杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第15章~附录)【圣才出品】
(NEW)杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(修订版)
（5）图1-2-13所示机构的自由度为 （6）图1-2-14中，滚子1处有一个局部自由度，则该机构的自由度为 （7）图1-2-15中，滚子1处有一个局部自由度，A处为三个构件汇交的 复合铰链，移动副B、B＇的其中之一为虚约束。则该机构的自由度为 （8）图1-2-16中，A处为机架、杆、齿轮三构件汇交的复合铰链。则该 机构的自由度为 （9）图1-2-17所示机构的自由度为 1-14．求出图1-2-18导杆机构的全部瞬心和构件1、3的角速比。
四、速度瞬心及其在机构速度分析上的应用 1．速度瞬心及其求法 （1）速度瞬心 ①定义 两刚体上绝对速度相同的重合点称为瞬心。 a．若两构件都是运动的，其瞬心称为相对瞬心； b．若两构件中有一个是静止的，其瞬心称为绝对瞬心。 ②计算 对于由K个构件组成的机构，其瞬心总数
（2）瞬心位置的确定 ①根据定义确定 a．当两构件组成转动副时，转动副的中心是其瞬心； b．当两构件组成移动副时，所有重合点的相对速度方向都平行于移动 方向，其瞬心位于导路垂线的无穷远处； c．当两构件组成纯滚动高副时，接触点相对速度为零，接触点是其瞬 心； d．当两构件组成滑动兼滚动的高副时，接触点的速度沿切线方向，其 瞬心应位于过接触点的公法线上。 ②根据三心定理确定 三心定理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于
10.ห้องสมุดไป่ตู้ 名校考研真题详解 第11章 齿轮传动
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杨可桢《机械设计基础》(第6版)复习笔记及课后习题详解(含考研真题)-平面连杆机构【圣才出品】
第2章平面连杆机构2.1复习笔记【通关提要】本章主要介绍了平面四杆机构的基本类型、基本特性和设计方法。
学习时需要掌握铰链四杆机构有整转副的条件、急回特性的应用和计算、压力角与传动角以及死点位置的分析等内容。
本章主要以选择题、填空题和计算题的形式考查，复习时需把握其具体内容，重点记忆。
【重点难点归纳】一、平面四杆机构的基本类型及其应用（见表2-1-1）表2-1-1平面四杆机构的基本类型及其应用二、平面四杆机构的基本特性（见表2-1-2）表2-1-2平面四杆机构的基本特性图2-1-1图2-1-2连杆机构的压力角和传动角2.2课后习题详解2-1试根据图2-2-1所注明的尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构。
图2-2-1答：（a）40＋110＝150＜70＋90＝160满足杆长条件，且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
（b）45＋120＝165＜100＋70＝170满足杆长条件，且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
（c）60＋100＝160＞70＋62＝132不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
（d）50＋100＝150＜100＋90＝190满足杆长条件，且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。
2-2试运用铰链四杆机构有整转副的结论，推导图2-2-2所示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件（提示：转动导杆机构可视为双曲柄机构）。
图2-2-2答：根据铰链四杆机构有整转副的结论，则A、B均为整转副。
（1）当A为整转副时，要求AF能通过两次与机架共线的位置。
如图2-2-3中位置ABC′F′和ABC′′F′′。
在Rt△BF′C′中，因为直角边小于斜边，所以l AB ＋e＜l BC。
同理，在Rt△BF′′C′′中，有l AB－e＜l BC（极限情况取等号）。
综上，得l AB＋e＜l BC。
（2）当B为整转副时，要求BC能通过两次与机架共线的位置。
如图2-2-3中位置ABC1F1和ABC2F2。
