机械原理习题答案解析.docxVIP

题2-1图a所示为一简易冲床的初拟设计方案。 设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴 A连续回转；而固装在轴 A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头 4上下运动，以达 到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取） ，分析是否能实现设计意图， 并提出修改方案。 解：1）取比例尺，绘制机构运动简图。（图2-1a） a)2）要分析是否能实现设计意图，首先要计算机构 的自由度。尽管此机构有 4个活动件，但齿轮 1和 凸轮2是固装在轴A上，只能作为一个活动件，故 a) n = 3 pi =3 Ph =1 F =3n _2p _ph=3x：3_2x：4_1=0 原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。 分析：因构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架。故需增加 构件的自由度。 或用一个高副3）提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副, 或用一个高副 来代替一个低副。 （1） 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副 （图2-1b）。 （2） 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副 （图2-1c）。 （3） 在构件3、4之间加一滚子（局部自由度）及一个平面高副（图2-1d）。 (a)12匚事J*1（C）I.(b) (a) 1 2 匚事J * 1 （C） I. (b) 兀6 1 (d) 题2-1 题2-6试计算如图所示各机构的自由度。图 a、d为齿轮-连杆组合机构；图 b为凸轮-连杆 组合机构（图中在 D处为铰接在一起的两个滑块）；图c为一精压机机构。并问在图 d 所示 机构中，齿轮3与5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同？为什么？ a)b)解： a) n = 4 pi = 5 Ph = 1 a) b) F =3 n— 2 p — ph = 3 汇 4 — 2 m 5 —1 = 1 b)解法一：n =5 Pi =6 Ph =2 F = 3n _2p^ — ——^=1 解法二：n=7 p =8 几=2 虚约束p = 0 局部自由度 F = 2 F =3n -(2pi Ph - p) - F^3 7 -(2 8 2-0) -2 =1 c)解法一：n =5 Pi =7 ph =0 F — 3n _2p _Ph=3x5_2疋 7_0=1 解法二：n=11 pi =17 ph=0 c) 虚约束 p=2p「? Ph -3n—2 10, 0-3 6=2 局部自由度 F — 0 F =3n _(2pi Ph _ p) _F=3 11_(2 17 0_2)_0=1 d） n =6 Pi =7 Ph =3 F =3n_2p _ph=36_27_3=1 齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约 束，故应为单侧接触）将提供 1个约束。 . 齿条7与齿轮5的啮合为高副（因中心距未被约束，故应为双侧接触）将提供 2个约 束。 题2-10图示为以内燃机的机构运动简图，试计算自由度，并分析组成此机构的基本杆组。 如在该机构中改选 EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者不同。 解：1）计算此机构的自由度 n=7 pi =10 Ph=0 F =3n-2pi-Ph=3 7-2 10-0=1 2） 取构件AB为原动件时机构的基本杆组图 2-10 （b）所示。此机构为二级机构。 3） 取构件GE为原动件时机构的基本杆组图 2-10（ c）所示。此机构为三级机构。 C2H 7E丿6(b)456G5F图 2-1035（C）题3-1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置解：（用符号Pj直接标注在图上）COP13P23(P13)B C 2 H 7 E 丿6 (b) 4 5 6 G 5 F 图 2-10 3 5 （C） 题3-1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置 解： （用符号Pj直接标注在图上） CO P13 P23(P13) B P23(P 24)3 P13(P34) P34 P4(P24) _ D P12 A CO ! P14 P13 (a) (b) P34 00 AP 12 2 P23 3 00 Pl4 (d) P P3 21P 2 1 P13 LfOlMoxP13VMB24C\/P 43 L f O l M ox P13 VM B 2 4 C \/P 4 3 B P34 P23 P24 P 2 题 3-3 在图 a 所示的四杆机构中，lAB=60mm , lcD=90mm , Iad=Ibc= 1 20mm , 3 2=1 Orad/s,试 用瞬心法求： 1 ）当0 = 1 65°时，点C的速度Vc； 2） 当$ =165。时，构件3的BC线上速度最小的一点 E的位置及速度的大小； 3） 当Vc=0时，$角之值（有两个解） 解：1）以选定比例尺，绘制机构运动简图。（图3-3