机械原理平面连杆机构及其设计课后习题
答案.
题3-3:
解：1）当AB为最短构件，满足题意。∴l AB+l BC≤l CD﹢l AD，则l AB﹢50≤35+30 ∴l AB≤15 ∴l AB的最大值为15㎜。
2）a: 当AB为最长构件，则有：
l AD+ l AB≤l BC+ l CD l AB≤55
l AB＞l BC l AB＞50
∴50＜l AB≤55
b:当AB既不是最长构件也不是最短构件，则有：
l
AD+l BC≤l AB+ l CD≥45
l AB＞l AD l
∴l AB≥45
∴综上所述，45㎜≦l AB≤55㎜。
3)分析题意得：当该机构的四个构件的长度不满足杆长之和条件时符合题意。所以：
(a)当AB杆为最短构件时，则有：
l AB+l BC≧l CD﹢l AD l AB≥15
l AB＜l AD l AB＜30
∴15≤l AB＜30
（b）当A杆为最长构件时，则有：
l
AD+ l AB≥l BC+ l55l AB＞
l BC l
l AB＜l BC+l CD+ l＜115
∴55＜l AB＜115
（c）当AB不是最长杆，也不是最短杆时，则有：
30＜l AB＜50
AD＜l AB＜l BC l AB＜50
l AD+l BC＞l AB+ l CD＜45
l AB+ l CD+ l AD＞l-15（舍）
∴综合上述情况，则有：AB杆的范围为15㎜＜l AB＜45㎜或者
55㎜＜l AB＜115㎜时，此铰链四杆为双摇杆机构。
题3-4
∵K=1.5 ∴θ=36°根据已知条件按1：1绘出上图，则有：
(1) l AB+l BC=70.84
l BC－l AB =25.82
l AB=22.51㎜, l BC＝48.33㎜机构简图见图（1）：
（2）
如图二，则有：
l AC2＝l AB+ l BC2＝169.46
l AC1＝l BC2－l AB＝71.68
∴l AB=48.89㎜, l BC2=120.57㎜。
题3-6：根据题意，可以确定连杆BC的2个位置。所以通过图解法可以绘制出下图，从图中测量出各个构件的长度为：
L
AD=95.7㎜,
L AB=67.3㎜
L AB=112.1㎜
题3-7
解：∵K＝1.25 ∴θ＝20°
∵ψ=32°，L CD=290㎜，
∴C1C2=2sin(ψ/2)×L C1D
＝2sin16°×290
≈159.87㎜
∵C1、C2分别是极限位置∴
AC2=L AB+L BC2，AC1=L BC2-L AB
在
1C2中，已知L AB=75㎜，
∠C1AC2=θ=20°,∴由余弦定理得：cos∠C1AC2= (AC12+AC22-C1C22)/(2 AC1·AC2)，代值可得:L BC=176㎜。然后通过作图，由图中测量可得：L AD=278.7㎜。示意图如下图a
根据图a分析可知：当AB杆和机架AD重合时，有δmin, 从图中测量得：δmin=44°＜90°∴γmin=δmin=44°＞40°，其γmin在允许值范围。
题3-8：根据题意，利用解析法可以求解出各个杆长。
∵K＝1.25 ∴θ＝20°，且ψ=32°
L CD=c=290㎜. ∴圆η的半径:
R=L OC1= csin(ψ/2) ∕sinθ＝233.7㎜. ∵θ≥ψ/2∴δ=+1
(﹡δ为符号系数，当θ≤ψ∕2时δ=―1)
g=L OD=csin [δ(θ-ψ/2)]∕sinθ
=59.1㎜
∵b=L BC={csin(ψ/2)[sin(β+θ)+sinβ]}÷sinθ=260㎜
∴β=24°
∴a=L AB={csin(ψ/2)[sin(β+θ)-sin β]}/sinθ=67㎜.
∴L AC1=a+b=327㎜
L AC2=b-a=193㎜.
∴可以绘制出下图：图P
从图中测量出δmax=150°,∵从图中分析知此机构为Ⅱ型曲柄摇杆机构，因此有：γmin=180°-δmax=30°。
题3-9：
解：根据K 可以求出θ=36°,由已知条件可以绘制出简图，见上图：图Z 。由图可以测量出： L AC1=68.02㎜,L AC2=25.01㎜。 ∵ L AC1=L AB -L BC L AB =21.5㎜
L AC2=L BC -L AB L BC =46.5㎜
机械原理课程设计说明书 题目：摆式送料机构总体设计 姓名：冯帅 学号： 专业： 班级: 学院：交通与车辆工程学院 指导教师： 2013年7月9日
目录 第一章机械原理课程设计指导书 (2) 一．机械原理课程设计的目的 (2) 二．机械原理课程设计的任务 (2) 三．课程设计步骤 (2) 四．基本要求 (3) 五．时间安排 (3) 六．需交材料 (3) 第二章摆式送料机构总体设计过程 (3) 一工作原理 (3) 二设计方案 (5) 三利用解析法确定机构的运动尺寸 (6) 四连杆机构的运动分析 (10) ⑴速度分析 (10) ⑵加速度分析 (12) 第三章课程设计总结 (14) 第四章参考文献 (14)
第一章机械原理课程设计指导书 一．机械原理课程设计的目的 机械原理课程设计是机械原理课程教学中最后的一个重要的实践性教学环节，是培养学个进行自动机械总体方案设计、运动方案设计、执行机构选型设计，传动方案设计控制系统设计以及利用用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一个重要的川练过程。其目的如下： (1)通过课程设计，综合运用所学的知识，解决工程实际问题。并使学生进一步巩固和加深所学的理论知识。 (2)使学生得到拟定机械总体方案、运动方案的训练，并且有初步的机械选型与组合及确定传动方案的能力，培养学生开发、设计、创新机械产品的能力。 (3)使学生掌握自动机械设计的内容、方法、步骤，并对动力分析与设计有个较完整的概念。 (4)进一步提高学生的运算、绘图、表达及运用计算机和查阅有关技术资料的能力。 (5)通过编写说明书，培养学生的表达、归纳及总结能力。 二．机械原理课程设计的任务 机械原理课程设计的任务一般分为以下几部分。 (1)根据给定机械的工作要求，合理地进行机构的选型与组合。 (2)拟定该自动机械系统的总体、运动方案(通常拟定多个)，对各运动方案进行对比和选择，最后选定一个最佳方案作为个设计的方案，绘出原理简图。 (3)传动系统设计，拟定、绘制机构运动循环图。 三．课程设计步骤 1．机构设计和选型 （1）根据给定机械的工作要求，确定原理方案和工艺过程。 （2）分析工艺操作动作、运动形式和运动规律。 （3）拟定机构的选型与组合方案，多个方案中选择最佳的。 （4）设计计算。 （5）结构设计、画图。 （6）编写设计计算说明书。 2．自动机械总体方案设计 （1）根据给定机械的工作要求，确定实现功能要求原理方案。 （2）根据原理方案确定工艺方案和总体结构。 （3）拟定工作循环图。 （4）设计计算。 （5）画图。
