中南大學(xué) 機(jī)械原理 第二章作業(yè)題答案

1、1A、構(gòu)成機(jī)構(gòu)(jgu)的構(gòu)件有：機(jī)架、 、 三類。2A、機(jī)構(gòu)具有確定(qudng)運(yùn)動的條件是機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目等于自由度數(shù)目, 機(jī)構(gòu)要能夠運(yùn)動其自由度必須大于零 3A、在平面機(jī)構(gòu)中，若引入一個(gè)高副將引入 1 個(gè)約束，而引入一個(gè)低副將引入 2 個(gè)約束，機(jī)構(gòu)中的總約束數(shù)s與機(jī)構(gòu)自由度f 的關(guān)系是f = 3n - s 。 5A、運(yùn)動鏈要成為機(jī)構(gòu)，必須使運(yùn)動鏈中原動件數(shù)目大于或等于自由度數(shù)（ ）4A、用一個(gè)平面低副聯(lián)兩個(gè)做平面運(yùn)動的構(gòu)件所形成的運(yùn)動鏈共有 4個(gè)自由度填空（每題2分）判斷（每題2分）原動件 從動件 共二十四頁8A、平面運(yùn)動副的最大約束為（ c） a、0 b、1 c、2 d、39A、在機(jī)

2、構(gòu)中，某些不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動傳遞的重復(fù)部分所帶入的約束為（a ） a、虛約束 b、局部自由度 c、復(fù)合鉸鏈10A、機(jī)構(gòu)中只有(zhyu)一個(gè)（ d ）a、閉式運(yùn)動鏈 b、原動件 c、從動件 d、機(jī)架選擇(xunz)（每題2分）簡答11C、既然虛約束對于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動實(shí)際上不起約束作用，那么在實(shí)際機(jī)構(gòu)中為什么又常常存在虛約束？試舉例說明（10）。6A、任何機(jī)構(gòu)都是自由度為零的基本桿組依次連接到原動件和機(jī)架上面構(gòu)成的。（ ）7A、任何機(jī)構(gòu)從動件系統(tǒng)的自由度等于零（ ）。共二十四頁答：虛約束對機(jī)構(gòu)的實(shí)際運(yùn)動不起約束作用，它廣泛存在于機(jī)構(gòu)中是為了(wi le)解決機(jī)構(gòu)中存在的其它一些問題，如：1、改善(gis

3、hn)機(jī)構(gòu)受力12222、增加剛度ACDB3、順利通過某些特殊位置ABCD共二十四頁12、如圖所示為一小型壓力機(jī)。圖中齒輪1與偏心輪1為同一構(gòu)件，繞固定軸心連續(xù)轉(zhuǎn)動。在齒輪上開有凸輪凹槽，擺桿上的滾子嵌在凹槽中，從而使擺桿繞軸上下擺動。同時(shí)又通過偏心輪、連桿、滑竿使軸上下移動。最后通過在擺桿的叉槽中的滑塊和鉸鏈?zhǔn)箾_頭實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(yndng)。試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(yndng)簡圖，并計(jì)算其自由度。OABCDE123456G789999FBLOABCDGEF192345678共二十四頁 13、 試?yán)L制(huzh)圖示機(jī)械手的機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，并計(jì)算器自由度。 圖a為仿人食指的機(jī)械手機(jī)構(gòu).解：(a)B2

4、1345678EDCFGHIJBL手背(shubi)第二節(jié)手指第三節(jié)手指手指尖BEDCHGFJI共二十四頁14、機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖與實(shí)際機(jī)構(gòu)有哪些(nxi)相同之處，有哪些(nxi)不同之處？它能表示出原機(jī)構(gòu)哪些(nxi)方面的特征（5）？ 答： 相同之處：所反映的構(gòu)件(gujin)數(shù)目、運(yùn)動副數(shù)目及類型、 和運(yùn)動尺寸不同之處：實(shí)際機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件（零件）的結(jié)構(gòu)形狀及結(jié) 構(gòu)尺寸在機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖中被忽略。機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖能表示出原機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特征。BL共二十四頁（b）15、試計(jì)算(j sun)下列各機(jī)構(gòu)的自由度（a) n =4 PL =5 PH=1 F=0 P=0F=34 2 51=1n = 7 PL=8 PH=

5、2F=2 P=0F=3 7 - 28 22=1b共二十四頁142536ABCDBL16、圖示為一剎車機(jī)構(gòu)，剎車時(shí)操作桿1向右拉，通過由構(gòu)件2、3、4、5、6輛閘瓦剎住車輪。試計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并就剎車過程說明(shumng)此機(jī)構(gòu)自由度的變化情況(10)。共二十四頁ABCEFGHIJ01234567777解:（1）、未剎車(sh ch)時(shí)n =6、 PL=8、 PH =0 F=0 、 P=0F=3n - 2PL PH -F+P=36 -2 8 =2(2)、閘瓦G 、J之一剎緊車輪(ch ln)時(shí)（如J)，構(gòu)件6與車輪、機(jī)架成為一整體n =5、 PL=7、 PH =0 F=0 、 P=0F=3n

