机械原理答案解析
《机械原理》试题及答案解析

《机械原理》试题及答案解析出卷⼈:孙来宁《机械原理》试题(A)年级:13级专业:本科⼀、填空题(本⼤题共14⼩题,每空1分,共20分)1、同⼀构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。
2、在转⼦平衡问题中,偏⼼质量产⽣的惯性⼒可以⽤相对地表⽰。
3、机械系统的等效⼒学模型是具有,其上作⽤有的等效构件。
4、⽆急回运动的曲柄摇杆机构,极位夹⾓等于,⾏程速⽐系数等于。
5、平⾯连杆机构中,同⼀位置的传动⾓与压⼒⾓之和等于。
7、增⼤模数,齿轮传动的重合度;增多齿数,齿轮传动的重合度。
8、平⾏轴齿轮传动中,外啮合的两齿轮转向相,内啮合的两齿轮转向相。
9、轮系运转时,如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变,这种轮系是轮系。
10、三个彼此作平⾯运动的构件共有个速度瞬⼼,且位于。
11、铰链四杆机构中传动⾓为,传动效率最⼤。
12、.连杆是不直接和相联的构件;平⾯连杆机构中的运动副均为。
13、⼀个齿数为Z,分度圆螺旋⾓为的斜齿圆柱齿轮,其当量齿数为。
14、标准直齿轮经过正变位后模数,齿厚。
⼆、判断题(正确的打√,错误的打×) (本⼤题共10⼩题,每⼩题2分,共20分)1、对⼼曲柄滑块机构都具有急回特性。
()2、渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。
()3、当两直齿圆柱齿轮的安装中⼼距⼤于标准中⼼距时,为保证⽆侧隙啮合,应采⽤正传动。
()4、凸轮机构中当从动件的速度有有限量突变时,存在柔性冲击。
()5、⽤飞轮调节周期性速度波动时,可将机械的速度波动调为零。
()6、动平衡的转⼦⼀定满⾜静平衡条件。
()7、斜齿圆柱齿轮的法⾯压⼒⾓⼤于端⾯压⼒⾓。
()8、加⼯负变位齿轮时,齿条⼑具的分度线应向远离轮坯的⽅向移动。
( )9、在铰链四杆机构中,固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。
()10、平底直动从动件盘状凸轮机构的压⼒⾓为常数。
()三、简答题(本⼤题共6⼩题,每⼩题5分,共30分)1、造成转⼦不平衡的原因是什么?平衡的⽬的⼜是什么?2、凸轮实际⼯作廓线为什么会出现变尖现象?设计中如何避免?3、什么是机械的⾃锁?移动副和转动副⾃锁的条件分别是什么?4.什么是齿轮的节圆?标准直齿轮在什么情况下其节圆与分度圆重合?5、什么是传动⾓?它的⼤⼩对机构的传⼒性能有何影响?铰链四杆机构的最⼩传动⾓在什么位置?6、渐开线具有的特性有哪些?四、计算题(本⼤题共5⼩题,每⼩题6分,共30分)1、求图⽰机构的全部瞬⼼和构件1、3的⾓速度⽐。
机械原理的课后答案详解第8章的

第8章作业8-l 铰链四杆机构中,转动副成为周转副的条件是什么?在如下图所示四杆机构ABCD 中哪些运动副为周转副?当其杆AB 与AD 重合时,该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E 点的连杆曲线。
答:转动副成为周转副的条件是:〔1〕最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和;〔2〕机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。
图示ABCD 四杆机构中C 、D 为周转副。
当其杆AB 与AD 重合时,杆BE 与CD 也重合因此机构处于死点位置。
8-2曲柄摇杆机构中,当以曲柄为原动件时,机构是否一定存在急回运动,且一定无死点?为什么?答:机构不一定存在急回运动,但一定无死点,因为:〔1〕当极位夹角等于零时,就不存在急回运动如下列图,〔2〕原动件能做连续回转运动,所以一定无死点。
8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同?8-4图a 为偏心轮式容积泵;图b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。
试绘出两种泵的机构运动简图,并说明它们为何种四杆机构,为什么?解机构运动简图如右图所示,ABCD 是双曲柄机构。
因为主动圆盘AB 绕固定轴A 作整周转动,而各翼板CD 绕固定轴D 转动,所以A 、D 为周转副,杆AB 、CD 都是曲柄。
8-5试画出图示两种机构的机构运动简图,并说明它们各为何种机构。
图a 曲柄摇杆机构图b 为导杆机构。
8-6如下列图,设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =,600b =mm ,400,500c mm d mm ==。
试问:1)当取杆4为机架时,是否有曲柄存在?2)假如各杆长度不变,能否以选不同杆为机架的方法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?3)假如a 、b ﹑c 三杆的长度不变,取杆4为机架,要获得曲柄摇杆机构,d 的取值X 围为何值? : 解 (1)因a+b=240+600=840≤900=400+500=c+d 且最短杆 1为连架轩.故当取杆4为机架时,有曲柄存在。
机械原理课后习题答案
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机械原理课后习题答案1. 两个质量分别为m1和m2的物体,它们分别靠在光滑水平面上的两个弹簧上,两个弹簧的弹性系数分别为k1和k2。
