机械原理平面机构的运动简图及自由度习题答案
机械原理平面机构的运动简图及自由度习题答案
1. 计算齿轮机构的自由度.
解:由于B. C 副中之一为虚约束,计算机构自由度时,应将 C 副去除。即如下
图所示:
该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F
2.
.机构具有确定运动的条件是什么如果不能满足这一条件,将会产生什么结果
机构在滚子B 处有一个局部自由度,应去除。
该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F
定轴轮系
A
B
C
1
2
3
4
图2-22
A
B
C
D
G
E
H
F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构,则机构可动:
N=4, PL=5, Ph=1;
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
1)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
2)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
3)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241
第一章平面机构的运动简图及自由度
一、判断题(认为正确的,在括号内画√,反之画×)
1.机构是由两个以上构件组成的。()
2.运动副的主要特征是两个构件以点、线、面的形式相接触。()
3.机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零。()
4.转动副限制了构件的转动自由度。()
5.固定构件(机架)是机构不可缺少的组成部分。()
个构件在一处铰接,则构成4个转动副。()
7.机构的运动不确定,就是指机构不能具有相对运动。()
8.虚约束对机构的运动不起作用。()
二、选择题
《机械原理》课后习题附答案
C
B D B
C
平面机构结构分析专业———班级———学号———姓名——— 1.
图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是:动力由齿轮1 输入,使轴A
连续回转;而固装在轴A 上的凸轮与杠杆3 组成的凸轮机构将使冲头4 上下运动以达到冲压目的。试绘出其机构运动简图,分析其运动是否确定,并提出修改措施。
C B 3
5 A 2
4 1
解:1)取比例尺μ1=1mm/mm 绘制机构运动简图
2)分析是否能实现设计意图
由图:n=3 pι=4 p h=1
因为:F=3n-2pι-p h =3x3-2x4-1=0
因此,此简易冲床不能运动。
因为由构件3,4,5 及运动副B,C,D 组成不能运动的刚性机架
3)提出修改方案
为了使此机构能运动,应增加机构的自由度。
修改方案:
D
(1 (2
D
G
7
D 64
C E
F
9 3
8
B 2 A
1
2
2如图所示为一小型压力机。图中齿轮 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。
b)
解:计算该机构的自由度
n=7, p ι=9, p h =2 F=3n-2p e -p h =3x7-2x8-2=1
3. 试计算下列二图所示齿轮连杆组合机构的自由度。图中相切的圆周表示一对齿轮传动的节圆;凡局部自由度、复合铰链和虚约束均需明确指出。
机械原理平面机构自由度计算-例题
计 算 实 例 ( 不 讲 )
计算如图所示机构的自由度
双 曲 线 画 规 机 构
解: F 3n 2PL PH 3 5 2 7 0 1
计算实例 计算图示机构的自由度
解: (a) F =3×7-2×9-2=1
(b) F =3×4-2×4-2=2
• 滚子2′为局部自由度; • I处为虚约束。
• A处为复合铰链; • 2′、2″为虚约束。
计算实例 计算图示机构的自由度
解: F =3×6-2×7-3=1
F
• D处为复合铰链;
D I
• 滚子3、6为局部自由度;
• FI 两点在运动过程中距离
始终不变,为虚约束。
包装机送纸机构
计算实例 计算图示机构的自由度
计算实例 计算图百度文库机构的自由度
实例
(a) AB、CD、EF平行且相 等
(b)平行导路多处移动副
(c)同轴多处转动副 (d) AB=BC=BD且A在D、C 轨迹交点 (e)两构件上两点始终等距 (f)轨迹重合 (g)全同的多个行星轮
(h)等径凸轮的两处高副
(i)等宽凸轮的两处高副
补充:
• 如果两构件在多处接触而构成平面高副,且在各接触点处的公法线彼 此重合,则在计算机构的自由度时,只能算一个平面高副。· • 如果两构件在多处接触而构成平面高副,且在各接触点处的公法线方 向并不彼此重合,则在计算机构的自由度时,只能算一个平面低副。
机械原理习题及答案
第1章 平面机构的结构分析
解释下列概念
1.运动副;
