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机械原理 第八版 西北工业大学平面机构的结构分析 1、如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案，设计者的思路是：动力由齿轮1输 入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4 上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否 能实现设计意图？并提出修改方案。 解1）取比例尺同绘制其机构运动简图（图b）。 2）分析其是否能实现设计意图。 图a) 由图 b 可知，〃 =3, P/ = 4 , Ph =1, p = 0 , Ff = 0 故：F — 3n — （2P[ + Ph — p） — g = 3x3 — （2x4 + 1 — 0） — 0 = 0 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能 运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 3）提出修改方案（图c）。 为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增 加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。 34 3 4 图a) 解：n = 3 , P/=4, Ph = 0 , F = 3n_2p[ _ Ph =1 图b) 图b) : 〃 = 4, P[ = 5 , Ph = 1, F — 3〃 一 2 P/ — Ph = 1 3、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭 头表示。 解 3 — 解 3 — 1 ： 〃 = 7, P/=1O, Ph =0 , F = 3n-2pl- pfl =} , C、E 复合被链。 解 3—2： 〃 = 8, P/=ll, =1 , F = 3n-2p[ - Ph = \,局部自由度 解 3—3： 〃 = 9 , P/ =12 , Ph=2 , F = 3n_2p[_ Ph=\ 4、试计算图示精压机的自由度 解：〃 =10, P/=15, Ph =0 p = 2p；+p[—3〃= 2x5 + 0 —3x3 = 1 F = 0 F = 3n-Qpi + ph -p)-Ff = 3x10 —(2x15 + 0 — 1) —0 = 1 (其中E、D及H均为复合皎链) 解:〃 =11, Pi =17 , ph — 0 p = 2p； +p—3〃 = 2x 10 — 3x6 = 2 F = 0 F = 3n_(2,i + ph _ p) - Ff = 3x11 —(2x17 + 0 — 2) —0 = 1 (其中C、F、K均为复合被链) 5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。又如 在该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。 解1）计算此机构的自由度 F = 3n-(2Pl + ph- pf)-Ff = 3x7-2x10 = 1 2）取构件AB为原动件时 机构的基本杆组图为 此机构为 II 级机构 3）取构件EG为原动件时 此机构的基本杆组图为 此机构为 III 级机构 平面机构的运动分析 1、试求图示各机构在图示位::时全部瞬心的位置（用符号鸟直接标注在图上）。 1、 试求图示各机构在图示位: :时全部瞬心的位置 （用符号鸟直接标注在图上）。 B B 2、在图 a 所示的四杆机构中，lAB =60mm, lCD =90mm, //W = /BC = 120mm, co2 =1 Orad/s,试用瞬心法求： 1） 当0 = 165°时，点C的速度； 2） 当0 = 165°时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及其速度的大小； 3） 当=0时，伊角之值（有两个解）。 解1）以选定的比例尺同作机构运动简图（图 b）。E —34BD 解1）以选定的比例尺同作机构运动简图 （图 b）。 E — 3 4 B D 2 1 b） 2）求，定出瞬心匕3的位置（图b） 因P13为构件3的绝对速度瞬心，则有: =的如/〃/ 彳心=10x0.06/0.003x78 = 2.56(/77』/s) vc =ulCPnw3 = 0.003 x 52 x 2.56 = 0A(m/s) 3）定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置 因BC线上速度最小之点必与匕3点的距离最近，故从Pg引BC线的垂线交于点E,由 图可得： vE = - P}3Ew3 = 0.003x 46.5 x 2.56 = 0.357(m/s) 4）定出L=0时机构的两个位置（作于图C处），量出(P、= 26.4°代=226.6°CsDc)3、在图示的机构中,设己知各构件的长度lAD = 85mm, lAB =25mm, lCD =45mm, /w=70mm,原动件以等角速度口］=10r