模块八 一、填空 1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。 2、传动带中的的工作应力包括拉应力、离心应力和弯曲应力。 3、单根V带在载荷平稳、包角为180°、且为特定带长的条件下所能传递的额定功率P0主要与带型号、小轮直径和小轮转速有关。 4、在设计V带传动时，V带的型号根据传递功率和小轮转速选取。 5、限制小带轮的最小直径是为了保证带中弯曲应力不致过大。 6、V带传动中，限制带的根数Z≤Z max，是为了保证每根V带受力均匀（避免受力不均）。 7、V带传动中，带绕过主动轮时发生带滞后于带轮的弹性滑动。 8、带传动常见的张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置和张紧轮等几种。 9、V带两工作面的夹角θ为40°，V带轮的槽形角?应小于θ角。 10、链传动和V带传动相比，在工况相同的条件下，作用在轴上的压轴力较小，其原因是链传动不需要初拉力。 11、链传动张紧的目的是调整松边链条的悬垂量。采用张紧轮张紧时，张紧轮应布置在松边，靠近小轮，从外向里张紧。 二、选择 1、平带、V带传动主要依靠（D）来传递运动和动力。 A．带的紧边拉力；B．带的松边拉力；C．带的预紧力；D．带和带轮接触面间的摩擦力。 2、在初拉力相同的条件下，V带比平带能传递较大的功率，是因为V带（C）。 A．强度高；B．尺寸小；C．有楔形增压作用；D．没有接头。 3、带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（D）。 A．带的材料不符合虎克定律；B．带容易变形和磨损； C．带在带轮上打滑；D．带的弹性滑动。 4、带传动在工作时产生弹性滑动，是因为（B）。 A．带的初拉力不够；B．带的紧边和松边拉力不等；
C．带绕过带轮时有离心力；D．带和带轮间摩擦力不够。 5、带传动发生打滑总是（A）。 A．在小轮上先开始；B．在大轮上先开始；C．在两轮上同时开始；D不定在哪轮先开始。 6、带传动中，v1为主动轮的圆周速度，v2为从动轮的圆周速度，v为带速，这些速度之间存在的关系是（B）。 A．v1 = v2 = v；B．v1＞v＞v2；C．v1＜v＜ v2；D．v1 = v＞ v2。 7、一增速带传动，带的最大应力发生在带（D）处。 A．进入主动轮；B．进入从动轮；C．退出主动轮；D．退出从动轮。 8、用（C）提高带传动传递的功率是不合适的。 A．适当增加初拉力F0；B．增大中心距a； C．增加带轮表面粗糙度；D．增大小带轮基准直径d d； 9、V带传动设计中，选取小带轮基准直径的依据是（A）。 A．带的型号；B．带的速度；C．主动轮转速；D．传动比。 10、带传动采用张紧装置的目的是（D）。 A．减轻带的弹性滑动；B．提高带的寿命； C．改变带的运动方向；D．调节带的初拉力。 11、确定单根V带许用功率P0的前提条件是（C）。 A．保证带不打滑；B．保证带不打滑，不弹性滑动； C．保证带不打滑，不疲劳破坏；D．保证带不疲劳破坏。 12、设计带传动的基本原则是：保证带在一定的工作期限内（D）。 A．不发生弹性滑动；B．不发生打滑； C．不发生疲劳破坏；D．既不打滑，又不疲劳破坏。 13、设计V带传动时，发现带的根数过多，可采用（A）来解决。 A．换用更大截面型号的V带；B．增大传动比；C．增大中心距；D．减小带轮直径。 14、与齿轮传动相比，带传动的优点是（A）。 A．能过载保护；B．承载能力大；C．传动效率高；D．使用寿命长。
《第二章平面连杆机构》单元测验 班级学号姓名 一、填空题 1.平面连杆机构由一些刚性构件用_ ___副和____副相互联接而组成。 2. 在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_______，只能来回摇摆某一角度的构件称为 _______，直接与连架杆相联接，借以传动和动力的构件称为_______。 3. 图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的 条件： （1）____________________________。 （2）以_______为机架，则_______为曲柄。 4. 设图1-1已构成曲柄摇杆机构。当摇杆CD为主动件，机构处于BC与从动曲柄AB共线的两个极 限位置，称为机构的两个_______位置。 5. 铰链四杆机构的三种基本形式是_______机构，_______机构，_______机构。 6. 平面连杆机急回运动特性可用以缩短_______。从而提高工作效率。 7. 平面连杆机构的急回特性系数K______________。 8. 四杆机构中若对杆两两平行且相等，则构成_______机构。 二、单选题 9. 平面四杆机构中各构件以_______相联接。 （a 转动副 b 移动副 c 螺旋副） 10. 平面连杆机构当急回特性系数K_______时，机构就具有急回特性。 （a >1 b =1 c <1） 11. 铰链四杆机构中，若最长杆与最短杆之和大雨其他两杆之和，则机构有_______。 （a 一个曲柄 b 两个曲柄 c两个摇杆） 12. 家用缝纫机踏板机构属于_______。 （a 曲柄摇杆机构 b 双曲柄机构 c 双摇杆机构）13. 机械工程中常利用_______的惯性储能来越过平面连杆机构的“死点”位置。 （a主动构件 b 从动构件 c 联接构件） 14. 