机械设计基础(杨可桢版)1-18章答案(全)
机械设计基础(杨可桢版)1-18章答案(全)机械设计基础习题答案第八章回转件的平衡8-1解：依题意该转子的离心力大小为该转子本身的重量为则，即该转子的离心力是其本身重量的倍。
8-2答：方法如下：（ 1）将转子放在静平衡架上，待其静止，这时不平衡转子的质心必接近于过轴心的垂线下方；（ 2）将转子顺时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。
静止后，在转子上画过轴心的铅垂线1；（ 3）将转子逆时针转过一个小角度，然后放开，转子缓慢回摆。
静止后画过轴心的铅垂线2；（ 4）做线1和2的角平分线，重心就在这条直线上。
8-3答：（ 1）两种振动产生的原因分析：主轴周期性速度波动是由于受到周期性外力，使输入功和输出功之差形成周期性动能的增减，从而使主轴呈现周期性速度波动，这种波动在运动副中产生变化的附加作用力，使得机座产生振动。
而回转体不平衡产生的振动是由于回转体上的偏心质量，在回转时产生方向不断变化的离心力所产生的。
（2）从理论上来说，这两种振动都可以消除。
对于周期性速度波动，只要使输入功和输出功时时相等，就能保证机械运转的不均匀系数为零，彻底消除速度波动，从而彻底消除这种机座振动。
对于回转体不平衡使机座产生的振动，只要满足静或动平衡原理，也可以消除的。
（3）从实践上说，周期性速度波动使机座产生的振动是不能彻底消除的。
因为实际中不可能使输入功和输出功时时相等，同时如果用飞轮也只能减小速度波动，而不能彻底消除速度波动。
因此这种振动只能减小而不能彻底消除。
对于回转体不平衡产生的振动在实践上是可以消除的。
对于轴向尺寸很小的转子，用静平衡原理，在静平衡机上实验，增加或减去平衡质量，最后保证所有偏心质量的离心力矢量和为零即可。
对于轴向尺寸较大的转子，用动平衡原理，在动平衡机上，用双面平衡法，保证两个平衡基面上所有偏心质量的离心力食量和为零即可。
8-4图 8 . 7解：已知的不平衡质径积为。
设方向的质径积为，方向的质径积为，它们的方向沿着各自的向径指向圆外。
杨可桢《机械设计基础》配套题库【课后习题(1-18章)】【圣才出品】
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约束，
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。
图 1-15 最下方齿轮与机架，杆组成复合铰链，
。
图 1-16 F 3n 2PL PH 3 3 2 3 3 。
1-13 求出图 1-17 导杆机构的全部瞬心和构件 1、3 的角速比。
图 1-17 导杆机构 解：该导杆机构的全部瞬心如图 1-18 所示。
8.28rad
/
s。
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1-17 图 1-25 所示平底摆动从动件凸轮机构，已知凸轮 l 为半径 r＝20 的圆盘，圆盘中
心 C 与凸轮回转中心的距离 lAC＝15 mm，lAB＝90 mm， 1 ＝10 rad／s，求θ＝0°和θ＝180° 时，从动件角速度 2 的数值和方向。
图 1-11 加药泵
图 1-12 测量仪表机构
图 1-13 缝纫机送布机构 图 1-14 冲压机构
图 1-15 差动轮系
图 1-16 机械手
解：图 1-9 滚子处为局部自由度，
。
图 1-10 滚子处为局部自由度，
。
图 1-11
。
图 1-12
。
图 1-13 滚子处为局部自由度，
。
图 1-14 滚子处为局部自由度，右方三杆铰接处为复合铰链，下方两导程槽之一为虚
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第 1 章 平面机构的自由度和速度分析
1-1 至 1-4 绘出图示（图 1-1～图 1-4）机构的机构运动简图。
图 1-1 唧筒机构
图 1-2 回转柱塞泵
图 1-3 缝纫机下针机构 解：机构运动简图分别如图 1-5～1-8 所示。
杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第1~4章)【圣才出品】
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从动件是指机构中随原动件运动而运动的其余活动构件。其中输出预期运动的从动件称 为输出构件，其他从动件则起传递运动的作用。
