1、1-1至1-4解 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如下圖所示。 圖 1.11 題1-1解圖圖1.12 題1-2解圖 圖1.13 題1-3解圖 圖1.14 題1-4解圖 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 該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的全部瞬心如圖所示，構(gòu)件 1、3的角速比為： 1-14解 該正切機(jī)構(gòu)的全部瞬心如圖所示，構(gòu)件 3的速度為： ，方向垂直向上。 1-15解 要求輪 1與輪2的角速度之比，首先確定輪1、輪2和機(jī)架4三個構(gòu)件的三個瞬心，即 ， 和 ，如圖所示。則： ，輪2與輪1的轉(zhuǎn)向相反。 1-16解 （ 1）圖a中的構(gòu)件組合的自由度為： 自由度為

2、零，為一剛性桁架，所以構(gòu)件之間不能產(chǎn)生相對運(yùn)動。 （ 2）圖b中的 CD 桿是虛約束，去掉與否不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。故圖 b中機(jī)構(gòu)的自由度為： 所以構(gòu)件之間能產(chǎn)生相對運(yùn)動。題 2-1答 : a ） ，且最短桿為機(jī)架，因此是雙曲柄機(jī)構(gòu)。 b ） ，且最短桿的鄰邊為機(jī)架，因此是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 c ） ，不滿足桿長條件，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。 d ） ，且最短桿的對邊為機(jī)架，因此是雙搖桿機(jī)構(gòu)。 題 2-2解 : 要想成為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，則要求 與 均為周轉(zhuǎn)副。 （ 1 ）當(dāng) 為周轉(zhuǎn)副時，要求 能通過兩次與機(jī)架共線的位置。 見圖 2-15 中位置 和。 在 中，直角邊小于斜邊，故有： （極限情況取等號）； 在

3、中，直角邊小于斜邊，故有： （極限情況取等號）。 綜合這二者，要求 即可。 （ 2 ）當(dāng) 為周轉(zhuǎn)副時，要求 能通過兩次與機(jī)架共線的位置。 見圖 2-15 中位置 和 。 在位置 時，從線段 來看，要能繞過 點(diǎn)要求： （極限情況取等號）； 在位置 時，因?yàn)閷?dǎo)桿 是無限長的，故沒有過多條件限制。 （ 3 ）綜合（ 1 ）、（ 2 ）兩點(diǎn)可知，圖示偏置導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件是： 題 2-3 見圖 2.16 。 圖 2.16 題 2-4解 : （ 1 ）由公式 ，并帶入已知數(shù)據(jù)列方程有： 因此空回行程所需時間 ； （ 2 ）因?yàn)榍栈匦谐逃脮r ， 轉(zhuǎn)過的角度為 ， 因此其轉(zhuǎn)速為： 轉(zhuǎn) / 分

4、鐘 題 2-5 解 : （ 1 ）由題意踏板 在水平位置上下擺動 ，就是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中搖桿的極限位置，此時曲柄與連桿處于兩次共線位置。取適當(dāng)比例 圖 尺，作出兩次極限位置 和 （見圖2.17 ）。由圖量得： ， 。 解得 ： 由已知和上步求解可知： ， ， ， （ 2 ） 因最小傳動角位于曲柄與機(jī)架兩次共線位置，因此取 和 代入公式（ 2-3 ）計算可得： 或： 代入公式（ 2-3 ），可知 題 2-6解： 因?yàn)楸绢}屬于設(shè)計題，只要步驟正確，答案不唯一。這里給出基本的作圖步驟，不給出具體數(shù)值答案。作圖步驟如下（見圖 2.18 ）： （ 1 ）求 ， ；并確定比例尺 。 （ 2 ）作 ， 。（即

5、搖桿的兩極限位置） （ 3 ）以 為底作直角三角形 ， ， 。 （ 4 ）作 的外接圓，在圓上取點(diǎn) 即可。 在圖上量取 ， 和機(jī)架長度 。則曲柄長度 ，搖桿長度 。在得到具體各桿數(shù)據(jù)之后，代入公式 （ 2 3 ）和 （ 2-3 ）求最小傳動角 ，能滿足 即可。 圖 2.18 題 2-7圖 2.19 解 : 作圖步驟如下 （見圖 2.19 ） ： （ 1 ）求 ， ；并確定比例尺 。 （ 2 ）作 ，頂角 ， 。 （ 3 ）作 的外接圓，則圓周上任一點(diǎn)都可能成為曲柄中心。 （ 4 ）作一水平線，于 相距 ，交圓周于 點(diǎn)。 （ 5 ）由圖量得 ， 。解得 ： 曲柄長度： 連桿長度： 題 2-8 解

