机械设计基础(陈晓楠-杨培林)课后答案全
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第三章部分题解
3-5 图3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮 1 带动凸轮 2 旋转后,经过摆杆 3 带动导杆 4 来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有,应如何修改?
解画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a),其自由度为: F
=3n-2P -P =3 ́3-2 ́4-1=0
3-6
54
其中:滚子为局部自由度计算可知:自由度为零,故该方案无法实现所要求的运动,即结
习题3-5 图
图3-37 解决方法:1增加一个构件和一个低副,如习题3-5 解图(b)所示。其自由度为:
构组成原理上有错误。
F =3n-2P -P =3 ́4-2 ́5-1=1 54
2将一个低副改为高副,如习题3-5 解图(c)所示。其自由度为: F =3n-2P -P =3 ́3-2 ́3-2=1
54
习题3-5 解图(a) 画出图3-38 所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取),并计算其自由度。
(a)机构模型(d) 机构模型图3-38 习题3-6 图
习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。计算该机构自由度为:
F =3n-2P -P =3 ́3-2 ́4-0=1 54
习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b) 习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)、习题3-6(d)解图(b)、习题3-6(d)解图(c)
习题3-5 解图(b) 习题3-5 解图(c)
解(a)
解(d)
等多种形式。
-1-
3-7 解(a)
解(b)
解(c)
54
计算该机构自由度为:
F =3n-2P -P =3 ́3-2 ́4-0=1 54
习题3-6(d)解图(a) 计算图3-39 所示机构的自由度,并说明各机构应有的原动件数目。
F=3n-2P-P=3 ́7-2 ́10-0=1 54
A、B、C、D 为复合铰链 原动件数目应为1 说明:该机构为精确直线机构。当满足BE=BC=CD=DE,AB=AD,
AF=CF 条件时,E 点轨迹是精确直线,其轨迹垂直于机架
连心线AF F=3n-2P-P=3 ́5-2 ́7-0=1
习题3-6(d)解图(b) 习题3-6(d)解图(c)
解(d)
解(e)
B 为复合铰链,移动副E、F 中有一个是虚约束原动件数目应为
1 说明:该机构为飞剪机构,即在物体的运动过程中将其剪切。剪
切时剪刀的水平运动速度与被剪物体的水平运动速度相
等,以防止较厚的被剪物体的压缩或拉伸。方法一:将△FHI 看作一个构件
F =3n-2P -P =3 ́10-2 ́14-0=2 54
B、C 为复合铰链
原动件数目应为2 方法二:将FI、FH、HI 看作为三个独立的构件
F =3n-2P -P =3 ́12-2 ́17-0=2 54
B、C、F、H、I 为复合铰链 原动件数目应为2 说明:该机构为剪板机机构,两个剪刀刀口安装在两个滑块上,主
动件分别为构件AB 和DE。剪切时仅有一个主动件运动,用于控制两滑块的剪切运动。而另一个主动件则用于控制剪刀的开口度,以适应不同厚度的物体。
F =(3-1)n-(2-1)P =(3-1) ́3-(2-1) ́5=1 5
原动件数目应为 1 说明:该机构为全移动副机构(楔块机构),其
公共约束数为1,即所有构件均受到不
能绕垂直于图面轴线转动的约束。
F=3n-2P-P=3 ́3-2 ́3-0=3 54
原动件数目应为 3 说明:该机构为机械手机构,机械手头部装有弹簧夹手,以便夹取物体。三个构件分别由三个独立
的电动机驱动,以满足弹簧夹手的位姿要求。弹簧夹手与构件 3 在机构运动时无相对运动, 故应为同一构件。
-2-
3-10 找出图3-42 所示机构在图示位置时的所有瞬心。若已知构件1 的角速度w
1
,试求图中机构所示位置时构件 3 的速度或角速度(用表达式表示)。
解(a)
解(c)
v 3 =v
P13
=w
1
l
P13P14
(←)
∵v
P13 = w
1
l
P13P14
= w
3
l
P13P34
(↑)
∴w
3 =
l
P13P14 w
1
( ) P13P34
解(b) v
3 =v
P13
=w
1
l
P13P14
(↓)
解(d) v
3 = v
P13
= w
1
l
P13P14
(↑)
-3-
第六章部分题解参考6-9 试根据图6-52 中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型。
图6-52 习题6-9 图解(a) ∵l max +l min =110+40=150
6-10
最短杆为机架
∴该机构为双曲柄机构
(b) ∵l
max +l
min
=120+45=165
其余
=100+70=170 最短杆邻边为机架