对心曲柄滑块机构曲柄r与滑块行程H的关系是_______。 （a .H=r b. H=2r c. H=3r） 15. 内燃机中的曲柄滑块机构工作时是以_______为主动件。 （a 曲柄，b 连杆，连杆， c 滑块） 16. 图1-2四杆机构各杆长a=350, b=550 , c=200,d=700长度单位，试选答： （1）当取d为机架时机构_______；（2）当取c为机架时机构_______。 a.有一个曲柄 b.有两个曲柄 c.有两个摇杆 17.下列机构中适当选择主动件时，_______必须具有急回运动特性；_______必须出现“死点”位置。 a .曲柄摇杆机构 b .双摇杆机构 c .不等长双曲柄机构 d. 平行双曲柄机构 e .对心曲柄滑块机构 f.摆动导杆机构 三、判断题 18.平面连杆机构各构件运动轨迹都在同一平面或相互平行的平面内。（） 19.曲柄摇杆机构的摇杆两极限位置间的夹角称为极位夹角。（） 20.在平面连杆机构的“死点”位置，从动件运动方向不能确定。（） 21. 偏心轮机构的工作原理与曲柄滑块机构相同。（） 四、绘图分析
机械原理课程设计 编程说明书 设计题目：牛头刨床凸轮机构指导教师：王琦王春华设计者：雷选龙 学号：0807100309 班级：机械08-3 2010年7月15日 辽宁工程技术大学
机械原理课程设计任务书（二） 姓名雷选龙专业机械工程及自动化班级机械08-3班学号 五、要求： 1）计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图。 2）确定凸轮机构的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮实际廓线，并按比例绘出机构运动简图。以上内容作在A2或A3图纸上。 3）编写出计算说明书。 指导教师： 开始日期：2010年07月10日完成日期：2010年07月16日
目录 一设计任务及要求-----------------------------------------------2 二数学模型的建立-----------------------------------------------2 三程序框图--------------------------------------------------------5 四程序清单及运行结果-----------------------------------------6 五设计总结-------------------------------------------------------14 六参考文献-----------------------------------------------------15
一 设计任务与要求 已知摆杆9为等加速等减速运动规律，其推程运动角φ=70，远休止角φs =10，回程运动角φ?=70，摆杆长度l 09D =125,最大摆角φ max =15，许用压力角[α]=40，凸轮与曲线共轴。 （1） 要求：计算从动件位移、速度、加速度并绘制线图（用方格纸 绘制），也可做动态显示。 （2） 确定凸轮的基本尺寸，选取滚子半径，画出凸轮的实际廓线， 并按比例绘出机构运动简图。 （3） 编写计算说明书。 二 机构的数学模型 1 推程等加速区 当2/0?δ≤≤时 角位移 22max /21?δ?=m 角速度 2max /4?δ?ω= 角加速度 2max /4??ε= 2 推程等减速区 当?δ?≤<2/时 角位移 22max max /)(21?δ???--=m 角速度 2max /)(4?δ??ω-= 角加速度 2max /4??ε-= 3 远休止区 当s ??δ?+≤<时 角位移 max 1?=m 角速度 0=ω 角加速度 0=ε
机械设计基础教材习题参考解答 （第一章~第五章） 2012.8
目录 第1章机械设计概论_______________________________ 2第2章机械零件尺寸的确定_________________________ 3第3章平面机构运动简图及平面机构自由度___________ 4第4章平面连杆机构_______________________________ 6第5章凸轮机构__________________________________ 11
第1章机械设计概论 思考题和练习题 1-1举例说明什么是新型设计、继承设计和变型设计。 解：新型设计通常人们指应用成熟的科学技术或经过实验证明是可行的新技术，设计过去没有过的新型机械，如：新型机械手、动车、扑翼飞机、电动汽车等； 继承设计通常指人们根据使用经验和技术发展对已有的机械进行设计更新，以提高其性能、降低其制造成本或减少其运用费用，如：大众系列汽车、大家电产品等。 变型设计通常指人们为适应新的需要对已有的机械作部分的修改或增删而发展出不同于标准型的变型产品，如：。各种工程机械、农田作业机械等。 1-2解：评价产品的优劣的指标有哪些？ 解：产品的性能、产品的 1-3机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？ 解：制造机械零件的材料目前用得最多的是金属材料，其又分为钢铁材料和非铁材料（如铜、铝及其合金等）；其次是非金属材料（如工程塑料、橡胶、玻璃、皮革、纸板、木材及纤维制品等）和复合材料（如纤维增强塑料、金属陶瓷等）。 从各种各样的材料中选择出合用的材料是一项受到多方面因素制约的工作，通常应考虑下面的原则： 1)载荷的大小和性质，应力的大小、性质及其分布状况 2)零件的工作条件 3)零件的尺寸及质量 4)经济性 1-4解：机械设计的内容和步骤？ 解：机械设计的内容包括：构思和方案设计、强度分析、材料的选择、结构设计等。 机械设计的步骤：明确设计任务，总体设计，技术设计，样机试制等。
