《机械设计基础》杨晓兰版(机械工业出版社)课后习题答案

第十三章习题册参考答案绪论0-1判断题（1）×（2）×（3）×（4）√（5）√（6）×（7）×0-2填空题（1）确定的相对（2）机械（3）零件（4）构件0-3选择题（1）A（2）A（3）A（4）A（5）A一、机构的自由度1-1判断题（1）×（2）√（3）×（4）×（5）×（6）×（7）√（8）√（9）×（10）√（11）√（12）×（13）×（14）×1-2填空题（1）运动副（2）独立（3）2（4）低（5）机构自由度（6）机架1-3选择题（1）A（2）A（3）A（4）A（5）A（6）A（7）A（8）A（9）A（10）A（11）A（12）A（13）A1-4解：a）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1b）F=3n－2pl－ph=3×5－2×7－0=1c）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1d）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1e）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1f）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=1g）F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=11-5解：a）F=3n－2pl－ph=3×5－2×7－0=1b）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2pl－ph=3×8－2×11－1=1c）E处存在复合铰链，F=3n－2pl－ph=3×5－2×6－1=2d）F=3n－2pl－ph=3×6－2×8－1=1e）滚子中心存在局部自由度，两移动副处之一为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链F=3n－2pl－ph=3×9－2×12－2=1f）齿轮、杆和机架以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2pl－ph=3×4－2×4－2=2g）F=3n－2pl－ph=3×3－2×3－0=3h）滚子中心存在局部自由度，F=3n－2pl－ph=3×3－2×3－2=1i）中间三根杆以转动副相连处存在复合铰链，=3n－2pl－ph=3×7－2×10－0=1j）左边部分全为虚约束，三根杆以转动副相连处存在复合铰链，F=3n－2pl－ph=3×5－2×7－0=11-6解：a）该构件组合为机构，因为该组合自由度F=3n－2pl－ph=3×4－2×5－1=10b）该构件组合不是机构，因为该组合自由度F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－1=0c）该构件组合不是机构，因为该组合自由度F=3n－2pl－ph=3×4－2×6－0=0d）该构件组合为机构，因为该组合自由度F=3n－2pl－ph=3×3－2×4－0=10二、平面连杆机构2-1判断题（1）×（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×（7）√（8）√（9）√（10）×（11）×（12）√（13）×（14）×（15）√（16）×（17）×（18）√（19）×（20）√（21）×（22）×（23）×（24）×（25）√2-2填空题（1）低（2）转动（3）3（4）连杆，连架杆（5）曲柄，摇杆（6）最短（7）曲柄摇杆（8）摇杆，连杆（9）2（10）＞（11）运动不确定（12）非工作时间（13）惯性（14）大（15）中的摆动导杆机构有，中的转动导杆机构无（16）机架（17）曲柄（18）曲柄滑块（19）双摇杆（20）双曲柄机构（21）无，有2-3选择题（1）A（2）C（3）B（4）A（5）B（6）B（7）A（8）C（9）A（10）A（11）A（12）C（13）C（14）A（15）A（16）A（17）A（18）A（19）A（20）A（21）A2-4解：a）双曲柄机构，因为40+11070+90，满足杆长条件，并以最短杆为机架b）曲柄摇杆机构，因为30+130110+120，满足杆长条件，并以最短杆的邻边为机架c）双摇杆机构，因为50+10060+70，不满足杆长条件，无论以哪杆为机架都是双摇杆机构d）双摇杆机构，因为50+120=80+90，满足杆长条件，并以最短杆的对边为机架2-5解：（1）由该机构各杆长度可得lAB+lBC＜lCD+lAD，由此可知满足杆长条件，当以AB杆或AB杆的邻边为机架时该机构有曲柄存在（2）以lBC或lAD杆成为机架即为曲柄摇杆机构，以lAB杆成为机架即为双曲柄机构，以lCD杆成为机架即为双摇杆机构2-6解：（1）曲柄摇杆机构由题意知连架杆CD杆不是最短杆，要为曲柄摇杆机构，连架杆AB杆应为最短杆（0lAB≤300mm）且应满足杆长条件lAB+lBC≤lCD+lAD，由此可得0lAB≤150mm（2）双摇杆机构由题意知机架AD杆不是最短杆的对边，要为双摇杆机构应不满足杆长条件①AB杆为最短杆（0lAB≤300mm）时，lAB+lBClCD+lAD，由此可得150mmlAB≤300mm②AB杆为中间杆（300mm≤lAB≤500mm）时，lAD+lBClCD+lAB，由此可得300mm≤lAB450mm③AB杆为最长杆（500mm≤lAB1150mm）时，lAB+lADlCD+lBC，由此可得550mmlAB1150mm由此可知：150mmlAB450mm，550mmlAB1150mm（3）双曲柄机构要为双曲柄机构，AD杆必须为最短杆且应满足杆长条件①AB杆为中间杆（300mm≤lAB≤500mm）时，lAD+lBC≤lCD+lAB，由此可得450mm≤lAB≤500mm②AB杆为最长杆（500mm≤lAB1150mm）时，lAB+lAD≤lCD+lBC，由此可得500mm≤lAB≤550mm由此可知：450mm≤lAB≤550mm2-7解：a）b）c）d）e）各机构压力角和传动角如图所示，图a)、d）机构无死点位置，图b)、c）、e）机构有死点位置2-8解：用作图法求解，主要步骤：（1）计算极位夹角：3615.115.118011180KK（2）取比例尺μ=0.001m/mm（3）根据比例尺和已知条件定出A、D、C三点，如图所示（4）连接AC，以AC为边作角的另一角边线，与以D为圆心、摇杆DC为半径的圆弧相交于C1和C2点，连接DC1和DC2得摇杆的另一极限位置（两个）（5）从图中量得AC=71mm，AC1=26mm，AC2=170mm（6）当摇杆的另一极限位置位于DC1时：5mm.2221ACAClAB－，5mm.4821ACAClBC（7）当摇杆的另一极限位置位于DC1时：5mm.4922ACAClAB－，5mm.12022ACAClBC答：曲柄和连杆的长度分别为22.5mm、48.5mm和49.5mm、120.5mm。