2.机构自由度;
3.机构运动简图;
4.机构结构分析;
5.高副低代。
验算下列机构能否运动,如果能运动,看运动是否具有确定性,并给出具有确定运动的修改办法。
题图 题图
绘出下列机构的运动简图,并计算其自由度(其中构件9为机架)。
计算下列机构自由度,并说明注意事项。
计算下列机构的自由度,并确定杆组及机构的级别(图a 所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题图
题图
第2章 平面机构的运动分析
试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
题图
在图示机构中,已知各构件尺寸为l AB =180mm , l BC =280mm , l BD =450mm , l CD =250mm , l AE =120mm , φ=30o , 构件AB 上点E 的速度为 v E =150 mm /s ,试求该位置时C 、D 两点的速度及连杆2的角速度ω2 。
在图示的摆动导杆机构中,已知l AB =30mm , l AC =100mm , l BD =50mm , l DE =40mm ,φ1=45o ,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s 沿逆时针方向回转。求D 点和E 点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度(用相对运动图解法)。
题图
题图
在图示机构中,已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30o, 角速度ω1=10 rad/s ,角加速度α1=0,试求机构在该位置时构件5的速度和加速度,以及构件2的角速度和角加速度。
习题3-平面机构的运动简图及自由度
平面机构的自由度和速度分析
一、复习思考题
1、什么是运动副运动副的作用是什么什么是高副什么是低副
2、平面机构中的低副和高副各引入几个约束
3、机构自由度数和原动件数之间具有什么关系
4、用机构运动简图表示你家中的缝纫机的踏板机构。
5、计算平面机构自由度时,应注意什么问题
二、填空题
{
1、运动副是指能使两构件之间既保持直接接触。而又能产生一定形式相对运动的几何连接。
2、由于组成运动副中两构件之间的接触形式不同,运动副分为高副和低副。
3、运动副的两构件之间,接触形式有点接触,线接触和面接触三种。
4、两构件之间作面接触的运动副,叫低副。
5、两构件之间作点或线接触的运动副,叫高副。
6、回转副的两构件之间,在接触处只允许绕孔的轴心线作相对转动。
7、移动副的两构件之间,在接触处只允许按给定方向作相对移动。
8、带动其他构件运动的构件,叫原动件。
9、在原动件的带动下,作确定运动的构件,叫从动件。
10、低副的优点:制造和维修容易,单位面积压力小,承载能力大。
/
11、低副的缺点:由于是滑动摩擦,摩擦损失比高副大,效率低。
12、暖水瓶螺旋瓶盖的旋紧或旋开,是低副中的螺旋副在接触处的复合运动。
13、房门的开关运动,是回转副在接触处所允许的相对转动。
14、抽屉的拉出或推进运动,是移动副在接触处所允许的相对移动。
15、火车车轮在铁轨上的滚动,属于高副。
三、判断题
1、机器是构件之间具有确定的相对运动,并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。()
2、凡两构件直接接触,而又相互联接的都叫运动副。()
3、运动副是联接,联接也是运动副。()
机械设计基础(机电类第三版)习题参考答案
机械设计基础(第3版)
复习题参考答案
第2章平面机构运动简图及自由度
2-1 答:
两构件之间直接接触并能保证一定形式的相对运动的连接称为运动副。平面高副是点或线相接触,其接触部分的压强较高,易磨损。平面低副是面接触,受载时压强较低,磨损较轻,也便于润滑。
2-2 答:
机构具有确定相对运动的条件是:机构中的原动件数等于机构的自由度数。
2-3 答:
计算机构的自由度时要处理好复合铰链、局部自由度、虚约束。
2-4 答:
1.虚约束是指机构中与其它约束重复而对机构运动不起新的限制作用的约束。
2.局部自由度是指机构中某些构件的局部运动不影响其它构件的运动,对整个机构的自由度不产生影响,这种局部运动的自由度称为局部自由度。
3.说虚约束是不存在的约束,局部自由度是不存在的自由度是不正确的,它们都是实实在在存在的。
2-5答:
机构中常出现虚约束,是因为能够改善机构中零件的受力,运动等状况。为使虚约束不成为有害约束,必须要保证一定的几何条件,如同轴、平行、轨迹重合、对称等。在制造和安装过程中,要保证构件具有足够的制造和安装精度。
2-6答:
1.在分析和研究机构的运动件性时,机构运动简图是必不可少的;
2. 绘制机构运动简图时,应用规定的线条和符号表示构件和运动副,按比例绘图。具体可按教材P14步骤(1)~(4)进行。
2-7解:运动简图如下:
1
2-8 答:
