发布时间 : 星期三 文章机械原理第七版西北工业大学课后习题答案更新完毕开始阅读
2)当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构?为什么?并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副;
3)当取杆3为机架时，又将演化成何种机构?这时A、B两个转动副是否仍为周转副?
解 (1)怍出机构的两个极位，如图, 并由图中量得：
θ=o,φ=o, γmin= o
(2)①由l1+l4 ≤l2+l3可知图示铰链四杆机构各杆长度符合杆长条件；小②最短杆l为机架时，该机构将演化成双曲柄机构；③最短杆1参与构成的转动副A、B都是周转副而C、D为摆转副；
（3）当取杆3为机架时，最短杆变为连杆，又将演化成双摇杆机构，此时A、B仍为周转副。
8-9 在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为 构件AB为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定: 1)四杆机构ABCD的类型; 2)该四杆机构的最小传动角； 3)滑块F的行程速比系数K。
解 （1)由lAD+lBC (2)作出四杆机构ABCD传动角最小时的位置。见图并量得γmin=12o (3)作出滑块F的上、下两个极位及原动件AB与之对应的两个极位，并量得θ=47o。求出滑块F的行程速比系数为 8-10试说明对心曲柄滑块机构当以曲柄为主动件时，其传动角在何处最大?何处最小? 解 在曲柄与导轨共线的两位置之一传动角最大，γmax=90 o； 在曲柄与机架共线的两位置之一传动角最小，γmin=arcos(LAB/lBC)。 8-11正弦机构(图8一15b)和导杆机构(图8—22a)中，当以曲柄为主动件时，最小传动角γmin为多少?传动角按什么规律变化? 解 γmin=90o； 传动角恒定不变。 8-12图示为偏置导杆机构，试作出其在图示位置时的传动角以及机构的最小传动角及其出现的位置，并确定机构为回转导杆机构的条件。 解 传动角以及机构最小传动角及其出现的位置如下图所示。机构为 回转导杆机构的条件: AB≤AC 8-13如图8—57所示，当按给定的行程速度变化系数K设计曲柄摇杆机构时，试证明若将固定铰链A的中心取在FG弧段上将不满足运动连续性要求。 答 因这时机构的两极位DC1, DC2将分别在两个不连通的可行域内。 8-14图示为一实验用小电炉的炉门装置，关闭时为位置E1，开启时为位置E2。试设计一个四杆机构来操作炉门的启闭(各有关尺寸见图)。(开启时，炉门应向外开启，炉门与炉体不得发生干涉。而关闭时，炉门应有一个自动压向炉体的趋势(图中S为炉门质心位置)。B、C为两活动铰链所在位置。 解 (1)作出B2C2的位置；用作图法求出A及D的位置，并作出机构在E2位置的运动简图，见下图，并从图中量得 lAB==μ=95 mm lAD=μ =335mm lCD=μ=290mm (2)用怍图法在炉门上求得B及C点位置，并作出机构在位置的运动图(保留作图线)。作图时将位置E1转至位置E2，见图并量得 lAB=μ=92.5 mm lBC=μlBC=l rnm lCD=μ= mn 8-15 图示为公共汽车车门启闭机构。已知车门上铰链C沿水平直线移动，铰链B绕固定铰链A转动，车门关闭位置与开启位置夹角为a=115 o，AB11C400 mm1C1C550 mm2F30 mm36mm8mm9 mm28 mm20 mm10mm36mm44mm120 mm92mm120mm180mm34mm图可得两个解： (1) lAB=μl. (AC2-AC1)/2 =49.5mm, lBC=μl. (AC2+AC1)/2=119.5mm (2) lAB=μl. (AC1-AC2)/2 =22mm, lBC=μl. (AC2+AC1)/2=48mm 8-24如图所示，设已知破碎机的行程速度变化系数K=，颚板长度lCD=300 mm颚板摆角φ=35o，曲柄长度lAD=80 mm。求连杆的长度，并验算最小传动角γmin是否在允许的范围内。 解：先计算 取相应比例尺μl作出摇杆CD的两极限位置C1D及C2D和固定铰链A所 在圆s1(保留作图线)。 - 如图所示，以C2为圆心、2AB为半径作圆，同时以F为圆心2FC2为半径作圆，两圆交于点E，作C2E的延长线与圆s1的交点，即为铰链A的位置。 由图知： lBC=μl. AC1+lAB=310mm γmin=γ``=45o>40o 8-25图示为一牛头刨床的主传动机构，已知lAB=75 mm，lDE=100 mm，行程速度变化系数K=2，刨头5的行程H=300 mm。要求在整个行程中，推动刨头5有较小的压力角，试设计此机构。 解 先算导杆的摆角 取相应比例尺μl作图，由图可得导杆机构导杆和机架的长度为： LCD=μ=300mm, lAC=μ=150mm; 导杆端点D的行程 D1D2=E1E2=H/μl 为了使推动刨头5在整行程中有较小压力角，刨头导路的位置h成为 H=lCD(1+cos(φ/2))/2=300[(1+cos(60/2))/2= 点津 本题属于按行程速比系数K设计四杆机构问题，需要注意的是：①导杆CD的最大摆角与机构极位夹角相等：②因H=300mm，且要求在整个行中刨头运动压力角较小。所以取CD1=CD2=300mm, 则D1D2=H=300mm。 