三、平面机构的自由度 活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数称为机构自由度，以 F 表示。 1．平面机构自由度计算公式
四、速度瞬心及其在机构速度分析上的应用
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1．速度瞬心及其求法
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（1）速度瞬心
①定义
两刚体上绝对速度相同的重合点称为瞬心。
a．若两构件都是运动的，其瞬心称为相对瞬心；
b．若两构件中有一个是静止的，其瞬心称为绝对瞬心。
图 1-1-1 平面运动副的表示方法 2．构件的表示方法 构件的表示方法如图 1-1-2 所示。
图 1-1-2 构件的表示方法 3．机构中构件的分类 （1）机架（固定构件） 机架是用来支承活动构件的构件。 （2）主动件（原动件） 主动件是运动规律已知的活动构件，其运动是由外界输入的，又称输入构件。 （3）从动件
F 3n 2PL PH 3 8 2 11 0 2
（5）图 1-2-13 所示机构的自由度为
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F 3n 2PL PH 3 6 2 8 1 1
（6）图 1-2-14 中，滚子 1 处有一个局部自由度，则该机构的自由度为
d．当两构件组成滑动兼滚动的高副时，接触点的速度沿切线方向，其瞬心应位于过接
触点的公法线上。
②根据三心定理确定
三心定理：作相对平面运动的三个构件共有三个瞬心，这三个瞬心位于同一直线上。
杨可桢《机械设计基础》修订版考研笔记和考研真题
杨可桢《机械设计基础》修订版考研笔记和考研真题第1章平面机构的自由度和速度分析1.1 复习笔记【通关提要】本章是本书的基础章节之一，主要介绍了平面机构自由度的计算和平面机构的速度分析。
学习时需要掌握平面机构运动简图的绘制、自由度的计算和速度瞬心的应用等内容。
本章主要以选择题、填空题和计算题的形式考查，复习时需把握其具体内容，重点记忆。
【重点难点归纳】一、运动副及其分类（见表1-1-1）表1-1-1 运动副及其分类二、平面机构运动简图机构运动简图指用简单线条和符号来表示构件和运动副，并按比例定出各运动副的位置，来表明机构间相对运动关系的简化图形。
1机构中运动副表示方法机构运动简图中的运动副的表示方法如图1-1-1所示。
图1-1-1 平面运动副的表示方法2构件的表示方法构件的表示方法如图1-1-2所示。
图1-1-2 构件的表示方法3机构中构件的分类（见表1-1-2）表1-1-2 机构中构件的分类三、平面机构的自由度活动构件的自由度总数减去运动副引入的约束总数称为机构自由度，以F表示。
1平面机构自由度计算公式F＝3n－2P L－P H式中，n为机构中活动构件的数目；P L为低副的个数；P H为高副的个数。
机构具有确定运动的条件是：机构的自由度F＞0且F等于原动件数目。
2计算平面机构自由度的注意事项（见表1-1-3）表1-1-3 计算平面机构自由度的注意事项四、速度瞬心及其在机构速度分析上的应用（见表1-1-4）表1-1-4 速度瞬心及其应用本书是杨可桢《机械设计基础》（第6版）教材的学习辅导书，主要包括以下内容：1．整理名校笔记，浓缩内容精华。
在参考了国内外名校名师讲授该教材的课堂笔记基础上，复习笔记部分对该章的重难点进行了整理，因此，本书的内容几乎浓缩了该教材的知识精华。
2．解析课后习题，提供详尽答案。
本书参考了该教材的国内外配套资料和其他教材的相关知识对该教材的课（章）后习题进行了详细的分析和解答，并对相关重要知识点进行了延伸和归纳。
机械设计基础课后问题详解(杨可桢)
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：1-14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 ），且最短杆为机架，因此是双曲柄机构。
b ），且最短杆的邻边为机架，因此是曲柄摇杆机构。
c ），不满足杆长条件，因此是双摇杆机构。
d ），且最短杆的对边为机架，因此是双摇杆机构。
题 2-2解 : 要想成为转动导杆机构，则要求与均为周转副。
（ 1 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。