6、 : 見圖 2.20 ，作圖步驟如下： （ 1 ） 。 （ 2 ）取 ，選定 ，作 和 ， 。 （ 3 ）定另一機(jī)架位置： 角平 分線， 。 （ 4 ） ， 。 桿即是曲柄，由圖量得 曲柄長度： 題 2-9解： 見圖 2.21 ，作圖步驟如下： （ 1 ）求 ， ，由此可知該機(jī)構(gòu)沒有急回特性。 （ 2 ）選定比例尺 ，作 ， 。（即搖桿的兩極限位置） （ 3 ）做 ， 與 交于 點(diǎn)。 （ 4 ）在圖上量取 ， 和機(jī)架長度 。 曲柄長度： 連桿長度： 題 2-10解 : 見圖 2.22 。這是已知兩個活動鉸鏈兩對位置設(shè)計四桿機(jī)構(gòu)，可以用圓心法。連接 ， ，作圖 2.22 的中垂線與 交于點(diǎn)。然后

7、連接 ， ，作 的中垂線與 交于 點(diǎn)。圖中畫出了一個位置 。從圖中量取各桿的長度，得到：， 題 2-11解 : （ 1 ）以 為中心，設(shè)連架桿長度為 ，根據(jù) 作出 ，。 （ 2 ）取連桿長度 ，以 ， ， 為圓心，作弧。 （ 3 ）另作以 點(diǎn)為中心， 、 ， 的另一連架桿的幾個位置，并作出不同半徑的許多同心圓弧。 （ 4 ）進(jìn)行試湊，最后得到結(jié)果如下：， ， ， 。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖 2.23 。 題 2-12解 : 將已知條件代入公式（ 2-10 ）可得到方程組： 聯(lián)立求解得到： ， ， 。 將該解代入公式（ 2-8 ）求解得到： ， ， ， 。 又因?yàn)閷?shí)際 ，因此每個桿件應(yīng)放大的比例尺為：

8、 ，故每個桿件的實(shí)際長度是： ， ， ， 。 題 2-13證明 : 見圖 2.25 。在 上任取一點(diǎn) ，下面求證 點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為一橢圓。見圖可知 點(diǎn)將 分為兩部分，其中 ， 。 又由圖可知 ， ，二式平方相加得 可見 點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為一橢圓。3-1解圖 3.10 題3-1解圖如圖 3.10所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過B點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在B點(diǎn)接觸時，導(dǎo)路的方向線。推程運(yùn)動角 如圖所示。 3-2解圖 3.12 題3-2解圖如圖 3.12所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過D點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動件在D點(diǎn)接觸時，導(dǎo)路的方向線。凸輪

9、與從動件在D點(diǎn)接觸時的壓力角 如圖所示。 3-3解 ：從動件在推程及回程段運(yùn)動規(guī)律的位移、速度以及加速度方程分別為：（ 1）推程： 0 150 （ 2）回程：等加速段 0 60 等減速段 60 120 為了計算從動件速度和加速度，設(shè) 。 計算各分點(diǎn)的位移、速度以及加速度值如下： 總轉(zhuǎn)角 0 15 30 45 60 75 90 105 位移 (mm) 0 0.734 2.865 6.183 10.365 15 19.635 23.817 速度 (mm/s) 0 19.416 36.931 50.832 59.757 62.832 59.757 50.832 加速度（ mm/s 2 ） 65.79

10、7 62.577 53.231 38.675 20.333 0 -20.333 -38.675 總轉(zhuǎn)角 120 135 150 165 180 195 210 225 位移 (mm) 27.135 29.266 30 30 30 29.066 26.250 21.563 速度 (mm/s) 36.932 19.416 0 0 0 -25 -50 -75 加速度（ mm/s 2 ） -53.231 -62.577 -65.797 0 -83.333 -83.333 -83.333 -83.333 總轉(zhuǎn)角 240 255 270 285 300 315 330 345 位移 (mm) 15 8.4

