《机械设计基础习题解》

1.1 如图1.1-1所示为一简易冲床设计方案,试绘制其运动简图,分析其是否具有确定的运动。如不具有确定的运动,请给出使其有确定相对运动的改进方案。

解:该设计方案的机构运动简图如图1.1-2所示。由于其自由度

F?3n?2PL?PH?3?3?2?4?1?0,该设计方案不具有确定的运动。为使机构的自

由度增加,可改一个低副为高副,也可引入一个构件和一个低副。图1.1-3~5为几种改进方案(修改之处可移至他处出现,从而获得新的改进方案)。

图1.1-1 图1.1-2 图1.1-3

图1.1-4 图1.1-5

友情提示:折线表示的弹簧起到保证构件3与凸轮接触的作用,不涉及运动副。 1.2 请绘制图示平面机构的运动简图,并计算自由度,确定主动件。

(a) (b) (c) (d)

图1.2-(a) 图1.2-(b)

F?3n?2PL?PH?3?3?2?4?1,主动件为1 F?3n?2PL?PH?3?5?2?7?1,主动件为1 F?3n?2PL?PH?3?3?2?4?1,主动件为1 F?3n?2PL?PH?3?3?2?4?1,主动件为2

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图1.2-(c) 图1.2-(d)

1.3 请计算图示各机构的自由度。

友情提示:(a)存在局部自由度;(b)存在一高副、中间杆非虚约束;(c)注意焊接符号;(d)存在齿轮高副。

1.4 请计算图示各机构的自由度。

友情提示:(a)存在局部自由度和两个高副;(b)注意焊接符号和复合铰链;(c)曲柄滑块机构+杆组、虚约束较多;(d)(e)(f)存在复合铰链。

1.5 请计算图示各机构的自由度。

友情提示:(a)A处存在复合铰链;(b)B、C、D处存在复合铰链。

3.1 根据杆长条件和机架判断铰链四杆机构的类型,分别为双曲柄、双摇杆、双摇杆、不符合机架条件的双摇杆机构。

3.2 液压泵机构。左为曲柄摇块机构,右为曲柄滑块机构。

图3.2

3.3 压力机的机构属于曲柄滑块机构。

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图3.3

3.4 请运用四杆机构存在广义曲柄的条件,推导图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)

解:该机构可视为偏置曲柄滑块机构改换机架的演化机构,D在无穷远处,根据存在广义曲柄的条件,如果BC > AB + e,则AB为广义曲柄,该机构为转动导杆机构。

3.8 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构,要求踏板CD在水平位置上下各摆10度,且

lCD?500mm、lAD?1000mm。

(1)请用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度;(2)计

算该机构的最小传动角。

解:(1)根据机构在极限位置时曲柄与连杆共线的特点,可得出两者的差与和的长度,从而得出结果。

?lAB?lBC??10002?5002?2?1000?500?cos1000

2220?lAB?lBC??1000?500?2?1000?500?cos802

图3.8

(2)在从动曲柄与连杆共线的位置处,传动角为0度,压力角为90度;在连杆BC与B点轨迹相切的位置处,传动角为90度,传动角为0度。

0l?100mm??3033.9 设计一曲柄摇杆机构,已知摇杆长度,摆角,摇杆的行程速

比系数K为1.2。(1)用图解法确定其余三杆的尺寸;(2)确定机构最小传动角

?min(若

?min?350,则应另选铰链A的位置,重新设计)

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