一、课程设计的意义、内容及步骤 随着生产技术的不断发展，机械产品种类日益增多，对产品的机械自动化水平也越来越 高，因此，机械设备设计首先需要进行机械运动方案的设计和构思、各种传动机构和执行机 构的选用和创新设计。本指导书旨在根据高校工科本科《机械原理课程教学基本要求》的要 求：结合一个简单的机械系统，综合运用所学理论和方法，使学生能受到拟定机械运动方案的初步训练，并能对方案中某些机构进行分析和设计，针对某种简单机器（即工艺动作过程 较简单）进行机构运动简图设计。 设计过程指从明确设计任务到编制技术文件为止的整个设计工作的过程，该过程一般来 讲包括四个阶段：1）明确设计任务和要求；2）原理方案设计；3）技术设计；4）施工设计。本 次设计的主要内容主要完成前两个任务，完成的步骤如下; 设汁任务I神服文现礴足列施的罐本原现-T星本T艺劭怦的即是I-二选揮执行机构亍■ 绘制机构运功祁画I_ 黴新瓦标詡示直图I一匹苻机狷矗尺可金豕迄功学设审一I绘制机购运动简圏I 运动学和动力学分析If进行评价比较优选I 二、机械原理课程设计的基本要求 1.设计结果体现创新精神。 2.方案设计阶段以小组为单位，组织学生参观讨论，分析机器的结构、传动方式、工 作原理，给出至少两种运动方案，并对其进行比较，从中选出最优方案。 3.方案确定以后，进行机构尺寸综合和机构运动分析时，每个学生的参数不同，独自 设计。若发现尚未达到工作要求，应审查方案，调整机构的尺寸，重新进行设计。 4.每个学生绘制一张图纸，应包括机械系统运动方案简图和机械运动循环图，一两个 主要机构的运动分析及设计程序。 5.写一份设计说明书，最后进行答辩。 6.成绩的评定。课程设计的成绩单独评定。应以设计说明书、图样和在答辩中回答问题的情况为依据， 参考设计过程中的表现，由指导教师按五级计分制（优、良、中、及格、不及格）进行评定。 、机械运动简图设计内容 1?功能分解 机器的功能是多种多样的，但每一种机器都要完成某一工艺动作过程。将机械所需完 成的工艺动作过程进行分解，即将总功能分解为多个功能元，在机械产品中就是将工艺动作 过程分解为若干个执行动作。设计者必须把动作过程分解为几个独立运动的分功能，然后用 树状功能图来描述，使机器的总的功用及各分功能一日了然。 例如，设计一部四工位专用机床，它可以分解成如下几个工艺动作：
机械设计基础练习题+答案解析
机械设计基础试题库 第一章绪论 机械设计概述 一、判断（每题一分） 1、 一部机器可以只含有一个 机构，也可以由数个机构组成。 ……（V ） 2、 机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。（X ） 4、 机构是具有确定相对运动的构件组合 5、 构件可以由一个零件组成 6、 整体式连杆是最小的制造单元 7、 连杆是一个构件，也是一个零件 8 减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件 二、选择（每题一分） 1、 组成机器的运动单元体是什么？（ A.机构 B .构件 C .部件 2、 机器与机构的本质区别是什么？（ A. 是否能完成有用的机械功或转换机械能 C.各构件间能否产生相对运动 3、 下列哪一点是构件概念的正确表述？（ A.构件是机器零件组合而成的。 C ?构件是机器的制造单元 动单元 也可以由几个零件组成。 所以它是零件而不是构件 （V ） -（V ） （X ） （V ） ............ （X ............. ） ） D .零件 B .是否由许多构件组合而成 D .两者没有区别 D ） B .构件是机器的装配单元 B ） A.钉 B .起重吊钩 C .螺母 D .键 5、 以下不属于机器的工作部分的是（ D ） A.数控机床的刀架 B .工业机器人的手臂 C.汽车的轮子 D .空气压缩机 三、填空（每空一分）
1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、 （操作控制系统）四部分组成的。车床上的主轴属于（执行）部分 2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。 3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为 （机构）。 4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。 5、机器或机构各部分之间应具有一相对_运动。机器工作时，都能完成有用的_机械功 __ 或实现转换能量_ 。 第二章平面机构的结构分析 一、填空题（每空一分） 2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副,它产生—个约束, 而保留_2 ___ 个自由度。 3.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。 4.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入_2_个 约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3 n-2PI-Ph。 5.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运 动副引入的约束至多为_，至少为1。 6.在平面机构中，具有两个约束的运动副是_____ 副，具有一个约束的运动副是 咼副。 7.计算平面机构自由度的公式为F= F=3n-2PI-Ph ，应用此公式时应注意判断：A._ 复合铰链，B. 局部自由度,C. 虚约束。 二、选择题（每空一分） 1.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个 平面机构，则其自由度等于 B 。 A.0 B. 1 C. 2 2.在机构中原动件数目B机构自由度时，该机构具有确定的运动。