6、 - 2PL PH -F+P=3 5 -2 7=1(3)、閘瓦G 、J同時(shí)剎緊車輪時(shí)，構(gòu)件4、6與車輪、機(jī)架成為一整體n =4、 PL=6、 PH =0 F=0 、 P=0F=3n - 2PL PH -F+P=3 4 -2 6=0BL共二十四頁17、圖示為一收放式折疊支架機(jī)構(gòu)，該支架中的構(gòu)件1和5分別用木螺釘連接于固定臺板1 和活動臺板5上，兩者在D處鉸接，使活動臺板能相對于固定臺板轉(zhuǎn)動。又通過件1、2、3、4組成的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及連桿3上E點(diǎn)處的銷子與件5上的連桿曲線槽組成的銷槽連接使活動臺板實(shí)現(xiàn)收放動作。在圖示位置時(shí)，雖在活動臺板上放有較重的重物，大活動臺板也不會自動收起，必須(bx)沿箭頭

7、方向推動件2，使鉸鏈B、D重合，活動臺板才可收起。現(xiàn)已知構(gòu)件尺寸: 其余尺寸見圖。試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其自由度，試著分析機(jī)構(gòu)的工作原理。（10）ABCD1155234E1、支撐(zh chng)狀態(tài)（ADBC15E234ADBC15E2343、折疊狀態(tài)2、折疊運(yùn)動過程BL共二十四頁19、在如圖所示的機(jī)構(gòu)中，在鉸鏈B、C、D處，被連接(linji)的兩構(gòu)件上連接(linji)點(diǎn)的軌跡都是重合的，那么能說該機(jī)構(gòu)有三個(gè)約束嗎（5）？ACDB答：不能因 B、C、D三連接點(diǎn)中任意一個(gè)連接點(diǎn)處的軌跡重合與其它(qt)兩點(diǎn)的制約有關(guān)。共二十四頁20、如所示圖為一簡易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路

8、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(jī)構(gòu)將使沖頭4上下運(yùn)動已達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，分析其是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖？并提出修改(xigi)方案。分析(fnx)： （1）、運(yùn)動簡圖 （2）、自由度：該方案的機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動共二十四頁（3）、修改(xigi)方案：BL共二十四頁+21、圖示為一內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖，試計(jì)算其自由度，并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本干組。如果(rgu)在該機(jī)構(gòu)中改選EG為原動件，試問組成此機(jī)構(gòu)的基本干組是否與前有所不同。共二十四頁+BL共二十四頁22C、在圖示壓床機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件1為原動件。計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度，為使壓頭GH均勻下壓而不傾斜，試問

9、機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸(ch cun)應(yīng)滿足什么條件？為什么？其中構(gòu)件CF起什么作用（10）?ABCDEFGH1解：(1)ED = FC=GHEF = DCEG = HC(2) 應(yīng)滿足(mnz)：(3)作用：只有這樣才能使得GH保持平行于機(jī)架移動，而不會引起傾斜使EFG部分與DCH部分相連接，并使EFG部分重復(fù)DCH部分的運(yùn)動共二十四頁ABCEFGHIJ0123456777718C、圖示為一收放式折疊支架機(jī)構(gòu)，該支架中的構(gòu)件1和5分別用木螺釘連接于固定臺板1 和活動臺板5上，兩者在D處鉸接，使活動臺板能相對于固定臺板轉(zhuǎn)動。又通過件1、2、3、4組成的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及連桿3上E點(diǎn)處的銷子與件5上的連桿曲

10、線槽組成的銷槽連接使活動臺板實(shí)現(xiàn)收放動作。在圖示位置時(shí)，雖在活動臺板上放有較重的重物，大活動臺板也不會自動收起，必須沿箭頭方向推動件2，使鉸鏈B、D重合，活動臺板才可收起。現(xiàn)已知構(gòu)件尺寸: 其余尺寸見圖。試?yán)L制(huzh)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其自由度，試著分析機(jī)構(gòu)的工作原理。（10）ABCD115523417B共二十四頁19C、在如圖所示的機(jī)構(gòu)中，在鉸鏈C、B、D處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡都是重合(chngh)的，那么能說該機(jī)構(gòu)有三個(gè)約束嗎（5）？20B、如所示圖為一簡易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)

11、將使沖頭4上下運(yùn)動(yndng)已達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(yndng)簡圖，分析其是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖？并提出修改方案(5)。ACDB共二十四頁21A、圖示為一內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖，試計(jì)算其自由度，并分析(fnx)組成此機(jī)構(gòu)的基本干組。如果在該機(jī)構(gòu)中改選EG為原動件，試問組成此機(jī)構(gòu)的基本干組是否與前有所不同。共二十四頁ABCDEFGH12346578910111111111111虛約束虛約束復(fù)合鉸鏈虛約束局部自由度n = 9 ，PL=12 , PH= 2F=39-2 12-2=1解：共二十四頁ABCDEFGHIJK12345678910111515151212BL共二十四頁F=21、6為原動件+級機(jī)構(gòu)(jgu)共二十四頁2、6為原動件級機(jī)構(gòu)(jgu)BL共二十四頁內(nèi)容摘要1A、構(gòu)成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件有：機(jī)架、 、 三類。2A、機(jī)構(gòu)具有確定(qudng)運(yùn)動的條件是機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目等于自由度數(shù)目, 機(jī)構(gòu)要能夠運(yùn)動其自由度必須大于零。5A、運(yùn)動鏈要成為機(jī)構(gòu)，必須使運(yùn)動鏈中原動件數(shù)目大于或等于自由度數(shù)（