见图 2-15 中位置和。
在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）；在中，直角边小于斜边，故有：（极限情况取等号）。
综合这二者，要求即可。
（ 2 ）当为周转副时，要求能通过两次与机架共线的位置。
见图 2-15 中位置和。
在位置时，从线段来看，要能绕过点要求：（极限情况取等号）；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 。
图 2.16题 2-4解 : （ 1 ）由公式，并带入已知数据列方程有：因此空回行程所需时间；（ 2 ）因为曲柄空回行程用时，转过的角度为，因此其转速为：转 / 分钟题 2-5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。
杨可桢《机械设计基础》(第6版)笔记和课后习题详解(凸轮机构)
第3章凸轮机构3.1 复习笔记【通关提要】本章主要介绍了凸轮机构的常用运动规律、凸轮压力角以及图解法设计凸轮轮廓。
学习时需要掌握不同运动规律的特点、凸轮压力角与凸轮作用力和凸轮尺寸的关系以及图解法设计凸轮轮廓等内容。
本章主要以选择题、填空题、简答题和计算题的形式考查，复习时需把握其具体内容，重点记忆。
【重点难点归纳】一、凸轮机构的应用和类型（见表3-1-1）表3-1-1 凸轮机构的应用和类型二、从动件的运动规律1．基本概念（见表3-1-2）表3-1-2 从动件运动规律的基本概念图3-1-1 凸轮轮廓与从动件位移线图2．推杆的运动规律（见表3-1-3）表3-1-3 推杆的运动规律三、凸轮机构的压力角压力角指作用在从动件上的驱动力与该力作用点绝对速度之间所夹的锐角。
对于高副机构，压力角即接触轮廓法线与从动件速度方向所夹的锐角，如图3-1-2所示。
1．压力角与作用力的关系F′′＝F′tanα式中，F′′为有害分力；F′为有用分力。
图3-1-2 凸轮机构的压力角对于直动从动件凸轮机构，建议取许用压力角[α]＝30°；对于摆动从动件凸轮机构，建议取许用压力角[α]＝45°。
2．压力角与凸轮机构尺寸的关系如图3-1-2所示，直动从动件盘形凸轮机构的压力角计算公式为tane α=式中，s为对应凸轮转角φ的从动件的位移；r0为基圆半径；e为从动件导路偏离凸轮回转中心的距离，称为偏距。
注：①导路与瞬心P在凸轮轴心O点同侧，取“－”号，此时可使推程压力角α减小；②导路与瞬心P在凸轮轴心O点异侧，取“＋”号，此时可使推程压力角α增大。
四、图解法和解析法设计凸轮轮廓（见表3-1-4）表3-1-4 图解法和解析法设计凸轮轮廓。
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杨可桢《机械设计基础》（第6版）笔记和课后习题（含考研真题）详解
第15章滑动轴承
15.1复习笔记
一、摩擦状态
1．干摩擦
（1）定义
当两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜时，即出现固体表面间直接接触的摩擦，工程上称为干摩擦。
（2）特点
①有大量的摩擦功损耗和严重的磨损；
②在滑动轴承中表现为强烈的升温，使轴与轴瓦产生胶合。
注：在滑动轴承中不允许出现干摩擦。
2．边界摩擦
（1）定义
金属表面上的边界油膜不足以将两金属表面分割开，所以相互运动时，两金属表面微观的高峰部分仍将互相搓削，这种状态称为边界摩擦。
（2）特点
金属表层覆盖一层边界油膜后，虽不能绝对消除表面的磨损，却可以起减轻磨损的作用。
（3）摩擦系数
摩擦系数。
3．液体摩擦（液体润滑）
（1）定义
若两摩擦表面间有充足的润滑油，而且能满足一定的条件，则在两摩擦面间可形成厚度达几十微米的压力油膜。
它能将相对运动着的两金属表面分隔开，此时，只有液体之间的摩擦，称为液体摩擦，又称液体润滑。
（2）特点
f ，显著地减少了
两摩擦表面被油隔开而不直接接触，摩擦系数很小(0.001~0.01)
摩擦和磨损。
4．混合摩擦（非液体摩擦）
在一般机器中，摩擦表面多处于边界摩擦和液体摩擦的混合状态，称为混合摩擦。
二、滑动轴承的结构形式
1．向心滑动轴承（径向滑动轴承）
（1）向心滑动轴承主要承受径向载荷。
（2）轴瓦是滑动轴承的重要零件，其顶部有进油孔，内表面有油沟。
（3）轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d称为宽径比，其大小：