机械原理课程设计指导 一、课程设计的目的和内容 1 课程设计的目的 1．巩固并灵活运用所学相关知识； 2．具有初步的设计机械运动方案的能力； 3．提高分析问题、解决问题的能力； 4．提高创新意识和能力； 5．培养运用现代设计方法解决工程问题的能力。 2. 课程设计的任务 (进行机械系统的运动方案和传动系统设计) 确定工作原理和运动形式，绘制工作循环图； 设计几种运动方案并进行分析、比较和选择； 对选定运动方案进行运动分析与综合，并绘制机构运动简图； 进行机械动力性能分析与综合； 编写说明书及相关程序。 3．课程设计的内容 机械原理课程设计，通常以满足一定使用要求或工艺要求的机械为设计对象。 机械原理课程设计，通常包括下列内容： 机械系统方案的拟定; 机械系统运动动力参数计算; 设计计算说明书一份。 完成规定的全部工作后，应进行设计答辩。
二、课程设计的一般步骤 1. 设计准备 1）阅读和研究设计任务书，明确设计内容和要求，分析原始数据及工作条件。 2）借阅（图书馆）、搜集（含网上搜集）有关设计信息、资料及机构设计手册；复习课程有关内容，熟悉有关机构的设计方法，拟定设计计划，准备设计资料。 2. 机械系统的方案设计 机械产品是以机械运动为特征的技术系统，机械系统方案设计的核心是机械运动方案设计，它在机械系统设计的总体中，占有十分重要的地位，也是最具创造性和综合性的内容。 1）机械执行系统运动方案设计 执行系统是机械系统中的重要组成部分，是直接完成机械系统预期工作任务的部分。执行系统由一个或多个执行机构组成。 执行构件是执行机构的输出构件，其数量及运动形式、运动规律和传动特性等要求，决定了整个执行系统的结构方案。机械执行系统的方案设计是机械系统总体方案设计的核心，是整个机械原理工作的基础。 执行系统方案设计的内容 功能原理设计：就是根据机械预期实现的功能，考虑选择何种工作原理来实现这一功能要求。 运动规律设计：是指为实现上述工作原理而决定选择何种运动规律。 执行机构型式设计：是指究竟选择何种机构来实现上述运动规律。 执行机构的协调设计：就是根据工艺过程对各动作的要求，分析各执行机构应当如何协调和配合，设计出协调配合图。 机构尺度设计：是指对所选择的各个执行机构进行运动和动力设计，确定各执行机构的运动尺寸，绘制出各执行机构的运动简图。
《机械设计基础》作业二--平面连杆机构 姓名班级学号成绩 一、填空题：（24分） 1、平面连杆机构，至少需要4个构件。 2、平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。 3、在铰链四杆机构中，运动副全部是转动副。 4、在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 5、某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 6、对心曲柄滑快机构无（有，无）急回特性；若以滑块为机架，则将演化成移动导杆机构。 双曲柄机构和双摇杆机构。如图所示铰链四 杆机构中，若机构以AB为机架时，则为双曲柄机 构；以BC杆为机架时，它为曲柄摇杆机构； 以CD杆为机架时，它为双摇杆机构；而以 AD杆为机架时，它为曲柄摇杆机构。 8、在曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架两次共线位置时出现最小传动角。 9、压力角指：从动件上作用的力F 与该力作用点的速度（绝对速度）方向所夹的锐角α。 10、机构的压力角越小（大，小）对传动越有利。 11、运动副中，平面接触的当量摩擦系数为 f ，槽面接触的当量摩擦系数为f/sinθ，圆柱面接触的当量摩擦系数为ρ/r 。 12、移动副的自锁条件是驱动力F 与法向反力N的夹角β小于摩擦角?，即驱动力作用在摩擦角之内，转动副的自锁条件是驱动力作用在摩擦圆之内，即e<ρ，其中e为驱动力臂长，螺旋副的自锁条件是螺纹升角α小于或等于螺旋副的摩擦角或当量摩擦角，即α≤?。 二、选择题（27分） 1、当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角____B____。 A.为0o B.为90o C.与构件尺寸有关 2、四杆机构的急回特性是针对主动件作___A_____而言的。 A. 等速转动 B. 等速移动 C. 变速转动或变速移动 3、对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和____B____大于其它两构件长度之和。 A . 一定 B. 不一定 C. 一定不 4、曲柄摇杆机构___B_____存在急回特性。 A . 一定 B. 不一定 C. 一定不 5、平面四杆机构所含移动副的个数最多为____B____。 A. 一个 B. 两个 C. 基圆半径太小
《机械设计基础》作业答案 第一章平面机构的自由度和速度分析1－1 1－2 1－3 1－4 1－5 自由度为： 1 1 19 21 1 )0 1 9 2( 7 3 ' )' 2( 3 = -- = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L
或： 1 1 8 2 6 3 2 3 = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－6 自由度为 1 1 )0 1 12 2( 9 3 ' )' 2( 3 = - - + ? - ? = - - + - =F P P P n F H L 或： 1 1 22 24 1 11 2 8 3 2 3 = -- = - ? - ? = - - = H L P P n F 1－10 自由度为：
1 128301)221142(103')'2(3=--=--?+?-?=--+-=F P P P n F H L 或： 1 22427211229323=--=?-?-?=--=H L P P n F 1－11 2 2424323=-?-?=--=H L P P n F 1－13：求出题1-13图导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。 1334313141P P P P ?=?ωω 1 4 1314133431==P P P P ωω