1. F =3n -2P L -P H =3×3-2×4-0=1。该机构的自由度数为1。
2.机构的运动简图如下:
2-9答:
(a )1.图(a )运动简图如下图;
2.F =3n -2P L -P H =3×3-2×4-0=1,该机构的自由度数为1
平面机构自由度计算思考题和习题
平面机构自由度计算思考题和习题
1、思考题
什么是构件、运动副、运动链自由度?它们有何异同点?
什么是运动副约束?平面运动副中最多约束数为多少?为什么?
试写出计算平面运动链自由度公式,并从物理概念简述其推演过程。
计算运动链自由度的目的何在?
机构具有确定运动的条件是什么?如果不满足该条件可能会出现哪些情况?
什么是虚约束?总结归纳出现虚约束的几种情
况。
2、习题
1)通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动
(图中箭头所示构件为原动件)。如果不满足有确
定运动的条件,请提出修改意见并画出运动简图。
2)计算下列各运动链的自由度,并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束。最后判断该机构是否有确定运动(图中箭头所示构件为原动件),为什么?
(A) (B)
(C) (D)
3、习题答案
1)计算自由度:n=4, P L=6, P H=0, F= 3n-2P L -P H=3×4-2×6-1×0=0,运动链不能动。修改参考方案如图所示。
2)答案
(A)没有复合铰链、局部自由度、虚约束。
n=4, PL=5, PH=1, F= 3n-2PL -PH=3×4-2×5-1=1。
运动链有确定运动,因为原动件数= 自由度数。
(B)A处为复合铰链,因为有3个构件在此处组成成转动副,所以应算2个转动副。
B处为局部自由度,假设将滚子同构件CB固结。
无虚约束。
n=6, PL=8, PH=1, F= 3n-2PL -PH=3×6-2×8-1=1。
运动链有确定运动,因为原动件数= 自由度数。
(C) F处为复合铰链,因为有3个构件在此处组成成转动副,所以应算2个转动副。
机械设计基础习题及答案
第一章平面机构的自由度和速度分析
题1-1在图示偏心轮机构中,1为机架,2为偏心轮,3为滑块,4为摆轮。试绘制该机构的运动简图,并计算其自由度。
题1—2图示为冲床刀架机构,当偏心轮1绕固定中心A转动时,构件2绕活动中心C摆动,同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心,构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图,并计算其自由度。
题1—3计算题1-3图a)与图b)所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出)。
题1-3图a)题1-3图b)
题1—4计算题1—4图a、图b所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并判断机构的运动是否确定,图中画有箭头的构件为原动件。
题1—5 计算题1—5图所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并标出原动件。
题1—5图 题解1—5图
题1-6 求出图示的各四杆机构在图示位置时的全部瞬心。
第二章 连杆机构
题2-1在图示铰链四杆机构中,已知 l BC =100mm ,l CD =70mm ,l AD =60mm ,AD 为机架。试问:
(1)若此机构为曲柄摇杆机构,且AB 为曲柄,
求l AB 的最大值;
(2)若此机构为双曲柄机构,求l AB 最小值; (3)若此机构为双摇杆机构,求l AB 的取值范围。 题2-2 如图所示的曲柄滑块机构: (1)曲柄为主动件,滑块朝右运动为工作 行程,试确定曲柄的合理转向,并简述其理由;
(2)当曲柄为主动件时,画出极位夹角θ,最小传动角g min ; (3)设滑块为主动件,试用作图法确定该机构的死点位置 。
机构运动简图与自由度习题及答案
一、填空题
1.机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为(自由度)。
2.平面机构的自由度计算公式为:(F=3n-2P L-P H)。
3.从机构结构观点来看,任何机构是由_原动件_、__机架_、_从动件三部分
组成。
4.构件的自由度是指构件所具有的独立运动的数目
5.两构件之间以线接触所组成的平面运动副,称为高副,它产生1个约束,
而保留 2 个自由度。
6.机构中的运动副是指使两构件直接接触并产生一定相对运动的连接
7.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。
8.在平面机构中若引入一个高副将引入_1_个约束,而引入一个低副将引入
_2_个约束,构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2P L-P H。
