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机械设计基础习题 《机械设计基础》课程组 第1章绪论 习题1绘制如图所示的颚式破碎机的机构运动简图。 习题1 习题1答案 习题2绘制如图所示的偏心轮传动机构的机构运动简图。 习题2 习题2答案 习题3通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件）。如果不满足有确定运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。 习题3 习题3答案 习题3答案： 　　计算自由度：n=4, PL=6, PH=0, F=3n-2PL-PH=3×4-2×6-1×0=0，运动链不能动。 修改参考方案如图所示。 习题4计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束）。最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件），为什么？ 习题4 习题4答案： 没有复合铰链、局部自由度、虚约束。 n=4, PL=5, PH=1 F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-1=1。 运动链有确定运动，因为原动件数 = 自由度数。 习题5计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束）。最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件），为什么？ 习题5 习题5答案： F处为复合铰链，因为有3个构件在此处组成成转动副，所以应算2个转动副。B处为局部自由度，假设将滚子同构件CB固结。移动副M、N中有一个为虚约束，属于两构件在多处组成运动副。 n=7, PL=9, PH=1, F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2。 运动链没有确定运动，因为原动件数 自由度数。 习题6计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束）。最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件），为什么？ 习题6 习题6答案： 无复合铰链。C处为局部自由度，假设将滚子同构件CB固结。在滚子高副C、C′和凸轮高副F、F′中各有一个虚约束，属于两构件在高副接触处（C与C′之间，F与F′之间）的距离分别相等。 n=4, PL=4, PH=2, F=3n-2PL-PH=3×4-2×4-1×2=2。 运动链有确定运动，因为原动件数 = 自由度数。 习题7 填充题及简答题 1）平面运动副的最大约束数为，最小约束数为 。 2）平面机构中若引入一高副将带入个约束，而引入一个低副将带入 个约束。 3）机构具有确定运动的条件是什么？ 4）何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？ 习题7答案： 1） 平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1 2） 平面机构中若引入一高副将带入1个约束，而引入一个低副将带入2个约束。 3） 机构具有确定运动的条件是：机构的自由度大于零，且自由度数等于原动件数。 4） 复合铰链：在同一点形成两个以上的转动副，这一点为复合铰链。 局部自由度：某个构件的局部运动对输出构件的运动没有影响，这个局部运动的自由度叫局部自由度。 虚约束：起不到真正的约束作用，所引起的约束是虚的、假的。 习题8计算下图机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度，虚约束等情况时必须一一指出，图中BC、ED、FG分别平行且相等。要使机构有确定运动，请在图上标出原动件。 习题8答案：B点为复合铰链，滚子绕B点的转动为局部自由度，ED及其两个转动副引入虚约束，I、J两个移动副中只能算一个 F=3n-（2Pl+Ph-P￠）-F￠=3′8-（2′11+1-1）-1=1 根据机构具有确定运动的条件，自由度数等于原动件数，故给凸轮为原动件。 习题9 题图2-3所示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度， 题图2-3 习题9答案：Ｆ＝３×７－２×１０＝１．　注意其中的Ｃ、F、Ｄ、Ｈ点并不是复合铰链。 习题10虚约束对运动不起真正的约束作用，那么机构中为什么要引入虚约束？ 习题10答案：虚约束对运动虽不起真正的约束作用，但是考虑机构的受力均衡，避免运动不确定，增加传递的功率等设计时要加入虚约束。 习题11绘制如图（a）所示的内燃机的机构运动简图。 习题11答案：解答：图（a）中带有半圆形平衡质量m的曲轴1绕A轴转动，A轴的轴承固连于汽缸体6上。连杆2分别以曲轴销B及活塞销C与曲柄1及活塞3相连；连杆4分别以铰链D和E与连杆2和5相连。显然该主体机构以活塞3为原动件，汽缸体6为机架。由上述机构组成可以判断出各构件作何种运动。根据给定的各构件尺寸，即可按比例绘制出机构运动简图，如图(b)所示。 例题1（a） 例题1 (b) 习题12：　　如图（a）所示为简易冲床，动力由齿轮1输入，带动同轴上的凸轮2，推动杆3，从而使推杆4（冲头）上下移动以达到冲压的目的。 1．画出运动