1－14：求出题1-14图正切机构的全部瞬心。设s rad /101=ω，求构件3的速度3v 。 s mm P P v v P /20002001013141133=?===ω 1－15：题1-15图所示为摩擦行星传动机构，设行星轮2与构件1、4保持纯滚动接触，试用瞬心法求轮1与轮2的角速度比21/ωω。 构件1、2的瞬心为P 12 P 24、P 14分别为构件2与构件1相对于机架的绝对瞬心 1224212141P P P P ?=?ωω 1 2 12141224212r r P P P P ==ωω 1－16：题1-16图所示曲柄滑块机构，已知：s mm l AB /100=，s mm l BC /250=， s rad /101=ω，求机构全部瞬心、滑块速度3v 和连杆角速度2ω。 在三角形ABC 中， BCA AB BC ∠= sin 45sin 0 ，52sin = ∠BCA ，5 23cos =∠BCA ，
第八章 平面连杆机构及其设计 题8-1 试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明他们各为何种机构。在图a 中偏心盘1绕固定轴O 转动，迫使滑块2在圆盘3的槽中来回滑动，而圆盘3又相对于机架4转动；在图b 中偏心盘1绕固定轴O 转动，通过构件2，使滑块3相对于机架4往复移动。（图a 的机构运动简图可有两种表达方式，绘出其中之一即可） A B (a) O 12 3 4 A B O 123导杆机构 或 O 曲柄摇块机构 题8-1 (b) 题8-2如图所示，设已知四杆机构各构件的长度a=240mm ，b=600mm ，c=400mm ，d=500mm ，试回答下列问题： 1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？__________若有曲柄，则杆a 为曲柄，此时该机构为__________机构。 2）要使机构成为双曲柄机构，则应取杆_________为机架。
3) 要使此机构成为双摇杆机构，则应取杆_______为机架，且其长度的允许变动范围为_______________. 4) 如将杆４的长度改为ｄ＝４００ｍｍ，而其他各杆的长度不变，则当分别以１、２、３杆为机架时，所获得的机构为___________机构。 解：1）因900500400600240=+=+≤+=+d c b a 且最短杆1为连架杆，故当取杆4为机架时，有曲柄存在。此时该机构为曲柄摇杆机构。 2）要使此机构成为双曲柄机构，则应取最短杆1为机架。 3）要使此机构成为双摇杆机构，则取最杆3为机架，其长度的允许变动范围为： （1）因最短杆1为连杆，即使满足杆长条件，此机构也不能成为双摇杆机构 （2）不满足杆长条件时，b 为最长杆，c 为最短杆，d a c b +>+ 140>c c 为最长杆，但不可能大于三杆长度之和 d b a c ++< 故1340 《机械设计基础》作 业3 机械设计基础作业3 5 轮 系 思 考 题 5-1 定轴轮系与周转轮系的主要区别是什么？行星轮系和差动轮系有何区别？ 5-2 定轴轮系中传动比大小和转向的关系？ 5-3 什么是惰轮？它有何用途？ 5-4 什么是转化轮系？如何通过转化轮系计算出周转轮系的传动比？ 5-5 如何区别转化轮系的转向和周转轮系的实际转向？ 5-6 怎样求混合轮系的传动比？分解混合轮系的关键是什么？如何划分？ 5-7 观察日常生活周围的机器，各举出一个定轴轮系和周转轮系，并计算出传 动比和转向。 习 题 5-1 在图示的轮系中，已知z 1=15，z 2=23，z 2’=15，z 3=31，z 3’=15，z 4=33， z 4’=2(右旋)，z 5=60，z 5’=20,（m =4 mm ）,若n 1 =500r/min,求齿条6线速度u 的大小和方向。 题图 5-1 题图5-2 5-2 在图示齿轮系中，已知z 1=z 2=19，z 3’=26，z 4=30，z 4’=20，z 5=78，齿轮1 与齿轮3同轴线，求齿轮3的齿数及传动比i 15。 题图 5-3 题图 5-4 5-3 在图示的钟表传动示意图中，E 为擒纵轮，N 为发条盘，S ，M 及H 分别为 秒针，分针和时针。设z 1=72，z 2=12，z 3=64，z 4=8，z 5=60，z 6=8，z 7=60， z 8=6，z 9=8，z 10=24，z 11=6，z 12=24，求秒针与分针的传动比i SM 及分针与时针的传动比i MH 。 5-4 图示车床变速箱中，移动三联齿轮a 可使齿轮3’和4’啮合，又移动双联齿 轮b ，可使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为z 1=42，z 2=58， z 3’=38，z 4’=42，z 5’=50，z 6’=48，电动机转速为1450r/min 。试求此种情况下输出轴转速的大小和方向。 5-5 在图示的行星减速装置中，已知z 1=z 2=17，z 3=15。当手柄转过90°时转 盘H 转过多少度？ 题图 5-5 题图 5-6 题图5-7 机械原理2013—2014学年 大作业 设计题目：四连杆式门座起重机 工作机构设计 姓名：瑞 学号： 20116447 专业班级： 11级铁道车辆一班 指导教师：何俊 2013/11/10 题目介绍、要求以及数据 设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计 一、设计题目简介 四连杆门座起重机 是通用式门座起重机, 广泛应用于港口装卸、 修造船厂、钢铁公司,主 要由钢结构、起升机构、 变幅机构、回转机构、 大车运行机构、吊具装 置（抓斗、简易集装箱 吊具、吊钩）、电气设备 及其它必要的安全和辅助设备组成。通过四连杆控制在吊臂前后运动的时候）起吊节点保持水平高度不变。 