9.当两构件构成运动副后,
中,每个运动副引入的约束至多为 2 ,至少为 1 。
10.在平面机构中,具有两个约束的运动副是低副,具有一个约束的运动
副是高副。
11.计算平面机构自由度的公式为F= F=3n-2P L-P H,应用此公式时应注意判
断:A. 复合铰链,B.局部自由度,C.虚约束。
12.机构中的复合铰链是指;局部自由度是
指;虚约束是指。
13.机构运动简图是的简单图形。
14.机构中,若两构件之间既相互直接接触,又具有一定的相对运动,形成一
种可动连接称为运动副,通过面接触而形成的联接称为低副,通过点或线接触而形成的联接称为高副。
15.构成机构的要素是零件和构件;构件是机构中的运动单元体。
16.运动副是指能使两构件之间既能保持_直接_接触,而又能产生一定的形式
相对运动的_联接__。
机械设计基础习题答案
1、平面机构及其自由度
1、如图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案,设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析其是否能实现设计意图?并提出修改方案。
解 1)取比例尺l μ绘制其机构运动简图(图b )。
图 b )
2)分析其是否能实现设计意图。
由图b 可知,3=n ,4=l p ,1=h p ,0='p ,0='F
故:00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l
因此,此简单冲床根本不能运动(即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组
成不能运动的刚性桁架),故需要增加机构的自由度。 3)提出修改方案(图c )。
为了使此机构能运动,应增加机构的自由度(其方法是:可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副,或者用一个高副去代替一个低副,其修改方案很多,图c 给出了其中两种方案)。
图 c 1) 图 c 2) 2、试画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。
解:3=n ,4=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F
解:4=n ,5=l p ,1=h p ,123=--=h l p p n F
3、计算图示平面机构的自由度。
解:7=n ,10=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F
解:8=n ,11=l p ,1=h p ,123=--=h l p p n F ,局部自由度
机械原理习题及答案
第1章平面机构的结构分析
解释下列概念
1.运动副;
2.机构自由度;
3.机构运动简图;
4.机构结构分析;
5.高副低代。
验算下列机构能否运动,如果能运动,看运动是否具有确定性,并给出具有确定运动的修改办法。
题图题图
绘出下列机构的运动简图,并计算其自由度(其中构件9为机架)。
计算下列机构自由度,并说明注意事项。
计算下列机构的自由度,并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题图
题图
第2章平面机构的运动分析
试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
题图
在图示机构中,已知各构件尺寸为l AB=180mm , l BC=280mm , l BD=450mm ,l CD=250mm ,l AE=120mm ,φ=30º, 构件AB上点E的速度为v E=150 mm /s ,试求该位置时C、D两点的速度及连杆2的角速度ω2。
在图示的摆动导杆机构中,已知l AB=30mm , l AC=100mm , l BD=50mm ,l DE=40mm ,φ1=45º,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s沿逆时针方向回转。求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度(用相对运动图解法)。
题图
题图
在图示机构中,已知l AB=50mm , l BC=200mm , x D=120mm , 原动件的位置φ1=30º, 角速度ω1=10 rad/s,角加速度α1=0,试求机构在该位置时构件5的速度和加速度,以及构件2的角速度和角加速度。
题图
图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。
(1)在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。
机械原理习题集答案
平面机构的结构分析
