图示铰链四杆机构l1 ?100mm,l2 ? 200mm,l3 ? 300mm，若要获得曲柄摇杆机构，试 问机架长度范围为多少？ 解：根据曲柄存在的条件：

（1）最短杆长度+最长杆长度≤其他两杆长度之和； （2）最短杆为连架杆。 根据题意：

（1）若l4为最长杆（l4≥300），l1+l4≤l2+l3，300≤l4≤400. （2）若l3为最长杆（l4≤300），l1+l3≤l2+l4，200≤l4≤300. 故 200≤l4≤400.

5-10.设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度 lCD ?100mm，摆角? ? 30 ，行程速比系数

0

0

K ?1，?=16.36 ? min ? 40 的条件确定其余三杆的尺寸。 K=1.2。试用图解法根据最小传动角解：由? ?180 0

.

0

故，先画出 CD和C?D ,使得∠C?DC =? ? 300 . 由于?=16.36

0 ，故过

K ?1

C和C?作∠CC?O和∠C?CO =73.640

，以 O点为圆心作圆

过 C做∠DCA= 45 0

AB=20.555mm,BC=112.445mm交圆 O于 A点。AC=133mm， AC?=91.89mm，AD=94.23mm,计算得

所以其他三杆长度为：AD=94.23mm，AB=20.555mm,BC=112.445mm

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5-11.设计一曲柄滑块机构。已知滑块行程 H=50mm,偏距 e=20mm,行程速比系数 K=1.5.试用 图解法求出曲柄和连杆的长度。 解：由? ?180

0

K ?1，?=36 K ?1

0

首先，画出CC? =50mm，作∠CC?O =∠C?CO =540，过 O作圆交偏心线于 A， 连接 AC, AC?测得长度如图所示，算出 AB=21.505，BC=46.515.

5-12.设计一导杆机构。已知机架长度lAD ?100mm，行程速比系数 K=1.4，试求曲柄长度。 解：? ?180

0

K ?1，?=30

,即∠ BCB? =30

.

AB⊥BC,∠ACB=15 ,AC=l

K ?10

0

AD. 0

?100mm

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AB=25.88mm

5-13.设计一铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。已知炉门上两活动铰链间距离为 50mm，炉门打开后成水平位置时，要求炉门温度较低的一面朝上（如虚线所示）。设固定 铰链在 O-O轴线上，其相关尺寸如图所示，求此铰链四杆机构其余三杆的长度。

解：因为点 A、D在 O-O轴线上，由于 AB= AB?, AC ? AC?,所以运用垂直平分线定理，连 接 BB?和CC?，分别作其中垂线交 O-O轴线于点 A、D，因此找到 A点和 D点。 AB=67.34,CD=112.09,AD=95.74

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第六章

6-2.四种基本运动规律各有何特点？各适用何种场合？什么是刚性冲击和柔性冲击？

解：（1）等速运动规律的特点是：在从动件运动的起始点和终了点都有速度的突变，使 加速度趋于无限大，因此会引起强烈的刚性冲击。这种冲击对凸轮机构的工作影响很大， 所以匀速运动规律一般只适用于低速或从动件质量较小的场合。

（2）等加速等减速运动规律的特点是：在一个运动循环中，从动件的运动速度逐步 增大又逐步减小，避免了运动速度的突变；但在从动件运动的起始点、转折点和终了点 仍存在着加速度的有限突变，还会有一定的柔性冲击。所以这种运动规律适用于凸轮为 中、低速转动，从动件质量不大的场合。

（3）余弦加速度运动规律的特点是：推杆的加速度按余弦规律变化，且在起始点和 终点推杆的加速度有突变，有一定的柔性冲击。一般只适用于中速场合。

（4）正弦加速度运动规律的特点是：推杆的加速度按正弦规律变化，但其加速度没 有突变，可以避免柔性冲击和刚性冲击，适用于高速场合。

刚性冲击：由于加速度有突变，并且加速度值理论上为无穷大，但由于材料具有弹 性，使得加速度和惯性达到很大（不是无穷大），从而产生很强烈的冲击，把这一类冲 击称为刚性冲击。

柔性冲击：由于加速度有突变，但这一突变为有限值，引起的冲击较为平缓，故称 这一类为柔性冲击。

6-7.盘形凸轮基圆半径的选择与哪些因素有关？ 解：由于 ro ?

v2

? s，故盘形凸轮基圆半径的选择与推杆的运动规律，推杆的工作行

? tan?

? ?

程和推杆的许用压力角和推程运动角有关。一般在满足 ?max ? ? 的条件下，合理地确定 凸轮的基圆半径，使凸轮机构的尺寸不至过大。

6-8.试设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮廓线，已知凸轮作顺时针方向旋转、推 杆行程 h=30mm，基圆半径 r0 ? 40mm ,滚子半径 rr ?10mm ，凸轮各运动角为：

?o ?120 、?S ?150

0 0 40mm, 实际半径为 0 30mm. 0 解：由题意得：凸轮理论廓线基圆半径为

，推杆的运动规律可自选。 等速推程时，由公式s ? h? ? 30? 得：

、?o? ?150 、?S? ? 60

?0 120 0

0

凸轮转角? / ( ) 0 30 60

90 120

推杆位移 s/mm 0 7.5 15 22.5 30

等 加 速 等 减 速 回 程 时 ， 由 公 式 等 加 速 公 式

2 2

） 60 s ? h? 2h? ? 30? 6（0 ?-1502h 2

= )2 [150 -(? ?150 2 0 2 0 ?? 和等减速公式s ? （?0?-?） ?? (150 ) (150 0 0 0 0

2

）]2得： 0 270 300 凸轮转角? / ( ) 150 180 210 240

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