第二章習題參考答案

1、題211圖a所示為一簡易沖床的初擬設(shè)計方案。設(shè)計者的思路是：動力由齒輪1輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機構(gòu)使沖頭4上下運動，以達到?jīng)_壓的目的。試繪出其機構(gòu)運動簡圖（各尺寸由圖上量?。治鍪欠衲軐崿F(xiàn)設(shè)計意圖，并提出修改方案。解：1)取比例尺繪制機構(gòu)運動簡圖。(圖21a)2)要分析是否能實現(xiàn)設(shè)計意圖首先要計算機構(gòu)的自由度。盡管此機構(gòu)有4個活動件，但齒輪1和凸輪2是固裝在軸A上，只能作為一個活動件，故3?n3

2、?lp1?hp原動件數(shù)不等于自由度數(shù)，此簡易沖床不能01423323?????????hlppnF運動，即不能實現(xiàn)設(shè)計意圖。分析：因構(gòu)件3、4與機架5和運動副B、C、D組成不能運動的剛性桁架。故需增加構(gòu)件的自由度。3)提出修改方案：可以在機構(gòu)的適當位置增加一個活動構(gòu)件和一個低副，或用一個高副來代替一個低副。(1)在構(gòu)件3、4之間加一連桿及一個轉(zhuǎn)動副(圖21b)。(2)在構(gòu)件3、4之間加一滑塊及一個移動副(圖21c)。(3)在構(gòu)件3、4之

3、間加一滾子(局部自由度)及一個平面高副(圖21d)。11(c)題21(d)54364(a)5325215436426(b)321討論：增加機構(gòu)自由度的方法一般是在適當位置上添加一個構(gòu)件（相當于增加3個自由度）和1個低副（相當于引入2個約束），如圖21（b）（c）所示，這樣就相當于給機構(gòu)增加了一個自由度。用一個高副代替一個低副也可以增加機構(gòu)自由度，如圖21（d）所216.試計算圖示各機構(gòu)的自由度。圖a、d為齒輪—連桿組合機構(gòu)；圖b為凸輪—

4、連桿組合機構(gòu)（圖中在D處為鉸接在一起的兩個滑塊）；圖c為一精壓機機構(gòu)。并問在圖d所示機構(gòu)中，齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目是否相同？為什么？解a)分析：A為復合鉸鏈，不存在局部自由度和虛約束。F=3n(2pLpH)=34(251)=1或F=3n(2pLpHp)F=34(2510)0=1b)分析：B、E為局部自由度。F=3n(2pLpH)=35(262)=1或F=3n(2pLpHp)F=37(2820)2=1注意：該

5、機構(gòu)在D處雖存在軌跡重合的問題，但由于D處相鉸接的雙滑塊為一個Ⅱ級桿組，未引入約束，故機構(gòu)不存在虛約束。如果將相鉸接的雙滑塊改為相固聯(lián)的十字滑塊，則該機構(gòu)就存在一個虛約束。c)分析：該機構(gòu)存在重復結(jié)構(gòu)部分，故存在虛約束。實際上，從傳遞運動的獨立性來看，有機構(gòu)ABCDE就可以了，而其余部分為重復部分，則引入了虛約束。F=3n(2pLpH)=35(270)=1或F=3n(2pLpHp)F=311(21702)0=1d)分析：A、B、C為復合