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机机原原第第⼀⼀次次讨讨论论课课题题⽬⽬总总结结

讨论课题⽬总结

1.通过以下⼀组题⽬的讨论，明确运动链成为机构的条件，学会

据功能要求构思机构⽅案；能对已构思出的⽅案进⾏分析，找出存在的问题并加以改进

（1）图1-1所⽰为⼀设计⼈员初拟的简易冲床的设计⽅案。设计者的思路是：动⼒由齿轮1输⼊，带动齿轮2连续转动；与齿轮2固结在⼀起的凸轮2′与杠杆3组成的凸轮机构将带动冲头4上下往复运动，从

⽽达到冲压⼯件的⽬的。试按⽐例绘制出该设计⽅案的机构运动简图，分析该⽅案能否实现设计意图，并说明理由。若不能，请在该⽅案的基础上提出2种以上修改⽅案，画出修改后⽅案的机构运动简

图。

图1-1简易冲床

答：

机构运动简图如下图所1.1⽰

图1.1建议冲床的机构运动简图

图1中⼀共有4个构件，5个低副，2个⾼副，由平⾯⾃由度公式

计算得

因此不能构成机构。要构成机构，必须使⾃由度数与原动件数相等，即F=1。

改进⽅法也就是增加⼀个⾃由度主要从以下两⽅⾯考虑：

（1）增加⼀个运动构件和⼀个低副；

（2）将⼀个低副换成⾼副；

以下是⼏种增加⼀个运动构件和⼀个低副的改进⽅案：

⼀、增加⼀个构件和⼀个转动副，。

图1.2增加⼀个杆件和⼀个转动副的两种⽅案

⼆、增加⼀个构件和⼀个移动副，。

图1.3增加⼀个滑块和⼀个移动副

(2)图1-2所⽰为⼿动冲床⼀个设计⽅案的⽰意图。设计思路是：动⼒由摇杆1输⼊，通过连杆2使摇杆3往复摆动，摇杆3⼜推动冲杆5作往复直线运动，以达到冲压的⽬的。试按⽐例绘制出该设计⽅案的

机构运动简图，分析该⽅案能否实现设计意图，并说明理由。若不能，请在该⽅案的基础上提出2种以上修改

⽅案，画出修改后⽅案的机构运动简图。

图1-2⼿动冲床

答：

机构的运动简图如图1.4所⽰：

图1.4⼿动冲床的机构运动简图

图1.4中⼀共有4个构件，6个低副，由平⾯⾃由度公式

计算得

因此不能构成机构。要构成机构，必须使⾃由度数与原动件数相等，即F=1。

改进的思路与上⼀题⼀样，具体⽅案如图1.5和图1.6.

⼀、增加⼀个构件和⼀个转动副，。

图1.5增加⼀个杆件和⼀个转动副

⼆、增加⼀个构件和⼀个移动副，。

图1.6增加⼀个滑块和⼀个移动副

(3)图1-3所⽰为⼀脚踏式推料机设计⽅案⽰意图。设计思路是：动⼒由踏板1输⼊，通过连杆2使杠杆3摆动，进⽽使推板4沿导轨直线运动，完成输送⼯件或物料的⼯作。试按⽐例绘制出该设计⽅案的机

构运动简图，分析该⽅案能否实现设计意图，并说明理由。若不能，请在该⽅案的基础上提出2种以上修改

⽅案，画出修改后⽅案的机构运动简图。

图1-3脚踏式推料机

答：

机构的运动简图如图1.7所⽰：

图1.7⼿动冲床的机构运动简图

图1.7中⼀共有4个构件，5个转动副，1个移动副，由平⾯⾃由度公式

计算得

因此不能构成机构。要构成机构，必须使⾃由度数与原动件数相等，即F=1。

改进⽅案如图1.8所⽰：.

⼀、增加⼀个构件和⼀个移动副，。

图1.8增加⼀个滑块和⼀个移动副

2.通过以下⼀组题⽬的讨论，掌握急回特性的真谛，扩展课堂所学

知识，并学会据急回特性的要求，构思多种⽅案

（1）在图2-1所⽰的连杆机构中，已知各构件的尺⼨为：=160mm，=260mm，=200mm，=80mm，=65mm，=120mm；并已知构件AB为原动机，沿顺时针⽅向匀速回转，试确定：①四杆机构ABCD

的类型；②该四杆机构的最⼩传动⾓；③滑块F的⾏程速⽐系数K；④滑块F的⾏程H。

图2-1平⾯四连杆机构

答：

(1)在四杆机构ABCD中，==80mm，==260mm，=340

160+200=360，满⾜杆长之和条件，且最短杆AD为机架，故ABCD为双曲柄机构；

(2)由传动⾓的定义，对ABCD四杆机构来说，传动⾓γ为∠BCD或其补⾓。在△

BCD中，当B位于AD共线时，BD取得最⼤最⼩值，此时传动⾓γ取得极值，见图2.1和2.2.

当B在A左侧时，

图2.1传动⾓最⼤

BD=160+80=240mm，由余弦公式，∠，则∠BCD=61.31°；

当B在A右侧时，

图2.2传动⾓最⼩

BD=160-80=80mm，由余弦公式，∠，则∠BCD=13.23°；

=13.23°；

⽐较可知，传动⾓γ

min

(3)分析可知，极限位置为E处于DE这条线上且E分别位于D的左右两边的时

候，如图2.3所⽰：

图2.3右极限位置

E位于D左侧时，计算⽅法如下：连接AC，由勾股定理：，得出AC=215.41mm，∠，则∠DAC=68.20°；在△CAB中，由余弦定理