第2章 机构的结构分析
(P29)2-12：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：n?7 pl?9 ph?2
F?3n?2pl?ph?3?7?2?9?2?1
解法二：n?8 pl?10 ph?2 局部自由度
F??1
F?3n?(2pl?ph?p?)?F??3?8?2?10?2?1?1
(P30) 2-17：试计算如图所示各机构的自由度。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与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？为什么？
解： a) n?4 pl?5 ph?1
F?3n?2pl?ph?3?4?2?5?1?1
b) n?5 pl?6 ph?2
F?3n?2pl?ph?3?5?2?6?2?1
F?3n?2pl?ph?3?5?2?6?2?1
c) n?5 pl?7 ph?0
F?3n?2pl?ph?3?5?2?7?0?1
d) n?6 pl?7 ph?3
F?3n?2pl?ph?3?6?2?7?3?1
(C可看做是转块和导块,有1个移动副和1个转动副)
齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约束，故应为单侧接触）将提供1个约束。
齿条7与齿轮5的啮合为高副（因中心距未被约束，故应为双侧接触）将提供2个约束。
第3章 平面机构的运动分析
(P50) 3-8：在图示的凸轮机构中，已知凸抡1以等角速度?1?10rads转动，凸轮为一偏心圆，其半径R?25mm,lAB?15mm,lAD?50mm,?1?90?，试用图解法求构件2的角速度?2与角加速度?2 。
解：1) 高副低代，以选定比例尺,绘制机构运动简图。(图3-8 )
2) 速度分析：图3-6（b）
vB4?vB1??1lAB?10?0.015?0.15ms 取B4、、B2为重合点。
速度方程：
vB2?vB4?vB2B4 速度多边形如图3-8(b)
vB2??Vpb2?0.005?23.5?0.1175m vB2B4??Vb4b2?0.005?32?0.16m
ss?2?vB2?vpb20.1175???2.291 转向逆时针
slBDlBD0.00125?4Cb24Bb2\b2′p′α22ω2D3Aω11k′b4图3-8(b)p(c)b4′3）加速度分析：图3-8（c）
ntKraB?a?a?a?a2B2B4B2B4B2B4
nn222aB4?aB1??11lAB?10?0.015?1.5msn222aB??l?2.29?0.00125?41?0.269ms 212BDk2aB2B4?2?2vB2B4?2?2.29?0.16?0.732ms
t??b2??ab2aB0.04?122?2????9.3612 转向顺时针。
slBD?lBD0.00125?41(P51) 3-11：试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置，并给出连杆上E点的速度方向。 (E点的速度方向:找到固连E点构件的绝对瞬心位置，连接该绝对瞬心和E点，过E点做垂线即是E点的速度方向)
（a）
（b）
（c）
（d）
《机械原理》第八版课后习题答案