11、38 3.75 0.938 0 0 0 0 速度 (mm/s) -100 -75 -50 -25 0 0 0 0 加速度（ mm/s 2 ） -83.333 -83.333 83.333 83.333 83.333 0 0 0 根據(jù)上表 作圖如下（注：為了圖形大小協(xié)調(diào)，將位移曲線沿縱軸放大了 5倍。）： 圖 3-13 題3-3解圖 3-4 解 ：圖 3-14 題3-4圖 根據(jù) 3-3題解作圖如圖3-15所示。根據(jù)(3.1)式可知， 取最大，同時s 2 取最小時，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角最大。從圖3-15可知，這點(diǎn)可能在推程段的開始處或在推程的中點(diǎn)處。由圖量得在推程的開始處凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角最大，此時 =

12、30 。 圖 3-15 題3-4解圖 3-5解 ：（ 1）計算從動件的位移并對凸輪轉(zhuǎn)角求導(dǎo) 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角 在 0 過程中，從動件按簡諧運(yùn)動規(guī)律上升 h=30mm。根據(jù)教材(3-7)式 可得： 0 0 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角 在 過程中，從動件遠(yuǎn)休。 S 2 =50 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角 在 過程中，從動件按等加速度運(yùn)動規(guī)律下降到升程的一半。根據(jù)教材(3-5)式 可得： 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角 在 過程中，從動件按等減速度運(yùn)動規(guī)律下降到起始位置。根據(jù)教材(3-6)式 可得： 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角 在 過程中，從動件近休。 S 2 =50 （ 2）計算凸輪的理論輪廓和實(shí)際輪廓 本題的計算簡圖及坐標(biāo)系如圖 3-16所示，由圖可知，凸輪理論輪廓上

13、B點(diǎn)(即滾子中心)的直角坐標(biāo)為 圖 3-16 式中 。 由圖 3-16可知，凸輪實(shí)際輪廓的方程即B 點(diǎn)的坐標(biāo)方程式為 因?yàn)?所以 故 由上述公式可得 理論輪廓曲線和實(shí)際輪廓的直角坐標(biāo)，計算結(jié)果如下表，凸輪廓線如圖3-17所示。 x y x y 0 49.301 8.333 180 -79.223 -8.885 10 47.421 16.843 190 -76.070 -22.421 20 44.668 25.185 200 -69.858 -34.840 30 40.943 33.381 210 -60.965 -45.369 40 36.089 41.370 220 -49.964 -53.

14、356 50 29.934 48.985 230 -37.588 -58.312 60 22.347 55.943 240 -24.684 -59.949 70 13.284 61.868 250 -12.409 -59.002 80 2.829 66.326 260 -1.394 -56.566 90 -8.778 68.871 270 8.392 -53.041 100 -21.139 69.110 280 17.074 -48.740 110 -33.714 66.760 290 24.833 -43.870 120 -45.862 61.695 300 31.867 -38.529 1

15、30 -56.895 53.985 310 38.074 -32.410 140 -66.151 43.904 320 43.123 -25.306 150 -73.052 31.917 330 46.862 -17.433 160 -77.484 18.746 340 49.178 -9.031 170 -79.562 5.007 350 49.999 -0.354 180 -79.223 -8.885 360 49.301 8.333 圖 3-17 題3-5解圖 3-6 解：圖 3-18 題3-6圖 從動件在推程及回程段運(yùn)動規(guī)律的角位移方程為： 1.推程： 0 150 2.回程： 0 120 計算各分點(diǎn)的位移值如下： 總轉(zhuǎn)角（ ） 0 15 30 45 60 75 90 105 角位移（ ） 0 0.367 1.432 3.092 5.182 7.5 9.818 11.908 總轉(zhuǎn)角（ ） 120 135 150 165 180 195 210 225 角位移（ ） 13.568 14.633 15 15 15 14.429 12.803 0.370 總轉(zhuǎn)角（ ） 240 255 270 285 300 315 330 345 角位移（ ） 7.5 4.630 2.197 0.571 0 0 0 0 根據(jù)上表 作圖如下： 圖 3-19 題3-6解圖 3-7解：從動件在推程及