①对于液体摩擦的滑动轴承，常取B/d＝0.5～1；
②对于非液体摩擦的滑动轴承，常取B/d=0.8～1.5。
2．推力滑动轴承
（1）轴所受的轴向力F应采用推力轴承来承受。
（2）常见的有固定式推力轴承和可倾式推力轴承。
三、轴瓦及轴承衬材料
轴瓦材料应具备的性能有：（1）摩擦系数小；（2）导热性好，热膨胀系数小；（3）耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；（4）有足够的机械强度和可塑性。
1．轴承合金
轴承合金（又称白合金、巴氏合金）有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两大类。
（1）锡锑轴承合金
锡锑轴承合金的特点有：
①摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性强，耐蚀性好，易跑合，是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承。
②价格较高且机械强度较差，只能作为轴承衬材料而浇注在钢、铸铁或青铜轴瓦上。
（2）铅锑轴承合金
这种材料较脆，不宜承受较大的冲击载荷。
它一般用于中速、中载的轴承。
2．青铜
青铜的特点有：
（1）强度高，承载能力大，耐磨性与导热性都优于轴承合金。
（2）可以在较高的温度（250℃）下工作。
（3）可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。
（4）可以单独做成轴瓦。
3．具有特殊性能的轴承材料
（1）含油轴承：常用于加油不方便的场合。
（2）橡胶轴承：常用于有泥沙的场合。
（3）塑料轴承：摩擦系数小，可塑性、跑合性良好，耐磨、耐蚀，可以用水、油及化学溶液润滑等优点。
但它的导热性差，膨胀系数较大，容易变形。
四、润滑剂和润滑装置
1．润滑剂
轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。
其中，润滑剂分为：
（1）润滑油（液体润滑剂）
①润滑油的粘度随着温度的升高而降低。
②润滑油的粘度随着压力的升高而增大，但压力不太高（如小于10MPa）时，变化极微，可略而不计。
③选用润滑油时，要考虑速度、载荷和工作情况。
a．载荷大、温度高的轴承宜选粘度大的油；
b．载荷小、速度高的轴承宜选粘度较小的油。
（2）润滑脂（半固体润滑剂）
①特点
a．密封简单，不易流失，可用于垂直的摩擦表面，受温度的影响不大；
b．摩擦损耗大，机械效率低，不宜用于高速，且润滑脂易变质。
②常用润滑脂
a．钙基润滑脂：使用最多，具有耐水性。
b．钠基润滑脂：可用于115～145℃以下，不耐水。
c．锂基润滑脂：性能优良、耐水，且可在-20～150℃的范围内广泛适用，可以代替钙
基、钠基润滑脂。
（3）固体润滑剂
固体润滑剂有石墨、二硫化钼（MoS 2）、聚氟乙烯树脂等多种品种。
一般在超出润滑油使用范围之外才考虑使用。
2．润滑装置
（1）油杯润滑：如针阀式油杯、弹簧盖油杯、润滑脂用的油杯；
（2）油环润滑：常用于大型电机的滑动轴承中；
（3）利用油泵循环给油：最完善的给油方法。
五、非液体摩擦滑动轴承的计算
非液体摩擦滑动轴承的设计计算依据是维持边界油膜不遭破裂。
1．向心轴承
（1）轴承的压强p
限制轴承压强p，以保证润滑油不被过大的压力挤出，从而避免轴瓦产生过度的磨损。
即
[]F p p Bd
=≤式中，F ——轴承径向载荷，N ；
B ——轴瓦宽度，mm ；
d ——轴颈直径，mm ；
[]p ——轴瓦材料的许用压强，MPa 。
（2）轴承的pv 值
pv 值越高，轴承温升越高，易引起边界油膜的破裂，pv 值的验算式为
[]π601000
F dn pv pv Bd =⋅≤⨯
n r /min ；
[]pv ——轴瓦材料的许用值，MPa m/s
⋅（3）轴承的速度v
为防止轴承因v 过大而出现早期磨损，有时需校核v，使[]
v v ≤式中，[]v 为轴瓦材料的许用线速度，m/s 2．推力轴承
推力轴承应满足()[]
2221π4F p p d d z =≤-[]
m pv pv ≤式中，m v ——轴环的平均速度，601000
m m d n v π=⨯；m d ——平均直径，122
m d d d +=；
z ——轴环数。
六、动压润滑的基本原理
1．动压润滑的形成条件
形成动压油膜的必要条件：
（1）两工作表面间必须有楔形间隙；。