机械原理(西工大第七版)习题册解析

3.0 文小白 2023-09-15 367 0 11.55MB 39 页 10文币

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第二章平面机构的结构分析

题2-1 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。

解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-1a)

2)要分析是否能实现设计意图,首先

要计算机构的自由度。尽管此机构有 4个活动件，

但齿轮 1和凸轮 2是固装在轴 A上，只能作为一个

活动件，故

原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。

分析：因构件 3、4与机架 5和运动副 B、C、D组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件

的自由度。

3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或用一个高

副来代替一个低副。

(1) 在构件 3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。

(2) 在构件 3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。

(3) 在构件 3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-1d)。

讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加 3个自

由度）和 1个低副（相当于引入 2个约束），如图 2-1（b）（c）所示，这样就相当于给机

构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度，如图 2-1（d）所

示。

题2-2 图a所示为一小型压力机。图上，齿轮 1与偏心轮 1’为同一构件，绕固定轴心 O连

续转动。在齿轮 5上开有凸轮轮凹槽，摆杆 4上的滚子 6嵌在凹槽中，从而使摆杆 4绕C轴

上下摆动。同时，又通过偏心轮 1’、连杆 2、滑杆 3使C轴上下移动。最后通过在摆杆 4的叉

槽中的滑块 7和铰链 G使冲头 8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。

解：分析机构的组成：

此机构由偏心轮 1’（与齿轮 1固结）、连杆 2、滑杆 3、摆杆 4、齿轮 5、滚子 6、滑块 7、冲

头8和机架 9组成。偏心轮 1’与机架 9、连杆 2与滑杆 3、滑杆 3与摆杆 4、摆杆 4与滚子 6、齿

轮5与机架 9、滑块 7与冲头 8均组成转动副，滑杆 3与机架 9、摆杆 4与滑块 7、冲头 8与机

架9均组成移动副，齿轮 1与齿轮 5、凸轮(槽)5 与滚子 6组成高副。故

解法一：

解法二：局部自由度

题2-3 如图 a所示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。其偏心轮 1绕固定轴 A转动，与外环 2固

连在一起的滑阀 3在可绕固定轴心 C转动的圆柱 4中滑动。当偏心轮 1按图示方向连续转动

时，可将设备中的空气按图示空气流动方向从阀 5中排出，从而形成真空。由于外环 2与泵

腔6有一小间隙，故可抽含有微小尘埃的气体。试绘制其机构的运动简图，并计算其自由度。

解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图题 2-3 所示)

题2-4 使绘制图 a所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图（以手指 8作为相对固

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摘要：

第二章平面机构的结构分析题2-1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。解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。(图2-1a)2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A上，只能作为一个活动件，故原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。分析：因构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架。故需增加...

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