求当两个物体分别受到的外力分别为F1和F2时,两个物体的加速度分别是多少?答,根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
根据这个公式,可以得出两个物体的加速度分别为a1=F1/m1,a2=F2/m2。
2. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,物体的加速度是多少?答,同样根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
根据这个公式,可以得出物体的加速度为a=F/m。
3. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,弹簧的位移是多少?答,根据胡克定律,弹簧的位移与受到的外力成正比,即F=kx,其中x为弹簧的位移。
解出x=F/k,即弹簧的位移与外力成反比。
4. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,弹簧的振动周期是多少?答,根据弹簧的振动周期公式T=2π√(m/k),可以得出弹簧的振动周期与物体的质量和弹簧的弹性系数有关,与受到的外力无关。
5. 一个质量为m的物体,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时,弹簧的振幅是多少?答,根据弹簧振动的公式x=Acos(ωt+φ),可以得出弹簧的振幅与受到的外力无关,只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。
求当物体受到外力F时,弹簧的振动频率是多少?答,根据弹簧振动的公式f=1/2π√(k/m),可以得出弹簧的振动频率与受到的外力无关,只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。
7. 一个半径为r的圆盘,靠在光滑水平面上的弹簧上,弹簧的弹性系数为k。
求当圆盘受到外力F时,圆盘的加速度是多少?答,根据牛顿第二定律,物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度,即F=ma。
机械原理考研题库及答案详解大全
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机械原理考研题库及答案详解大全机械原理考研题库及答案详解大全机械原理是机械工程专业考研的重要科目之一,涉及到力学、材料力学、结构力学等多个方面的知识。
为了帮助考生更好地备考,本文将为大家提供一份机械原理考研题库及答案详解大全。
第一部分:力学基础1. 以下哪个不是刚体力学的基本假设?A. 刚体是一个质点系B. 刚体的形状和大小不变C. 刚体的内部无任何相对运动D. 刚体上任意两点之间的距离不变答案:A解析:刚体力学的基本假设包括刚体的形状和大小不变、刚体的内部无任何相对运动、刚体上任意两点之间的距离不变。
刚体是一个质点系并不是刚体力学的基本假设。
2. 以下哪个不是刚体力学的基本定律?A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 动量守恒定律答案:D解析:刚体力学的基本定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
动量守恒定律是力学的基本定律,但不属于刚体力学的基本定律。
3. 以下哪个不是刚体力学的基本方程?A. 动力学方程B. 运动学方程C. 平衡方程D. 动量守恒方程答案:D解析:刚体力学的基本方程包括动力学方程、运动学方程和平衡方程。
动量守恒方程是力学的基本方程,但不属于刚体力学的基本方程。
第二部分:材料力学1. 以下哪个不是材料力学的基本假设?A. 弹性体的应力与应变之间存在线性关系B. 弹性体的体积不变C. 材料的应力与应变之间存在线性关系D. 材料的应力与应变之间存在非线性关系答案:D解析:材料力学的基本假设包括弹性体的应力与应变之间存在线性关系、弹性体的体积不变、材料的应力与应变之间存在线性关系。
材料的应力与应变之间存在非线性关系并不是材料力学的基本假设。
2. 以下哪个不是材料力学的基本定律?A. 霍克定律B. 应力应变关系C. 应力平衡定律D. 应变平衡定律答案:D解析:材料力学的基本定律包括霍克定律、应力应变关系和应力平衡定律。
应变平衡定律是材料力学的基本定律,但不属于刚体力学的基本定律。
机械原理第八版答案与解析
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机械原理第八版答案与解析Prepared on 22 November 2020机械原理第八版 西北工业大学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 F3、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。
3-2解3-2:8=n ,11=l p ,1=h p ,123=--=h l p p n F ,局部自由度 3-3解3-3:9=n ,12=l p ,2=h p ,123=--=h l p p n F 4、试计算图示精压机的自由度解:10=n ,15=l p ,0=h p 解:11=n ,17=l p ,0=h p (其中E 、D 及H 均为复合铰链) (其中C 、F 、K 均为复合铰链)5、图示为一内燃机的机构简图,试计算其自由度,并分析组成此机构的基本杆组。
机械原理第八版课后答案
