机械设计基础习题及答案.doc

第 PAGE 98 页 共 NUMPAGES 98 页 答案参见我的新浪博客：/s/blog_3fb788630100muda.html 第一章??? 平面机构的自由度和速度分析 ??? 题1-1 在图示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。 ??? ABC1234a) 曲柄摇块机构ABC123 A B C 1 2 3 4 a) 曲柄摇块机构 A B C 1 2 3 4 b) 摆动导杆机构 题解1－1 图 解答： 1．绘制该机构的机构运动简图：题解1—1 图a）曲柄摇块机构；题解1—1 图b）摆动导杆块机构。 ?2．计算该机构的自由度：F = 3 n―2 Pl―Ph? = 3×3―2×4 = 1 ?题1—2 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。 　 解题分析：偏心轮1的回转中心A与其几何中心B点之间距离为偏心距，故AB为曲柄。构件2(连杆)绕活动中心C摆动，并带动刀架3（滑块）在机架4的滑槽中上下移动。故该机构为曲柄滑块机构（连杆包括在加大了结构尺寸的滑块内）。 解答： 1．绘制该机构的机构运动简图：题解1—2 图（曲柄滑块机构）。 2．计算该机构的自由度：F = 3 n―2 Pl―Ph? = 3×3―2×4 = 1 题1—3? 计算题1－3图a）与 图b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。? ???????? ????????????? ???????????????? ????????? 题1－3图a）?????????????????????????? 题1－3图b）??????????????????????? ?解题分析：题1－3 图 a）滚子D不影响机构的主、从件的运动传递关系，故存在局部自由度。构件4同时在E、F构成移动导路中心线重合的两移动副，此时，只有一个运动副起作用，而另一个运动副（见题解1－3 图 a） ）为虚约束。题1－3 图 b）中活动构件1、2与机架6在A点形成复合铰链（见题解1－3 图 b））。 计算机构自由度时，应去掉局部自由度和虚约束数目，计入复合铰链数目。 ??????????? ?? ????????????? 题解1－3 图 a）??????????????? 题解1－3 图 b） 解答： ? 1．题1－3 图 a）机构自由度： ?? F = 3n―2Pl―Ph = 3×4―2×5―1 = 1 或者： F =（3×5―2×6―1）－（3×1－2×1）= 1 ? 2．题1－3 图 b）机构自由度： ?F = 3n―2Pl―Ph = 3×5―2×6―1 = 2 题1—4 ?计算题1—4图a、图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。 ????????? 解题分析：题1—4 图a）所示机构中，齿轮I 、J之一为虚约束，A处为复合铰链（见题解1－4 图 a）；题1—4图b）所示机构中滚子E为局部自由度，滑块H 、I之一为虚約束（见题解1－4 图 b）。 ? ??? 解答：计算各机构的自由度，判断机构的运动是否确定 a）图机构的自由度：F = 3n―2Pl―Ph = 3×8―2×10―2 = 2，等于原动件数目2，故 该机构有确定的运动 。 b) 图机构的自由度：F = 3n―2Pl―Ph = 3×6―2×8―1 = 1，等于原动件数目1，故 该机构有确定的运动。（或者：F =（3×7―2×9―1）－（3×1－2×1）= 1） ?题1—5? 计算题1—5图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。 ???????????? 题1—5图???????????????????????????????? 题解1—5图 解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链；移动副M与F导路互相平行，其之一为虚约束；图示有6个杆和10个转动副（I、J、G、L及复合铰链K和H）形成虚约束。 ?解答： 1．机构的自由度： ?? 2．选AB杆为原动件。 题1-6? 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。 ?解题分析：速度瞬心是相对运动的两构件相对速度为零的重合点（即同速点）。若这点的绝对速度为零则为绝对瞬心；若不等于零，则为相对瞬心。 以转动副连接的两构件的瞬心是其转动中心；以移动副连接的两构件的瞬心位于垂直于导路方向的无穷远处。不直接以运动副连接的两构件的瞬心，应根据三心定理（三个彼此作平面相对运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上）来确定。 ?解答：见题解1