第二章習(xí)題參考答案

1、題211圖a所示為一簡易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)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(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖（各尺寸由圖上量?。治鍪欠衲軐?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。解：1)取比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。(圖21a)2)要分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖首先要計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。盡管此機(jī)構(gòu)有4個(gè)活動(dòng)件，但齒輪1和凸輪2是固裝在軸A上，只能作為一個(gè)活動(dòng)件，故3?n3

2、?lp1?hp原動(dòng)件數(shù)不等于自由度數(shù)，此簡易沖床不能01423323?????????hlppnF運(yùn)動(dòng)，即不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。分析：因構(gòu)件3、4與機(jī)架5和運(yùn)動(dòng)副B、C、D組成不能運(yùn)動(dòng)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(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，或用一個(gè)高副來代替一個(gè)低副。(1)在構(gòu)件3、4之間加一連桿及一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副(圖21b)。(2)在構(gòu)件3、4之間加一滑塊及一個(gè)移動(dòng)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(gè)平面高副(圖21d)。11(c)題21(d)54364(a)5325215436426(b)321討論：增加機(jī)構(gòu)自由度的方法一般是在適當(dāng)位置上添加一個(gè)構(gòu)件（相當(dāng)于增加3個(gè)自由度）和1個(gè)低副（相當(dāng)于引入2個(gè)約束），如圖21（b）（c）所示，這樣就相當(dāng)于給機(jī)構(gòu)增加了一個(gè)自由度。用一個(gè)高副代替一個(gè)低副也可以增加機(jī)構(gòu)自由度，如圖21（d）所216.試計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自由度。圖a、d為齒輪—連桿組合機(jī)構(gòu)；圖b為凸輪—

4、連桿組合機(jī)構(gòu)（圖中在D處為鉸接在一起的兩個(gè)滑塊）；圖c為一精壓機(jī)機(jī)構(gòu)。并問在圖d所示機(jī)構(gòu)中，齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目是否相同？為什么？解a)分析：A為復(fù)合鉸鏈，不存在局部自由度和虛約束。F=3n(2pLpH)=34(251)=1或F=3n(2pLpHp)F=34(2510)0=1b)分析：B、E為局部自由度。F=3n(2pLpH)=35(262)=1或F=3n(2pLpHp)F=37(2820)2=1注意：該

5、機(jī)構(gòu)在D處雖存在軌跡重合的問題，但由于D處相鉸接的雙滑塊為一個(gè)Ⅱ級(jí)桿組，未引入約束，故機(jī)構(gòu)不存在虛約束。如果將相鉸接的雙滑塊改為相固聯(lián)的十字滑塊，則該機(jī)構(gòu)就存在一個(gè)虛約束。c)分析：該機(jī)構(gòu)存在重復(fù)結(jié)構(gòu)部分，故存在虛約束。實(shí)際上，從傳遞運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性來看，有機(jī)構(gòu)ABCDE就可以了，而其余部分為重復(fù)部分，則引入了虛約束。F=3n(2pLpH)=35(270)=1或F=3n(2pLpHp)F=311(21702)0=1d)分析：A、B、C為復(fù)合