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机械原理第八版课后答案1. 第一题,请解释什么是机械原理?机械原理是研究机械运动规律和机械结构性能的一门学科,它是物理学、数学和工程学的交叉学科,主要研究物体的运动、受力和结构等问题。
机械原理的研究对象包括刚体运动学、刚体静力学、刚体动力学、弹性体力学等内容。
2. 第二题,什么是刚体?刚体是指在外力作用下,形状和大小不发生改变的物体。
刚体的运动学研究刚体在空间中的运动规律,包括平动和转动;刚体静力学研究刚体在平衡状态下受力的平衡条件;刚体动力学研究刚体在外力作用下的运动规律。
3. 第三题,请解释什么是平动?平动是指刚体上任意两点的相对位置保持不变的运动。
在平动运动中,刚体上各点的速度和加速度相等,且方向相同。
4. 第四题,请解释什么是转动?转动是指刚体绕某一固定轴线旋转的运动。
在转动运动中,刚体上各点的速度和加速度不相等,且方向不同。
5. 第五题,请解释什么是力矩?力矩是力对物体产生转动效果的物理量,它等于力的大小乘以力臂的长度。
力矩的方向由右手螺旋定则确定,即力矩的方向与力和力臂的方向构成右手螺旋。
6. 第六题,请解释什么是动量矩?动量矩是刚体上各点的动量对某一轴线产生的转动效果的物理量,它等于动量的大小乘以力臂的长度。
动量矩的方向由右手螺旋定则确定,即动量矩的方向与动量和力臂的方向构成右手螺旋。
7. 第七题,请解释什么是惯性矩?惯性矩是刚体对旋转运动的惯性大小的物理量,它等于物体质量乘以平行轴定理中的距离平方。
惯性矩的大小与物体的形状和质量分布有关。
8. 第八题,请解释什么是牛顿定律?牛顿定律是经典力学的基本定律,包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律指出,物体要么静止,要么匀速直线运动,除非受到外力的作用。
牛顿第二定律指出,物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成反比,方向与合外力方向相同。
牛顿第三定律指出,任何两个物体之间的相互作用力大小相等,方向相反。
机械原理题库及其答案详解
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7、___盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。 A.摆动尖顶推杆 B.直动滚子推杆 C.摆动平底推杆 D.摆动滚子推杆
答:
8、对于直动推杆盘形凸轮机构来讲,在其他条件相同的情况下,偏置直动推杆 与对心直动推杆相比,两者在推程段最大压力角的关系为___。
A.偏置比对心大 B.对心比偏置大 C.一样大 D.不一定
答:
11、渐开线上某点的压力角是指该点所受压力的方向与该点___方向线之间所 夹的锐角。 A.绝对速度 B.相对速度 C.滑动速度 D.牵连速度
答:
12、渐开线在基圆上的压力角为___。 A.20° B.0° C.15° D.25°
答:
13、渐开线标准齿轮是指 m、 α 、ha* 、c*均为标准值,且分度圆齿厚___齿 槽宽的齿轮。
答:
28、机器运转出现周期性速度波动的原因是___。 A.机器中存在往复运动构件,惯性力难以平衡; B.机器中各回转构件的质量分布不均匀;
C.在等效转动惯量为常数时,各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等,但其平均 值相等,且有公共周期;
D.机器中各运动副的位置布置不合理。
答:
29、将作用于机器中所有驱动力、阻力、惯性力、重力都转化到等效构件上,求 得的等效力矩和机构动态静力分析中求得的在等效构件上的平衡力矩,两者的关 系应是___。
A.球面; B.平面; C.分度圆锥面; D.背锥面; E.轴面
答:
53、从平衡条件可知,动平衡转子___静平衡的,静平衡转子___动平衡的。 A.一定是; B.不一定是; C.一定不是
答:
54、机器在安装飞轮后,原动机的功率可以比未安装飞轮时。 A.一样 B. 大 C. 小
答:
55、已知一标准渐开线圆柱斜齿轮与斜齿条传动,法面模数 mn=8mm,压力角 α n =20°,斜齿轮齿数 Z1=20,分度圆上的螺旋角 β =15°,此齿轮的节圆直径等于 mm。 A. 169.27 B. 170.27 C. 171.27 D.165.64
机械原理课后全部习题解答
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机械原理课后全部习题解答文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]《机械原理》习题解答机械工程学院目录第1章绪论 (1)第2章平面机构的结构分析 (3)第3章平面连杆机构 (8)第4章凸轮机构及其设计 (15)第5章齿轮机构 (19)第6章轮系及其设计 (26)第8章机械运动力学方程 (32)第9章平面机构的平衡 (39)第一章绪论一、补充题1、复习思考题1)、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么2)、机器与机构有什么异同点3)、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。
4)、设计机器时应满足哪些基本要求试选取一台机器,分析设计时应满足的基本要求。
2、填空题1)、机器或机构,都是由组合而成的。
2)、机器或机构的之间,具有确定的相对运动。
3)、机器可以用来人的劳动,完成有用的。
4)、组成机构、并且相互间能作的物体,叫做构件。
5)、从运动的角度看,机构的主要功用在于运动或运动的形式。
