第二章 机构得结构分析
一、试画出图示平面机构得机构示意图,并计算自由度(步骤:1)列出完整公式,2)带入数据,3)写出结果)。
图a) 唧筒机构――用于水井得半自动汲水机构。图中水管4直通水下,当使用者来回摆动手柄
2时,活塞3将上下移动,从而汲出井水。 n= 3
pL= 4 pH= 0
p'= 0 F'= 0 F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
4 = 3×3－(2×4＋0－0)－0 = 1
图b) 缝纫机针杆机构 原动件1绕铰链A作整周转动,使得滑块2沿滑槽滑动,同时针杆作上下
移动,完成缝线动作。
解: 自由度计算: 画出机构示意图:
n= 3
pL= 4 pH= 0
p'= 0 F'= 0 F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′ = 3×3－(2×4＋0－0)－0 = 1
图c)所示为一具有急回作用得冲床。图中绕固定轴心A转动得菱形盘1为原
动件,其与滑块2在B点铰接,通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心C转动,而拨叉3与圆盘4为同一构件。当圆盘4转动时,通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图,并计算自由度。
3 1 2 2 1 4 观察方向
3 1 3 (4) 2 5 6 7 b) μl= 1 mm/mm 解:1) 选取适当比例尺μl,绘制机构运动简图(见图b)
2) 分析机构就是否具有确定运动
n= 5 pL= 7 pH= 0 p'= 0 F'= 0 F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′= 3×5－(2×7＋0－0)－0 ＝ 1 机构原动件数目＝ 1 机构有无确定运动？ 有确定运动
想一想
1.如何判断菱形盘1与滑块就是否为同一构件？它们能为同一构件吗?
2 为了使冲头6得到上下运动,只要有机构CDE即可,为什还要引入机构ABC？(可在学过第三章后再来想想)
二、图a)所示为一简易冲床得初拟设计方案。设计者得思路就是:动力由齿轮1输入,使轴A连续回转;而固装在轴A上得凸轮2与杠杆3组成得凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压得目得。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析就是否能实现设计意图,并提出修改方案。 解 1) 选取适当比例尺μl,绘制机构运动简图(见图b)
2) 分析就是否能实现设计意图 n= 3
pL= 4 pH= 1
p'= 0 F'= 0 F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
=3×5－(2×7＋0－0)－0 = 1
机构有无确定运动？ 有确定运动 能否实现设计意图？ 不能
3) 提出修改方案(图c)
想一想:
5 4 3 4 5 3 2 4 2 2 3 1’ A b3’’ b c) 1’ 1 1 1.通过本题.您对在设计新得机械或分析现有机械时,首先要绘制机构得运动简图有什么体会?
2.计算机构自由度得目得就是什么?
b) μl= 1 mm/mm 3.当机构得自由度小于1时,可通过哪些途径来增加自由度?本题中还可列出哪些简单而又适用得修改方案？
三、计算图示机构得自由度,并在图上指出其中得复合铰链、局部自由度与虚约束。
n= 8 pL= 10 pH= 2 p'= 0 F'= 1
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
局部自由度
复合铰链
=3×8－(2×10＋2－0)－1= 1
n= 8 pL= 10 pH= 2
p'= 1 F'= 1
局部自
由度 复合铰链
虚约束
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
=3×8－(2×10＋2－1)－1= 2
n= 10 pL= 14 pH= 1 p'= 1 F'= 1
局部自由度
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
虚约束
=3×10－(2×14＋1－1)－1= 1
复合铰链
四、对图示翻台机构: (1) 绘出机构简图; (2) 计算自由度;
(3) 进行结构分析,并指出杆组得数目与级别以及机构级别。 图中箭头所在构件为原动件。
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浙江工业大学机械原理习题卡
