第二章
2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的? 答:参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?
答:机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况,可进行运动分析,也可用来进行动力分析。 2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?
答:参考教材12~13页。
2-5 在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项? 答:参考教材15~17页。
2-6 在图2-22所示的机构中,在铰链C、B、D处,被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的,那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?
答:不能,因为在铰链C、B、D中任何一处,被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用,所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别? 答:参考教材18~19页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代\“高副低代”应满足的条件是什么? 答:参考教材20~21页。
2-11 如图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组成的凸轮机构将使冲头上下运动以达到冲压目的。试绘出其机构运动简图,分析其是否能实现设计意图?并提出修改方案。
1
解:1)取比例尺绘制机构运动简图。 2)分析其是否可实现设计意图。
F=3n-( 2Pl + Ph –p’ )-F’=3×3-(2×4+1-0)-0=0 此简易冲床不能运动,无法实现设计意图。 3)修改方案。
为了使此机构运动,应增加一个自由度。办法是:增加一个活动构件,一个低副。修改方案很多,现提供两种。
※2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。其偏心轮1绕固定轴心A转动,与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入,并将空气从阀5中排出,从而形成真空。(1)试绘制其机构运动简图;(2)计算其自由度。
解:(1)取比例尺作机构运动简图如图所示。
(2) F=3n-(2p1+ph-p’)-F’=3×4-(2×4+0-0)-1=1
2-14 解:1)绘制机构运动简图
1)绘制机构运动简图
F=3n-(2Pl + Ph –p’)-F’=3×5-(2×7+0-0)-0=1 2)弯曲90o 时的机构运动简图
※2-15试绘制所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图(以手掌8作为相对固定的机架),井计算
2
自由度。
2-17 计算如图所示各机构的自由度。
解:(1)取比倒尺肌作机构运动简图;(2)计算自由度F?3?7?2?10?1
(a)F=3n-( 2Pl + Ph–p’)-F’=3×4-(2×5+1 -0)-0=1(A处为复合铰链) (b)F=3n-(2Pl + Ph–p’)-F’=3×7-(2×8+2-0)-2=1(2、4处存在局部自由度)
(c)p’=( 2Pl ’+ Ph ’)-3n’=2×10+0-3×6=2,F=3n-(2Pl + Ph–p’)-F’=3×11-(2×17+0-2)-0=1 (C、F、K 处存在复合铰链,重复部分引入虚约束)
※2-21图示为一收放式折叠支架机构。该支架中的件1和5分别用木螺钉连接于固定台板1’和括动台板5’上.两者在D处铰接,使活动台板能相对于固定台极转动。又通过件1,2,3,4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽连接使活动台板实现收放动作。在图示位置时,虽在活动台板上放有较重的重物.活动台板也不会自动收起,必须沿箭头方向推动件2,使铰链B,D重合时.活动台板才可收起(如图中双点划线所示)。现已知机构尺寸lAB=lAD=90 mm;lBC=lCD=25 mm,其余尺寸见图。试绘制该机构的运动简图,并计算其自由度。
解:F=3n-(2p1+pb-p’)-F’=3×5-(2×6+1-0)-1=1
2-23 图示为一内燃机的机构简图,试计算其自由度,并分析组成此机构的基本杆组。有如在该机构中改选EG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同。
3
解:1)计算自由度
F=3n-(2Pl + Ph–p’)-F’=3×7-(2×10+0-0)-0=1
2)拆组
3)EG为原动件,拆组
II级组
II级组
II级组
III级组
2-24 试计算如图所示平面高副机构的自由度,并在高副低代后分析组成该机构的基本杆组。
1、
解:1)计算自由度
F=3n-(2Pl+Ph–p’)-F’=3×5-(2×6+1-0)-1=1
2)从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副(如图2所示) 3)高副低代(如图3所示) 4)拆组(如图4所示)
2、
4
解:1)计算自由度
F=3n-(2Pl+Ph–p’)-F’=3×-(2×9+1-0)-1=1
2)从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副(如图b所示) 3)高副低代(如图c所示) 4)拆组(如图d所示)
第三章
3—1 何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何异同点? 答:参考教材30~31页。
3—2 何谓三心定理?何种情况下的瞬心需用三心定理来确定? 答:参考教材31页。
※3-3机构中,设已知构件的尺寸及点B的速度vB(即速度矢量pb),试作出各机构在图示位置时的速度多边形。
※3-4 试判断在图示的两机构中.B点足否都存在哥氏加速度?又在何位置哥氏加速度为零?怍出相应的机构位置图。并思考下列问题。
(1)什么条件下存在氏加速度?(2)根椐上一条.请检查一下所有哥氏加速度为零的位置是否已全部找出。(3)图 (a)中,akB2B3=2ω2vB2B3对吗?为什么。 解:(1)图 (a)存在哥氏加速度,图 (b)不存在。
(2)由于akB2B3==2ω2vB2B3故ω3,vB2B3中只要有一项为零,则哥氏加速度为零。图 (a)中B点到达最高和最低点时构件1,3.4重合,此时vB2B3=0,当构件1与构件3相互垂直.即_f=;点到达最左及最右位置时ω2=ω3=0.故在此四个位置无哥氏加速度。图 (b)中无论在什么位置都有ω2=ω3=0,故该机构在任何位置哥矢加速度都为零。 (3)对。因为ω3≡ω2。
3-5 在图示的曲柄滑块机构中,已知lAB?30mm,lAC?100mm,lBD?50mm,lDE?40mm,曲柄以等角速度?1?10rad/s回转,试用图解法求机构在?1?45?位置时,点D、E的速度和加速度以及构件2的角速
度和角加速度。
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