机械设计基础第五版习题解答
1-1至1-4解 机构运动简图如下图所示。
图 1.11 题1-1解图 图1.12 题1-2解图
图1.13 题1-3解图 图1.14 题1-4解图 1-5 解 1-6 解 1-7 解 1-8 解 1-9 解 1-10 解 1-11 解 1-12 解
1-13解 该导杆机构的全部瞬心如图所示，构件 1、3的角速比为：
1
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1-14解 该正切机构的全部瞬心如图所示，构件 3的速度为：
，方
向垂直向上。
1-15解 要求轮 1与轮2的角速度之比，首先确定轮1、轮2和机架4三个构件的三个瞬心，即
，
和
，如图所示。则：
，轮2与轮1的转向相反。
1-16解 （ 1）图a中的构件组合的自由度为：
自由度为零，为一刚性桁架，所以
构件之间不能产生相对运 动。
（ 2）图b中的 CD 杆是虚约束，去掉与否不影响机构的运动。故图 b中机构的自由度为：
所以构件之间能产生相对运动。
题 2-1答 : a ） 是双曲柄机构。 b ） 杆机构。 c ）
，不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
2
，且最短杆为机架，因此
，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇
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d ） 机构。
，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆
题 2-2解 : 要想成为转动导杆机构，则要求 （ 1 ）当
为周转副时，要求
和
与 均为周转副。
能通过两次与机架共线的位置。
见图 2-15 中位置
。
在 号）； 在 号）。
综合这二者，要求 （ 2 ）当
中，直角边小于斜边，故有： （极限情况取等
中，直角边小于斜边，故有： （极限情况取等
即可。
能通过两次与机架共线的位置。
为周转副时，要求
和
见图 2-15 中位置
。 在位置
时，从线段 （极限情况取等号）；
来看，要能绕过 点要求：
在位置 时，因为导杆 是无限长的，故没有过多条件限制。
（ 3 ）综合（ 1 ）、（ 2 ）两点可知，图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件是： 题 2-3 见图 2.16 。
3
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图 2.16
题 2-4解 : （ 1 ）由公式 程有：
，并带入已知数据列方
因此空回行程所需时间
；
， ，
转 / 分钟
（ 2 ）因为曲柄空回行程用时 转过的角度为 因此其转速为： 题 2-5
4
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解 : （ 1 ）由题意踏板
在水平位置上下摆动
，就是曲柄摇
杆机构中摇杆的极限位置，此时
曲柄与连杆处于两次共线位置。取适当比例 图 尺，作出两次极限位置
和
（见图
，
。
2.17 ）。由图量得： 解得 ：
由已知和上步求解可知：
，
，
，
和
（ 2 ） 因最小传动角位于曲柄与机架两次共线位置，因此取
代入公式（ 2-3 ） 计算可得：
5