1、如图a 所示为一简易冲床的初拟设计方案,设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析其是否能实现设计意图?并提出修改方案。
解 1)取比例尺l μ绘制其机构运动简图(图b )。 2)分析其是否能实现设计意图。
图 a ) 由图b 可知,3=n ,4=l p ,1=h p ,0='p ,0='F 故:00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l
因此,此简单冲床根本不能运动(即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架),故需要增加机构的自由度。
图 b )
3)提出修改方案(图c )。
为了使此机构能运动,应增加机构的自由度(其方法是:可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副,或者用一个高副去代替一个低副,其修改方案很多,图c 给出了其中两种方案)。
图 c1) 图 c2)
2、试画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。
图a )
解:3=n ,4=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F
图 b )
解:4=n ,5=l p ,1=h p ,123=--=h l p p n F
3、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3-1
解3-1:7=n ,10=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F ,C 、E 复合铰链。
平面机构运动简图和自由度习题答案
习 题
1-1至1-4 绘制图示机构的机构运动简图。
题1-1图 颚式破碎机
题1-2图 柱塞泵
题1-3图 旋转式水泵
O 1
O 2
A
B
1 2
3
4
A
B
C
D 1 2 3 4 A B C
D
1 2
34 A
B C
D
1 2 3
4
C
D
题1-4图 冲压机构
1-5至1-10 指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束,并计算各机构的自由度。
题1-6图
解:构件3、4、5在D 处形成一个复合铰链,没有局部自由度和虚约束。
32352701L H F n P P =--=⨯-⨯-=
解:没有复合铰链、局部自由度和虚约束。 323921301L H F n P P =--=⨯-⨯-= 题1-5图
题1-5图
5
6 A
B
C
D
E
F
O 1 O 2 C
D F
1 2 3
4
5 6
E
G
F
E
G
题1-7图题1-8图题1-9图题1-10图解:A处为复合铰链,没有局部自由度和虚
约束。
323721001
L H
F n P P
=--=⨯-⨯-=
解:A处为复合铰链,没有局部自由度和虚约束。
323721001
L H
F n P P
=--=⨯-⨯-=
解:B处为局部自由度,没有复合铰链和虚约束。
32352710
L H
F n P P
=--=⨯-⨯-=
解:C处为复合铰链,E处为局部自由度,没有虚约束。
32372912
L H
F n P P
=--=⨯-⨯-=
A B
C
D
E I
F
G H
A D
B
E
C
A E
B
C
D G
F
1-11图示为一手动冲床机构,试绘制其机构运动简图,并计算自由度。试分析该方案是否可行;如果不可行,给出修改方案。
题1-11图手动冲床
答:此方案自由度为0,不可行。改进方案如图所示:
机械原理习题与答案解析
第1章平面机构的结构分析
1.1解释下列概念
1.运动副;
2.机构自由度;
3.机构运动简图;
4.机构结构分析;
5.高副低代。
1.2验算下列机构能否运动,如果能运动,看运动是否具有确定性,并给出具有确定运动的修改办法。
题1.2图题1.3图
1.3 绘出下列机构的运动简图,并计算其自由度(其中构件9为机架)。
1.4 计算下列机构自由度,并说明注意事项。
1.5计算下列机构的自由度,并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题1.4图
题1.5图
第2章平面机构的运动分析2.1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
题2.1图
2.2在图示机构中,已知各构件尺寸为l AB=180mm , l BC=280mm , l BD=450mm ,l CD=250mm ,l AE=120mm ,φ=30º, 构件AB上点E的速度为v E=150 mm /s ,试求该位置时C、D两点的速度及连杆2的角速度ω2。
