機械原理西工大第七版習題冊答案1——7章

1、0題21圖a所示為一簡易沖床的初擬設計方案。設計者的思路是：動力由齒輪1輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機構(gòu)使沖頭4上下運動，以達到?jīng)_壓的目的。試繪出其機構(gòu)運動簡圖（各尺寸由圖上量?。?，分析是否能實現(xiàn)設計意圖，并提出修改方案。解：1)取比例尺繪制機構(gòu)運動簡圖。(圖21a)2)要分析是否能實現(xiàn)設計意圖首先要計算機構(gòu)的自由度。盡管此機構(gòu)有4個活動件，但齒輪1和凸輪2是固裝在軸A上，只能作為一個活動件，故3?n3

2、?lp1?hp01423323?????????hlppnF原動件數(shù)不等于自由度數(shù)，此簡易沖床不能運動，即不能實現(xiàn)設計意圖。分析：因構(gòu)件3、4與機架5和運動副B、C、D組成不能運動的剛性桁架。故需增加構(gòu)件的自由度。3)提出修改方案：可以在機構(gòu)的適當位置增加一個活動構(gòu)件和一個低副，或用一個高副來代替一個低副。(1)在構(gòu)件3、4之間加一連桿及一個轉(zhuǎn)動副(圖21b)。(2)在構(gòu)件3、4之間加一滑塊及一個移動副(圖21c)。(3)在構(gòu)件3、4之

3、間加一滾子(局部自由度)及一個平面高副(圖21d)。11(c)題21(d)54364(a)5325215436426(b)321討論：增加機構(gòu)自由度的方法一般是在適當位置上添加一個構(gòu)件（相當于增加3個自由度）和1個低副（相當于引入2個約束），如圖21（b）（c）所示，這樣就相當于給機構(gòu)增加了一個自由度。用一個高副代替一個低副也可以增加機構(gòu)自由度，如圖21（d）所示。題22圖a所示為一小型壓力機。圖上，齒輪1與偏心輪1’為同一構(gòu)件，繞固定

4、軸心O連續(xù)轉(zhuǎn)動。在齒輪5上開有凸輪輪凹槽，擺桿4上的滾子6嵌在凹槽中，從而使擺桿4繞C軸上下擺動。同時，又通過偏心輪1’、連桿2、滑桿3使C軸上下移動。最后通過在擺桿4的叉槽中的滑塊7和鉸鏈G使沖頭8實現(xiàn)沖壓運動。試繪制其機構(gòu)運動簡圖，并計算自由度。解：分析機構(gòu)的組成：此機構(gòu)由偏心輪1’（與齒輪1固結(jié)）、連桿2、滑桿3、擺桿4、齒輪5、滾子6、滑塊7、沖頭8和機架9組成。偏心輪1’與機架9、連桿2與滑桿3、滑桿3與擺桿4、擺桿4與滾子6

5、、齒輪5與機架9、滑塊7與沖頭8均組成轉(zhuǎn)動副，滑桿3與機架9、擺桿4與滑塊7、沖頭8與機架9均組成移動副，齒輪1與齒輪5、凸輪(槽)5與滾子6組成高副。故解法一：7?n9?lp2?hp12927323?????????hlppnF解法二：局部自由度8?n10?lp2?hp1??F11210283)2(3??????????????FpppnFhl2b)解法一：5?n6?lp2?hp12625323?????????hlppnF解法二：虛

6、約束7?n8?lp2?hp0??p局部自由度2??F12)0282(73)2(3???????????????FpppnFhlc)解法一：5?n7?lp0?hp10725323?????????hlppnF解法二：11?n17?lp0?hp虛約束263010232?????????????nppphl局部自由度0??F10)20172(113)2(3???????????????FpppnFhld)6?n7?lp3?hp13726323

7、?????????hlppnF齒輪3與齒輪5的嚙合為高副（因兩齒輪中心距己被約束，故應為單側(cè)接觸）將提供1個約束。齒條7與齒輪5的嚙合為高副（因中心距未被約束，故應為雙側(cè)接觸）將提供2個約束。題27試繪制圖a所示凸輪驅(qū)動式四缸活塞空氣壓縮機的機構(gòu)運動簡圖。并計算其機構(gòu)的自由度（圖中凸輪1原動件，當其轉(zhuǎn)動時，分別推動裝于四個活塞上A、B、C、D處的滾子，使活塞在相應得氣缸內(nèi)往復運動。圖上AB=BC=CD=AD）。解：1)取比例尺繪制機構(gòu)運

8、動簡圖。(如圖27(b)所示)2)此機構(gòu)由1個凸輪、4個滾子、4個連桿、4個活塞和機架組成。凸輪與4個滾子組成高副，4個連桿、4個滾子和4個活塞分別在A、B、C、D處組成三副復合鉸鏈。4個活塞與4個缸（機架）均組成移動副。解法一：13?n17?lp4?hp虛約束：因為，4和5，6和7、8和ADCDBCAB???9為不影響機構(gòu)傳遞運動的重復部分，與連桿10、11、12、13所帶入的約束為虛約束。機構(gòu)可簡化為圖27（b）重復部分中的構(gòu)件數(shù)低

9、副數(shù)10??n高副數(shù)17??lp局部自由度3??hp3???F43103317232??????????????nppphl局部自由度4??F14)44172(133)2(3???????????????FpppnFhl解法二：如圖27（b）局部自由度1??F11)0132(33)2(3???????????????FpppnFhl題28圖示為一剎車機構(gòu)。剎車時，操作桿1向右拉，通過構(gòu)件2、3、4、5、6使兩閘瓦剎住車輪。試計算機構(gòu)的自