机械原理(西工大第七版)习题选解.docxVIP

机械原理习题选解

武秀东

2007年6月

教材：

普通高等教育“十五”国家级规划教材

机械原理

（第七版）

西北工业大学机械原理及机械零件教研室编

孙桓陈作模葛文杰主编

高等教育出版社

本教材第四版曾获全国第二届高等学校优秀教材优秀奖本教材第五版曾获教育部科技进步奖二等奖

第二章机构的结构分析

2-11.图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），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案（要求用机构示意图表示出

来）。

解

□分析：绘制机构运动简图

3

3

452A1

4

5

2

A

1

题2-11图

沿着运动传递的路线，根据各个活动构件参与构成运动副的情况（两构件组成的运动副的类型，取决于两构件之间的相对运动关系），确定表示各个构件的符号，再将各个构件符号连接起来，就得到机构运动简图（或机构示意图）。

构件2：与机架5构成转动副A；与构件3构成凸轮高副。所以构件2的符号为图a)。

构件3：与构件2构成凸轮高副；与机架5构成转动副；与机架4构成转动副。所以构件3的符号为图b)。

构件4：与机架3构成转动副；与机架5构成移动副。所以构件4的符号为图c)或图

d)。

图a)

图b)

图c)

图d)

将这些构件符号依次连接起来，就得到机构运动简图，如题2-11答图a)或b)所示。

机构运动简图，如题

机构运动简图，如题2-11答图a)或b)所示。

μL=1mm/mm334554

μL=

1mm/mm

3

3

4

5

5

4

1，21

1，2

1，2

A

a)b)题2-11答图

a)

b)

□分析：是否能实现设计意图

在机构的结构分析中判断该方案否能实现设计意图，应该从以下两点考虑：□机构自

由度是否大于零；□机构原动件的数目是否等于机构自由度的数目。因此，必须计算该机构的自由度F=3n-(2pL+pH)=3×3-(2×4+1)=0。

什么？

什么？

因为机构的自由度为F=3n-(2pL+pH)=3×3-(2×4+1)=0可知，该机构不能运动，不能实现设计意图。

Ⅰ分析修改方案

因为原动件的数目为1，所以修改的思路为：将机构的自由度由0变为1。因此，修改方案应有2种。

方案1：给机构增加1个构件（增加3个独立运动）和1个低副（增加2个约束），使

机构自由度增加1，即由0变为1。如题2-11答图c)、d)、e)所示。

方案2：将机构中的1个低副（2个约束）替换为1个高副（1个约束），使机构中的约束数减少1个，从而使机构自由度增加1，即由0变为1。如题2-11答图f)所示。

修改方案如题2-11答图c)、d)、e)、f)所示。

4,

4,

4,

O34545A1，21，2A3

O

3

4

5

4

5

A

1，2

1，2

A

c)d)

c)

4 35453

4

3

5

4

5

3

一1，2A

一

1，2

A

rA1，2

f)e)

f)

题2-11答图

2-16.试计算图示各机构的自由度。图a、d为齿轮—连杆组合机构；图b为凸轮—连杆组合机构（图中在D处为铰接在一起的两个滑块）；图c为一精压机机构。并问在图d所示机构中，齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同？为

CA齿轮

C

A

DB

D

B

a)

DLI

D

KB

K

FCA

F

C

MJE

F

D

E

AB

C

b)

2C6 1A34

2C

6

1

A3

4

5B