二、设计数据与要求 题号起重量 t 工作幅度（米）起升高度（米）工作速度m/min 装机容量 KW L2 L1 H1 H2 起升变幅回转运行 C 10 25 8 15 9 50 50 1.5 25 330 三、设计任务 1、依据设计参数绘出机构运动简图，并进行运动分析，确定实现起 吊点轨迹的机构类型 2、依据提供的设计数据对四连杆起吊机构进行尺度综合，确定满足 使用要求的构件尺寸和运动副位置； 3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构 进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 4、编写说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程 以及效果分析等。 5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。 第一章、四连杆式门座起重机的介绍 第一节、四连杆式门座起重机的概述 门座起重机是起重机的一种，是随着港口事业发展起来的。第一次在港口上运用门座式起重机是在1890年将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机横跨在窄型码头上，这是门座起重机的第一次运用。在第二次世界大战之后港用门座起重机迅速发展，在发展的过程中门座起重机还逐渐应用到作业条件与港口相近的船台和水电站等工作地点。 图1-1 M10－30门座起重机总图 ⒈电缆卷筒；2.转柱；3.门座；4.转台；5.机器房；6.起重量限制器；7. 变幅机构；8.臂架系统；9.防转装置；10.吊钩装置；11.抓斗稳定器；12. 抓斗；13.司机室；14.回转机构；15.起升机构；16.运行机构 机械原理课程设计指导书 四冲程内燃机设计 一． 已知条件： 在图1所示的四冲程内燃机中（不同方案对应不同数据，见数据分配表） 活塞行程 H = （mm ） 活塞直径 D= （mm ） 活塞移动导路相对于曲柄中心的距离 e= （mm ） 行程速比系数 K= 连杆重心2c 至A 点的距离 2AC l = 系 数 AB l (mm) 曲柄重量 1Q = (N) 连杆重量 2Q = (N) 活塞重量 3Q = (N) 连杆通过质心轴2c 的转动惯性半径c ρ 2c ρ= 系数AB l 2(m 2m ) 曲柄的转速 n 1= (rpm) 发动机的许用速度不均匀系数 [δ]= 曲柄不平衡的重心到O 点的距离 OC l = OA l （mm ） 开放提前角： 进气门：-10°；排气门： -32° 齿轮参数： m=3.5（mm ）； α=20°；a h *=1 2Z =' 2Z =14； 3Z ='3Z =72 ；1Z =36 示功图见P9图2所示。 二．设计任务 1. 机构设计 按照行程速比系数K 及已知尺寸决定机构的主要尺寸，并绘出机构运动 简图（4号图纸）。（凸轮要计算出装角后才画在该图上） 2. 选定长度比例尺作出连杆机构的位置图 以活塞在最高位置时为起点，将曲柄回转一周按顺时针方向分为十二等 分，然后找出活塞在最低位置时和活塞速度为最大时的曲柄位置（即曲柄旋转一周共分十五个位置）并作出机构各位置时的机构位置图，求出滑快的相对位移。 3. 作出机构15个位置的速度多边形 求出这15个位置的BA V 、2C V 、B V 、ω2的数值，并列表表示。（表一） 4. 作出机构的15个位置的加速度多边形 求出15个位置的n BA a 、t BA a 、BA a 、2α 、2C a 、B a 的数值，并列 表表示。（表二） 5.用直角坐标作滑快B 点的位移曲线B S =B S （φ），速度曲线)(?B B V V =及加速度曲线)(?B B a a =。（把以上2、3、4、5作在一张2号图纸上） 6. 动态静力分析（1号图纸） 求出机构在各位置时各运动副的反力及应加于曲柄OA 的平衡力矩 b M （每人完成五个位置）各种数据均要列表表示： （1） 将各个位置的2I P 、2I M 、3I P 等数值列于表三。 （2） 列出各个位置的t R 12的计算公式，并计算出其数值。 （3） 将各个位置的'p 、n R 12、t R 12、12R 、03R 、23R 等数值列于 表四。 （4） 将各个位置的01R 、b M 等数值列于表五 （5） 将各个位置的'p 、b p 、'b M 等数值列于表六 （6） 将'b M 与b M 进行比较，计算出它们的误差，把结果列于表 七。 7. 用直角坐标作出b M =b M （φ）曲线。（用方格纸绘制） （b M 统一用“动态静力分析”所求得的值） 8. 计算当不考虑机构各构件的质量和转动惯量时的飞轮转动惯量F J 。 9. 计算发动机功率。 10. 用图解法设计凸轮Ⅰ、Ⅱ的实际轮廓曲线（3号图纸） 机械设计基础试题库 第一章绪论机械设计概述 一、判断(每题一分) 1、一部机器可以只含有一个机构，也可以由数个机构组成。……（√） 2、机器的传动部分是完成机器预定的动作，通常处于整个传动的终端。（×） 4、机构是具有确定相对运动的构件组合。………………………………（√） 5、构件可以由一个零件组成，也可以由几个零件组成。………………（√） 6、整体式连杆是最小的制造单元，所以它是零件而不是构件。……（×） 7、连杆是一个构件，也是一个零件。………………………（√） 8、减速器中的轴、齿轮、箱体都是通用零件。………………………………（×） 二、选择(每题一分) 1、组成机器的运动单元体是什么？（B） A．机构B．构件C．部件D．零件 2、机器与机构的本质区别是什么？（ A ） A．是否能完成有用的机械功或转换机械能B．是否由许多构件组合而成 C．各构件间能否产生相对运动D．两者没有区别 3、下列哪一点是构件概念的正确表述？（D） A．构件是机器零件组合而成的。B．构件是机器的装配单元C．构件是机器的制造单元D．构件是机器的运 动单元 4、下列实物中，哪一种属于专用零件？（B） A．钉B．起重吊钩C．螺母D．键 5、以下不属于机器的工作部分的是（D） A．数控机床的刀架B．工业机器人的手臂 C．汽车的轮子D．空气压缩机 三、填空(每空一分) 1、根据功能，一台完整的机器是由（动力系统）、（执行系统）、（传动系统）、（操作控制系统）四部分组成的。车床上的主轴属于（执行）部分。 2、机械中不可拆卸的基本单元称为（零件），它是（制造）的单元体。 3、机械中制造的单元称为（零件），运动的单元称为（构件），装配的单元称为（机构）。 