2.3 在图示的摆动导杆机构中,已知l AB=30mm , l AC=100mm , l BD=50mm ,l DE=40mm ,φ1=45º,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s沿逆时针方向回转。求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度(用相对运动图解法)。
题2.2图
题2.3图
2.4 在图示机构中,已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30º, 角速度ω1=10 rad/s ,角加速度α1=0,试求机构在该位置时构件5的速度和加速度,以及构件2的角速度和角加速度。
机械原理习题及答案
第1章平面机构的结构分析
1.1解释下列概念
1.运动副;
2.机构自由度;
3.机构运动简图;
4.机构结构分析;
5.高副低代。
1.2验算下列机构能否运动,如果能运动,看运动是否具有确定性,并给出具有确定运动的修改办法。
题1.2图题1.3图
1.3 绘出下列机构的运动简图,并计算其自由度(其中构件9为机架)。
1.4 计算下列机构自由度,并说明注意事项。
1.5计算下列机构的自由度,并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题1.4图
题1.5图
第2章平面机构的运动分析2.1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
题2.1图
2.2在图示机构中,已知各构件尺寸为l AB=180mm , l BC=280mm , l BD=450mm ,l CD=250mm ,l AE =120mm ,φ=30º, 构件AB上点E的速度为v E=150 mm /s ,试求该位置时C、D两点的速度及连杆2的角速度ω2。
2.3 在图示的摆动导杆机构中,已知l AB=30mm , l AC=100mm , l BD=50mm ,l DE=40mm ,φ1=45º,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s沿逆时针方向回转。求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度(用相对运动图解法)。
题2.2图
题2.3图
2.4 在图示机构中,已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30º, 角速度ω1=10 rad/s ,角加速度α1=0,试求机构在该位置时构件5的速度和加速度,以及构件2的角速度和角加速度。
机械原理习题及答案
第1章 平面机构的结构分析 解释下列概念
1.运动副;
2.机构自由度;
3.机构运动简图;
4.机构结构分析;
5.高副低代。
验算下列机构能否运动,如果能运动,看运动是否具有确定性,并给出具有确定运动的修改办法。
题图 题图
绘出下列机构的运动简图,并计算其自由度(其中构件9为机架)。
计算下列机构自由度,并说明注意事项。
计算下列机构的自由度,并确定杆组及机构的级别(图a 所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题图
题图
第2章 平面机构的运动分析
试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
题图
在图示机构中,已知各构件尺寸为l AB =180mm , l BC =280mm , l BD =450mm , l CD =250mm , l AE =120mm , φ=30o, 构件AB 上点E 的速度为 v E =150 mm /s ,试求该位置时C 、D 两点的速度及连杆2的角速度ω2 。 在图示的摆动导杆机构中,已知l AB =30mm , l AC =100mm , l BD
=50mm , l DE =40mm ,φ1=45o,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s 沿逆时针方向回转。求D 点和E 点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度(用相对运动图解法)。
题图
题图
在图示机构中,已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D
=120mm , 原动件的位置φ1=30o, 角速度ω1=10 rad/s ,角加速度α1=0,试求机构在该位置时构件5的速度和加速度,以及构件2的角速度和角加速度。
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1. 计算齿轮机构的自由度.
解:由于B. C 副中之一为虚约束,计算机构自由度时,应将 C 副去除。即如下
图所示:
该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F 2.
.机构具有确定运动的条件是什么?如果不能满足这一条件,将会产生什么结果?
