機(jī)械原理 中南大學(xué)出版社

本文格式為Word版，下載可任意編輯——機(jī)械原理中南大學(xué)出版社其次章習(xí)題及解答

2-1如題圖2-1所示為一小型沖床，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。

（a）（b）

題圖2-1

解：

1)分析

該小型沖床由菱形構(gòu)件1、滑塊2、撥叉3和圓盤4、連桿5、沖頭6等構(gòu)件組成，其中菱形構(gòu)件1為原動(dòng)件，繞固定點(diǎn)A作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鉸鏈B與滑塊2聯(lián)接，滑塊2與撥叉3構(gòu)成移動(dòng)副，撥叉3與圓盤4固定在一起為同一個(gè)構(gòu)件且繞C軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤通過鉸鏈與連桿5聯(lián)接，連桿帶動(dòng)沖頭6做往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)沖裁運(yùn)動(dòng)。

2)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（b）所示。3)自由度計(jì)算

其中n=5，PL=7,PH=0,F=3n-2PL-PH=3×5-2×7=1故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。

2-2如題圖2-2所示為一齒輪齒條式活塞泵，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。

（a）（b）

題圖2-2

解：

1)分析

該活塞泵由飛輪曲柄1、連桿2、扇形齒輪3、齒條活塞4等構(gòu)件組成，其中飛輪曲柄1為原動(dòng)件，繞固定點(diǎn)A作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過鉸鏈B與連桿2聯(lián)接，連桿2通過鉸鏈與扇形齒輪3聯(lián)接，扇形齒輪3通過高副接觸驅(qū)動(dòng)齒條活塞4作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞與機(jī)架之間構(gòu)成移動(dòng)副。

2)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（b）所示。3)自由度計(jì)算

其中n=4，PL=5,PH=1F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-1=1故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。

2-3如圖2-3所示為一簡(jiǎn)易沖床的初步設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)者的意圖是電動(dòng)機(jī)通過一級(jí)齒輪1和2減速后帶動(dòng)凸輪3旋轉(zhuǎn)，然后通過擺桿4帶動(dòng)沖頭實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)沖壓運(yùn)動(dòng)。試根據(jù)機(jī)構(gòu)自由度分析該方案的合理性，并提出修改后的新方案。

題圖2-3

解：

1)分析

2)繪制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(圖2-3b)

選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（b）所示。3)計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度并分析其是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖

由圖b可知，n?4故F?n?pl?5ph?2??p??0????F??0?

pl?ph?p??F??

因此，此簡(jiǎn)易沖床根本不能運(yùn)動(dòng)，需增加機(jī)構(gòu)的自由度。4)提出兩種修改方案為了使機(jī)構(gòu)能運(yùn)動(dòng)，應(yīng)增加機(jī)構(gòu)的自由度。方法可以是：在機(jī)構(gòu)的適當(dāng)位置，增加一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件和一個(gè)低副，或者用一個(gè)高副去代替一個(gè)低副，其修改方案好多，圖c圖d給出其中的兩種方案。

新方案中：n?5pl?6ph?2

新方案的機(jī)構(gòu)自由度：F?3?5?(2?6?2)?1

改進(jìn)后的方案具有確定的運(yùn)動(dòng)。

2-4如題圖2-4所示為一小型壓力機(jī)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自

由度。

（a）（b）

題圖2-4

解：

1)分析

該壓力機(jī)由齒輪1、偏心輪1’、連桿2、導(dǎo)桿3、叉形連桿4、齒輪5、滾子6、滑塊7、沖頭8所組成，其中齒輪1與偏心輪1’固定連接組成一個(gè)構(gòu)件，且為原動(dòng)件，偏心輪1’與連桿2通過轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接，連桿通過鉸鏈推動(dòng)導(dǎo)桿移動(dòng)，導(dǎo)桿的另外一端與連桿4構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，連桿4的中部有一個(gè)滾子6，齒輪5的端面加工有一個(gè)凹槽，形成一個(gè)端面槽形凸輪，滾子6嵌入凸輪槽中，叉形連桿4另外一端與滑塊7構(gòu)成移動(dòng)副，滑塊7通過鉸鏈與沖頭聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)沖頭滑塊作往復(fù)上下沖壓運(yùn)動(dòng)。

2)作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（b）所示。3)計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度

n?8pl?10ph?2p??0F??1(D處滾子的轉(zhuǎn)動(dòng))

F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?8?(2?10?2?0)?1?1

故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。

2-5如題圖2-5所示為一人體義腿膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，若以脛骨1為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度。

（a）（b）

題圖2-5

解：

1)分析

該機(jī)構(gòu)所有構(gòu)件均為桿狀，且都是通過轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)接，2)繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖

選定比例尺后繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（b）所示。3)計(jì)算自由度

n?5pl?7ph?0p??0F??0

F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?5?2?7?1