4、从（运动）观点看，机器和机构并无区别，工程上统称为（机械）。 5.机器或机构各部分之间应具有_相对__运动。机器工作时，都能完成有用的__机械功___或实现转换__能量___。 第二章平面机构的结构分析 一、填空题(每空一分) 2.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生 1 个约束，而保留 2 个自由度。 3.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。 机械原理课程设计 任务书 题目：连杆机构设计B4 姓名：戴新吉 班级：机械设计制造及其自动化2011级3班 设计参数 设计要求： 1.用解析法按计算间隔进行设计计算； 2.绘制3号图纸1张，包括： (1)机构运动简图； (2)期望函数与机构实现函数在计算点处的对比表； (3)根据对比表绘制期望函数与机构实现函数的位移对比图； 3.设计说明书一份； 4.要求设计步骤清楚，计算准确。说明书规范。作图要符合国家标。按时独立完成任务。 目录 第1节平面四杆机构设计............................................ 1.1连杆机构设计的基本问题........................................... 1.2作图法设计四杆机构 (3) 1.3作图法设计四杆机构的特点 (3) 1.4解析法设计四杆机构 (3) 1.5解析法设计四杆机构的特点 (3) 第2节设计介绍.................................................... 2.1按预定的两连架杆对应位置设计原理 ................................ 2.2 按期望函数设计.................................................. 第3节连杆机构设计................................................ 3.1连杆机构设计..................................................... 3.2变量和函数与转角之间的比例尺 (8) 3.3确定结点值 (8) 成绩 机械原理课程设计 设计题目平压印刷机机构 学院工学院 专业年级机制122 宋宏泽 同组王琳王旭侯善蕾 指导教师海蓉 （2014 年7月） 中国农业大学教务处制 本科生课程设计任务书 2013 —2014 学年夏季学期 工学院机械设计制造及其自动化专业课程设计名称：机械原理课程设计 设计题目：平压印刷机机构设计 完成期限：自2014 年6 月30 日至2014 年7 月9 日共1.5 周设计依据、要求及主要容（可另加附页）： 一、设计参数 由于是自拟题目，故设计参数需要根据背景调查，结合设计考虑，进行自行拟定。 二、设计任务 1、绘制整机工作的运动循环图 2、设计减速系统 3、设计执行机构 三、要求 1、设计报告正文中必须包含 机构的尺寸设计和参数设计 必要的图示说明、解析式推导过程 编制程序的流程框图 解析式与程序中的符号对照表 源程序清单 打印结果（含量纲的数表、图形） 2、设计报告格式要求 word文档打印设计报告（用语规，标点符号正确，无错别字） C语言程序（或其它）进行运动分析与受力分析 excel（或其它）打印数表与曲线 cad、flash/PPT（或其它）绘制机构运动简图 Inventor（或其它）表现三维效果——选做 3、课程设计报告装订顺序 统一格式封皮 统一格式任务书 统一格式目录 统一格式正文 设计总结（心得体会、建议等——言简意赅） 统一格式参考文献 四、参考文献 参阅《机械原理辅助教材》中所列参考文献 五、设计进度建议 第1周： 周一：讲课，布置设计题目，课程设计实习 周二：实验室看模型，查阅资料，绘制运动循环图，拟定运动方案，绘制机构运动简图周三~周四：方案设计草图机构设计和分析，推导解析式，编制程序 周五：数学模型，编制程序，上机调试，设计报告定稿 周六~周日：确定参数 第2周： 周一~周二：交设计报告，答辩 指导教师（签字）： 部讲义，请勿流传 第五讲 平面连杆机构及其设计 连杆机构的传动特点： 1．因为其运动副一般为低副，为面接触，故相同载荷下，两元素压强小，故可承受较大载荷；低副元素便于润滑，不易磨损；低副元素几何形状简单，便于制造。2．当原动件以同样的运动规律运动时，若改变各构件的相对长度，可使从动件得到不同的运动规律。3．利用连杆曲线满足不同的规矩要求。4．增力、扩大行程、实现远距离的传动（主要指多杆机构）。 缺点： 1．较长的运动链，使各构件的尺寸误差和运动副中的间隙产生较大的积累误差，同时机械效率也降低。2．会产生系统惯性力，一般的平衡方法难以消除，会增加机构动载荷，不适于高速传动。 平面四杆机构的类型和应用 一、平面四杆机构的基本型式 1．曲柄摇杆机构2．双曲柄机构 3．双摇杆机构 二、平面四杆机构的演化型式 1．改变构件的形状和运动尺寸 曲柄摇杆机构 -----曲柄滑块机构 2．改变运动副的尺寸 偏心轮机构可认为是将曲柄滑块机构中的转动副的半径扩大，使之超过曲柄的长度演化而成的。 3．选用不同的构件为机架 （a ） 曲柄滑块机构 （b ）AB ①以最短构件的相邻两构件中任一构件为机架时，则最短杆为曲柄，而与机架相连的另一构件为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构。 ②以最短构件为机架，则其相邻两构件为曲柄，即该机构为双曲柄机构。 ③以最短构件的对边为机架，则无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。 3.不满足杆长条件的机构为双摇杆机构。 注：曲柄滑块机构有曲柄的条件：a + e ≤ b 导杆机构：a < b时，转动导杆机构； a > b时，摆动导杆机构。 例题：《机械设计基础》作业3知识讲解
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