机构在滚子B 处有一个局部自由度,应去除。
该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F
定轴轮系
A
B
C
1
2
3
4
图2-22
A
B
C
D
G
E
H F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构,则机构可动:
N=4, PL=5, Ph=1;
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
1)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
2)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
3)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241
第一章平面机构的运动简图及自由度
一、判断题(认为正确的,在括号内画√,反之画×)
1.机构是由两个以上构件组成的。()
2.运动副的主要特征是两个构件以点、线、面的形式相接触。()
3.机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零。()
4.转动副限制了构件的转动自由度。()
5.固定构件(机架)是机构不可缺少的组成部分。()
6.4个构件在一处铰接,则构成4个转动副。()
7.机构的运动不确定,就是指机构不能具有相对运动。()
8.虚约束对机构的运动不起作用。()
二、选择题
1.为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于与实际机构的()应相同。
A.构件数、运动副的类型及数目
B.构件的运动尺寸
C.机架和原动件
D. A 和 B 和 C
2.下面对机构虚约束的描述中,不正确的是()。
A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束,在计算机构自由度时应除去虚约束。
B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。
C.虚约束应满足某些特殊的凡何条件,否则虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动。为此应规定相应的制造精度要求。虚约束还使机器的结构复杂,成本增加。
D.设计机器时,在满足使用要求的情况卜,含有的虚约束越多越好。
三、综合题
1.图2-1中构件1相对于构件2能沿切向At 移动,沿法向An向上移动和绕接触点A转动,所以构件1与2组成的运动副保留三个相对运动。
图b中构件1与2在A两处接触,所以构件1与2组成两个高副。
图2-1 图2-2
2.如图2-2所示的曲轴1与机座2,曲轴两端中心线不重合,加工误差为△,试问装配后两构件能否相对转动,并说明理由。
3.局部自由度不影响整个机构运动,虚约束不限制构件独立运动,为什么实际机构中还采用局部自由度、虚约束的结构?
4.吊扇的扇叶与吊架、书桌的桌身与抽斗,机车直线运动时的车轮与路轨,各组成哪一类运动副,请分别画出。
5.绘制2-3图示各机构的运动简图。
图2-3
6.指出图2-4所示各机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束,计算机构的自由度,并判定它们是否有确定的运动(标有箭头的构件为原动件)。
图2-4
7.试问图2-5各机构在组成上是否合理?如不合理,请针对错误提出修改方案。
图2-5
8.计算题图2-6(a与 b)所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出)。
图2-6 (a) 图2-6(b)
9.计算题图2-7(a与b)所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并判断机构的运动是否确定,图中画有箭头的构件为原动件。
图2-7(a) 图2-7(b)
10.计算题2-8图所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并标出原动件。
图2-8
一、判断题
1.√
2.×
3.×
4. ×
5. √
6.×
7.×
8.√
二、选择题
1. D
2. D
三、综合题
1.沿法向An向上移动两构个将分开,1和2不构成运动副。所以不能沿法向An向上移动,构件1与2组成的运动副保留二个相对运动。
图b两构个只能构成一个运动副构件,其中一个运动副为虚约束。
2.不能,曲轴与机座构成的两个转动副其中一个为虚约束,两个转动副必须同轴。
3.局部自由度为了将滑动摩擦变为滚动摩擦,以减少功率损耗,降低磨损;虚约束有改善机构受力状况和增加刚度的作用。
4.吊扇的扇叶与吊架:转动副
书桌的桌身与抽斗,机车直线运动时的车轮与路轨:移动副
5.略
6. a) 虚约束B ,F=3×5+2×6+1×1=2,F=W=2有确定的运动;
b) 局部自由度B,F=3×4+2×5+1×1=1,F=W=1有确定的运动;
7. F=3×5+2×7+1×1=0 ,不合理,把E处的移动副去掉,则F=3×5+2×6+1×1=2加一个原动件。
8. a) F=3×5+2×7+1×0=1
b) F=3×4+2×5+1×0=2
9.
9.F=3×5+2×7+1×0=1,有虚约束JKL、GHI,复合铰链C。