8-26某装配线需设计一输送工件的四杆机构，要求将工件从传递带C1经图示中间位置输送到传送带C2上。给定工件的三个方位为：M1(204，-30)，θ21=0o；M2(144，80)，θ22=22 o；M3(34，100)，θ23=68 o。初步预选两个固定铰链的位置为A(0，0)、D(34，一83)。试用解析法设计此四杆机构。 解 由题可知, 本题属于按预定的连杆位置用解析法设汁四杆机构问题， N=3，并已预选xA, yA和xD, yD坐标值，具体计算过程略。 8-27 如图所示，设要求四杆机构两连架杆的三组对应位置分别为:，，，，，。试以解析法设计此四杆机构。 解：（1）将α, φ 的三组对应值带入式（8-17）（初选α0=φ0=0） Cos(α+α0)=p0cos(φ+φ0)+p1cos[(φ+φ0)-(α+α0)]+p2 得 解之得（计算到小数点后四位）p0=, p1=, p2= （2）如图所示，求各杆的相对长度，得n=c/a=p0=, l=-n/p= （3）求各杆的长度：得d= a=d/l=80/=63.923mm b=ma=ⅹ=101.197mm c=na=ⅹ=101.094mm 8-28试用解析法设计一曲柄滑块机构，设已知滑块的行程速度变化系数K=1．5，滑块的冲程H=50 mm，偏距e=20 mm。并求其最大压力角αmax。 解：计算并取相应比例尺μl根据滑块的行程H作出极位及作θ圆，作偏距线，两者的交点即铰链所在的位置，由图可得： lAB=μl. (AC2-AC1)/2 =17mm, lBC=μl. (AC2+AC1)/2=36mm 8-29试用解析法设计一四杆机构，使其两连架杆的转角关系能实现期望函数y=^，l≤z≤10。 8-30如图所示，已知四杆机构。ABCD的尺寸比例及其连杆上E点的轨迹曲线，试按下列两种情况设计一具有双停歇运动的多杆机构： 1)从动件摇杆输出角为45o： 2)从动件滑块输出行程为5倍曲柄长度。 8-31请结合下列实际设计问题，选择自己感兴趣的题目，并通过需求背景调查进一步明确设计目标和技术要求，应用本章或后几章所学知识完成相应设计并编写设计报告。 1)结合自己身边学习和生活的需要，设计一折叠式床头小桌或晾衣架，或一收藏式床头书架或脸盆架或电脑架等； 2)设计一能帮助截瘫病人独自从轮椅转入床上或四肢瘫痪已失去活动能力的病人能自理用餐或自动翻书进行阅读的机械； 3)设计适合老、中、青不同年龄段使用并针对不同职业活动性质(如坐办公室人员运动少的特点)的健身机械； 4)设计帮助运动员网球或乒乓球训练的标准发球机或步兵步行耐力训练，或空军飞行员体验混战演习训练(即给可能的飞行员各方位加一个重力)，或宇航员失重训练(即能运载一人并提供一个重力加速度)的模拟训练机械； 5)设计放置在超市外投币式的具有安全、有趣或难以想像的运动的小孩“坐椅”或能使两位、四位游客产生毛骨悚然的颤动感觉的轻便“急动”坐车。 第9章课后参考答案 9-1 何谓凸轮机构传动中的刚性冲击和柔性冲击?试补全图示各段一、 一、一曲线，并指出哪些地方有刚性冲击，哪些地方有柔性冲击？ 答 凸轮机构传动中的刚性冲击是指理论上无穷大的惯性力瞬问作用到构件上，使构件产生强烈的冲击；而柔性冲击是指理论上有限大的惯性力瞬间作用到构件上，使构件产生的冲击。 s-δ, v-δ, a-δ曲线见图。在图9-1中B，C处有刚性冲击，在0，A，D，E处有柔性冲击。 9—2何谓凸轮工作廓线的变尖现象和推杆运动的失真现象?它对凸轮机构的工作有何影响?如何加以避免? 答 在用包络的方法确定凸轮的工作廓线时，凸轮的工作廓线出现尖点的现象称为变尖现象：凸轮的工作廓线使推杆不能实现预期的运动规律的现象件为失真现象。变尖的工作廓线极易磨损，使推杆运动失真．使推杆运动规律达不到设计要求，因此应设法避免。变尖和失真现象可通过增大凸轮的基圆半径．减小滚子半径以及修改推杆的运动规律等 题9-1图 方法来避免。 9—3力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角的确定是否一样?为什么? 答 力封闭与几何封闭凸轮机沟的许用压力角的确定是不一样的。因为在回程阶段-对于力封闭的凸轮饥构，由于这时使推杆运动的不是凸轮对推杆的作用力F，而是推杆所受的封闭力．其不存在自锁的同题，故允许采用较大的压力角。但为使推秆与凸轮之间的作用力不致过大。也需限定较大的许用压力角。而对于几何形状封闭的凸轮机构，则需要考虑自锁的问题。许用压力角相对就小一些。 9—4一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子？问是否可行?为什么? 答 不可行。因为滚子半径增大后。凸轮的理论廓线改变了．推杆的运动规律也势必发生变化。 9—5一对心直动推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推程压力角稍偏大，拟采用推杆偏置的办法来改善，问是否可行?为什么? 答 不可行。因为推杆偏置的大小、方向的改变会直接影响推杆的运动规律．而原凸轮机构推杆的运动规律应该是不允许擅自改动的。 9-6 在图示机构中，哪个是正偏置?哪个是负偏置?根据式(9-24)说明偏置方向对凸轮机构压力角有何影响? 答 由凸轮的回转中心作推杆轴线的垂线．得垂足点，若凸轮在垂足点的 速度沿推杆的推程方向．刚凸轮机构为正偏置．反之为负偏置。由此可知．在图 示机沟中，两个均为正偏置。由 可知．在其他条件不变的情况下。若为正偏置(e前取减号)．由于推程时(ds/dδ)为正．式中分子ds/dδ-e