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机械原理第七版西北工业大学习题答案(特别全答案详解).doc

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第二章 平面机构的结构分析

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

2-1a)

2)要分析是否能实现设计意图,计算机构的自由度。尽管此机构有

首先要4个活动图。(图

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 n?3

pl?3 ph?1

F?3n?2pl?ph?3?3?2?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。

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)。

432545632(a)1(b)14352654326(c)1(d)1题2-1讨论:增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件(相当于增加3个自由度)和1个低副(相当于引入2个约束),如图2-1(b)(c)所示,这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以增加机

构自由度,如图2-1(d)所示。

题2-2 图a所示为一小型压力机。图上,齿轮1与偏心轮1’为同一构件,绕固定轴心O连续转动。在齿轮5上开有凸轮轮凹槽,摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中,从而使摆杆4绕C轴上下摆动。同时,又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C轴上下移动。最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构

运动简图,并计算自由度。

解:分析机构的组成:

此机构由偏心轮1’(与齿轮1固结)、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8和机架9组成。偏心轮1’与机架9、

连杆2与滑杆3、滑杆3与摆杆4、摆杆4与滚子6、齿轮5与机架9、滑块7与冲头8均组成转动副,滑杆3与机架9、摆杆4与滑块7、冲头8与机架9均组成移动副,齿轮1与齿轮5、凸轮(槽)5与滚

子6组成高副。故 解法一:n?7

解法二:n?8

pl?9 ph?2

F?3n?2pl?ph?3?7?2?9?2?1

pl?10 ph?2 局部自由度 F??1

F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?8?2?10?2?1?1

题2-3如图a所示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。其偏心轮1绕固定轴A转动,与外环2固连在一起的滑阀3在可绕定轴心C转动的圆柱4中滑动。当偏心轮1按图示方向连续转动时,可将设备中的空

题2-4固

气按图

示空气流动方向从阀5中排出,从而形成真空。由于外环2与泵腔6有一小间隙,故可抽含有微小尘埃的气体。试绘制其机构的运动简图,

并计算其自由度。

解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图题2-3所示)

4C23A1 2) n?3 pl?4

题2-3B

ph?0

F?3n?2pl?ph?3?3?2?4?0?1

题2-4 使绘制图a所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图

(以手指8作为相对固定的机架),并计算其自由度。 解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图2-4所示)

2) n?7

pl?10 ph?0

F?3n?2pl?ph?3?7?2?10?0?1

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