机械设计与分析基础 思考与习题答案 李会文 第五章 常用机构

PAGEPAGE8第4章常用机构1.答：铰链四杆机构和曲柄滑块机构根据机构形式和所选原动件的不同，能够实现不同运动形式的转变。铰链四杆机构有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基本形式。根据所选原动件的不同，能实现回转运动和往复摆动之间的相互转换；可将原动曲柄的等速转动转换为从动曲柄的等速或变速转动；可实现两摆角不同的运动。曲柄滑块机构，可实现连续转动和往复直线移动运动的相互转换。2.答：曲柄滑块机构可看成是摇杆杆长为无穷大，转动中心在无穷远的曲柄摇杆机构演化而来。3.解：a)∵110＋40＝150＜80＋90＝170又∵取最短杆为机架，∴该四杆机构是双曲柄机构。b)∵120＋40＝160＜100＋70＝170又∵取最短杆相邻杆为机架，∴该四杆机构是曲柄摇杆机构。c)∵100＋40＝140＞70＋60＝130，不满足杆长和条件∴该四杆机构是双摇杆机构d)∵120＋40＝160＜90＋80＝170又∵取最短杆对边为机架，∴该四杆机构是双摇杆机构。4.解：（1）该机构为曲柄摇杆机构，AB杆为最短杆AB杆长满足条件lAB+50≤35+300mm＜lAB≤15（2）该机构为双曲柄机构，AD杆为最短杆AB杆长满足条件30+50≤35+lAB（BC为最长杆）30+lAB≤35+50（AB为最长杆）45mm≤lAB≤55mm（3）当15mm＜lAB＜45mm或lAB5.答：当曲柄摇杆机构有极位夹角θ时，机构就有急回特性。取摇杆为主动件时，当曲柄和连杆两次共线时为机构的死点位置。牛头刨床刨削工作时就利用了曲柄摇杆机构的急回特性，将慢速行程作为工作行程，而将快速行程作为回程以缩短非生产时间，提高生产率。夹紧装置的工作位置和飞机起落架放下的位置则利用了机构的死点位置实现工作要求。6.答：缝纫机脚踏驱动机构为曲柄摇杆机构，当脚踏板和连杆两次共线的位置是机构的死点位置，不会出现运动不确定现象。7.答：连杆只在两端铰链处受力的作用，为二力杆，力的作用线沿着两铰链的连线方向。当机构处于死点位置时，连杆与曲柄共线，摇杆通过连杆作用于曲柄上的力恰好通过其回转中心A，传动角γ=0°，无论这时施加多大的力也不能推动从动件曲柄回转。8.解：（1）取，则图中杆AB＝16mm，BC＝32mm，CD＝56mm，AD＝50mm。作曲柄摇杆机构ABCD如题8解图示。作曲柄AB与连杆两次共线位置AB1C1、AB2C2，量取极位夹角θ＝38°，则。(2)作曲柄与机架两次共线位置AB′C′D、AB"C"D。γmin如图示，量得γmin＝19°。题8解图题8解图9.解：（1）计算极位夹角θ（2）选取比例尺、作辅助圆。取比例尺μl=1mm/mm，作出滑块的行程线段C1C2=H=25mm；作∠C1C2O=∠C2C1O=90°－θ=60°，直线C1O和C2O交于O；以O为圆心、C1O（或C2（3）确定曲柄的转动中心A。如题9解图所示，作直线EF//C1C2，且间距为e=25mm，交辅助圆于点A（有两个交点，仅取一个），即为曲柄的转动中心。连接AC1和AC2，此时必有∠C1AC2=θ=30°（为圆心角∠C1OC2的一半），AC1、AC2分别为曲柄与连杆AC1=76mm；AC2=（4）计算曲柄和连杆的长度lAB、lBC。由曲柄滑块机构在极限位置的几何关系可得lBC+lAB=μl·AC1；lBC－lAB=μl·AC2由上式解得题9解图10.解：如题10解图所示，量得连架杆长度lAB=168mm，lCD=676mm，机架长度lAD=711mm。题10解图11.(1)解：如题11a解图示，；。题11a解图(2)解：如题11b解图所示，μl同a,。题11b解图12.解：取，。从动件位移线图绘制如题12解图示。题12解图13.解：取，，从动件角位移线图绘制如题13解图示。题13解图14.解：取μl＝0.001m/mm，作基圆，作偏距圆。在偏距圆上取K0点，过K0点作偏距圆切线，是导路初始位置。其余作圆步骤如题14解图示(做图步骤文字说明略)。题14解图

15.解：取μl＝0.001m/mm，作基圆，作导路初始位置，交基圆于C0（B0）。用反转作圆如题15解图所示(做图步骤文字说明略)。Lmax＝b"＝22mmL＝2Lmax＋（5～7）＝50mm题15解图

16.解：取μl＝0.001m/mm，作图如题16解图示(做图步骤文字说明略)。题16解图17.答：根据牙型的不同可以将螺纹分为：普通螺纹、非密封管螺纹、密封管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。常用的联接螺纹有普通螺纹、非密封管螺纹、密封管螺纹。常用的传动螺纹有矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。18.答：将螺杆轴线置于与直立观察者身体轴线平行，观察者看到螺旋槽自左下方向右上方升起为右旋螺纹，反之为左旋螺纹，如题18解图。机械中经常使用右旋螺纹。右旋左旋右旋左旋题18解图19.答：在大径，螺距相同的情况下，多线螺纹的升角λ较大。由式3-38知，λ在一定范围内增大，效率提高，故多线螺纹多用于传动。普通螺纹牙型角较大，φv较大，自锁条件式3-37更易满足，故多用于联接。20.答：螺旋传动按功用可分为三类：传力螺旋，如螺旋压力机、螺旋千斤顶等；传导螺旋，如车床工作台丝杆传动、螺旋测微器等；调整螺旋，如各类夹具、测量工具、张紧装置等的调整螺旋等。21.答：差动位移螺旋传动是在同一螺杆（或螺母）上制出两段旋向相同、导程不等的螺旋，利用其导程之差，产生微小位移量；特点：产生差动位移，如：镗床镗刀的微调机构就是利用差动位移螺旋传动产生的差动位移实现镗刀的微量移动。合成位移螺旋传动是在同一螺杆（或螺母）上制出两段旋向相反、导程不等或相等的螺旋，利用其导程之和，产生相向或相背的快速位移；特点：产生合成位移；如铣床棒料快动夹具就是利用合成位移螺旋传动产生的合成位移实现快速夹紧和放松棒料。22.答：因为齿式棘轮每个齿对应固定的齿间角，棘轮每次只能转过一个到几个齿，所以棘轮转角是有级变化的。转角的大小可从两方面调节：（1）改变摇杆的摆角，如图22a解图所示；（2）改变棘轮遮盖的位置，如图22b解图所示。题22a解图题22b解图23.答：齿式棘轮机构容易实现小角度间歇转动，转角可有级调节。棘轮在开始和终止运动瞬间有刚性冲击，适用于低速场合。摩擦式棘轮机构转角可作无级调节，但难免打滑，传动精度不高。槽轮机构，间歇运动的始末比较平稳，有柔性