2-9解：用作图法求解，主要步骤：（1）计算极位夹角：4.1612.112.118011180KK（2）取比例尺μ=0.001m/mm（3）根据比例尺和已知条件定出滑块的两极限位置C1、C2两点，如图所示（4）连接C1C2，以C1C2为直角边作直角三角形C1C2P，使∠C1C2P=90°－θ=73.6°（5）以C2P为直径作圆O（6）将C1C2偏移e值，与圆O交于A点，连接AC1和AC2，（7）从图中量得AC1=34mm，AC2=82mm，则：24mm212ACAClAB－，58mm221ACAClBC答：曲柄和连杆的长度分别为24mm和58mm。2-10解：用作图法求解，主要步骤：（1）计算极位夹角：3014.114.118011180KK（2）取比例尺μ=0.002m/mm（3）根据比例尺和已知条件定出机架AC，如图所示（4）根据摇杆的摆角等于极为夹角作出摇杆的两极限位置（5）过A点作摇杆两极限位置的垂线，得垂足点B1、B2（6）从图中量得AB1=23mm，则26mm1ABlAB答：曲柄的长度为26mm。2-11解：用作图法求解，主要步骤：（1）计算极位夹角：0111118011180KK（2）取比例尺μ=0.001m/mm（3）根据比例尺和已知条件定出D、C1、C2三点，如图所示（4）过D点作C1D的垂线，并与C1C2的连线交于A点（5）从图中量得AD=220mm，AC1=234mm，AC2=180mm，则：27mm212ACAClAB－，207mm212ACAClBC，220mmADlAD答：曲柄的长度为27mm，连杆的长度为207mm，机架的长度为220mm。三、凸轮机构3-1判断题（1）√（2）×（3）√（4）×（5）×（6）×（7）×（8）×（9）√（10）√（11）√（12）√（13）√（14）√（15）×（16）√（17）√（18）√（19）×3-2填空题（1）使用（2）盘形（3）凸轮轮廓（4）变曲率（5）行程（6）行程（7）轮廓（8）凸轮的转角，从动件的位移（9）最小（10）法线（11）大（12）等速（13）小（14）许用压力角（15）低（16）大（17）大（18）内凹（19）抛物线（20）刚性3-3选择题（1）B（2）A（3）A（4）A（5）A（6）C（7）A（8）A（9）A（10）A（11）A（12）A（13）A（14）A（15）A（16）A（17）B（18）A（19）A（20）C（21）D（22）A（23）B（24）D（25）B（26）B（27）C3-4解：（1）凸轮的基圆和基圆半径的标注如图所示（2）从动件的位移线图s-t和升程h的标注如图所示3-5解：凸轮的位移线图如图所示。3-6解：（1）凸轮的位移线图如图所示（2）凸轮的位移线图如图所示3-7解：所设计对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构如图所示3-8解：所设计偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示3-9解：各凸轮机构中b、c点的压力角如图所示四、间歇运动机构4-1判断题（1）√（2）√（3）×（4）√（5）√（6）×（7）×（8）×4-2填空题（1）周期性（2）棘轮（3）内（4）2（5）锯4-3选择题（1）A（2）A（3）A（4）A（5）A（6）A（7）A（8）A（9）A（10）A（11）A五、联接5-1判断题（1）×（2）√（3）√（4）×（5）√（6）√（7）×（8）×（9）×（10）×（11）×（12）√（13）×（14）×（15）×（16）×（17）√（18）×（19）×（20）√5-2填空题（1）牙型（2）大（3）越高（4）自锁性（5）4（6）螺钉（7）拧紧力矩（8）防松（9）一致（10）摩擦（11）直线（12）梯形（13）传力，传导，调整（14）右（15）轴和毂，挤压（16）轴的直径，轴头（17）A，B，C，C（18）增加键的长度（19）B（20）805-3选择题（1）B（2）A（3）A（4）C（5）D（6）C（7）B（8）A（9）A（10）D（11）B（12）A（13）B（14）B（15）C（16）A（17）B（18）A（19）A（20）B（21）A（22）B（23）A（24）B（25）C（26）B（27）D（28）B（29）C（30）A（31）A（32）A（33）A（34）D（35）A（36）A（37）A（38）A（39）A（40）A（41）A（42）B（43）A（44）D（45）A5-4解：该螺栓连接为松螺栓连接，其强度条件为：214Fσσπd拉杆材料为Q235，其235MPasσ，取安全系数S=1.7，则：235138.24MPa1.7sσσS则：3144231014.56mm3.14138.24Fdπσ查教材表5-2可知，选小径d1=17.294mm，公称直径d=20mm的粗牙普通螺纹。答：拉杆螺纹的直径为M20。5-5解：该螺栓连接为受横向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为：215.2aeFσσπd0RaCFFFzmf，查教材表5-2可知，M16的螺栓的小径d1=13.835mm。取C=1.2，则：221420.153.1413.83516018.49kN5.25.21.2RzmfπdσFC答：该螺栓组能承受的横向载荷应不大于18.49kN。5-6解：该螺栓连接为受轴向工作载荷的紧螺栓连接，其强度条件为：