6)、构件是机器的单元。
零件是机器的单元。
7)、机器的工作部分须完成机器的动作,且处于整个传动的。
8)、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。
9)、构件之间具有的相对运动,并能完成的机械功或实现能量转换的的组合,叫机器。
3、判断题1)、构件都是可动的。
()2)、机器的传动部分都是机构。
()3)、互相之间能作相对运动的物件是构件。
()4)、只从运动方面讲,机构是具有确定相对运动构件的组合。
()5)、机构的作用,只是传递或转换运动的形式。
()6)、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。
()7)、机构中的主动件和被动件,都是构件。
()2 填空题答案1)、构件 2)、构件 3)、代替机械功 4)、相对运动 5)、传递转换6)、运动制造 7)、预定终端 8)、中间环节 9)、确定有用构件3判断题答案1)、√ 2)、√ 3)、√ 4)、√ 5)、× 6)、√ 7)、√第二章 机构的结构分析2-7 是试指出图2-26中直接接触的构件所构成的运动副的名称。
机械原理第八版答案与解析
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第八版西北工业大学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i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,n3,p 4,p h 1,p 0,F 0故:F 3n (2p l p h p) F 3 3 (2 4 1 0) 0 0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给出解 3— 1: n 7, p i 10,P h 解 3 — 2: n 8,p i 11, P h3n 了其中两种方案)图cl ) 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 )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。
解:n 3,p 4, P h 0, F 3n 2p i P h 1 解:n 4,p i 5, p h 1, F 3n 2p i P h 1 3n 2p i2P i解3-3: n 9 , p 12 , p h 2, F 3n 2p i P h 14、试计算图示精压机的自由度解:n 10,p l 15,p h 0解:n 11,P i 17,P h 0(其中E、D及H均为复合铰链)(其中C F、K均为复合铰链)5、图示为一内燃机的机构简图,试计算其自由度,并分析组成此机构的基本杆组。
又如在该机构中改选EG为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。
机械原理试题及答案解析试题 答案解析
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机械原理试题及答案解析试题答案解析(一)一.判断题(正确的填写“T”,错误的填写“F”)(20分)1、根据渐开线性质,基圆内无渐开线,所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。
( F )2、对心的曲柄滑块机构,其行程速比系数K一定等于一。
( T )3、在平面机构中,一个高副引入二个约束。
( F )4、在直动从动件盘形凸轮机构中,若从动件运动规律不变,增大基圆半径,则压力角将减小( T )5、在铰链四杆机构中,只要满足杆长和条件,则该机构一定有曲柄存在。
( F )6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。
( T )7、在机械运动中,总是有摩擦力存在,因此,机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。
( T )8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。
( T )9、一对直齿轮啮合传动,模数越大,重合度也越大。
( F )10、在铰链四杆机构中,若以曲柄为原动件时,机构会出现死点位置。
( F )二、填空题。
(10分)1、机器周期性速度波动采用(飞轮)调节,非周期性速度波动采用(调速器)调节。
2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于( 0 )所以(没有)急回特性。
3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是(重合度大于或等于1 )。
4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是(齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点N1 )。
5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦(大),故三角螺纹多应用(联接),矩形螺纹多用于(传递运动和动力)。
三、选择题(10分)1、齿轮渐开线在()上的压力角最小。
A )齿根圆;B)齿顶圆; C)分度圆; D)基圆。
2、静平衡的转子(① )是动平衡的。
动平衡的转子(②)是静平衡的。
①A)一定; B)不一定; C)一定不。
②A)一定; B)不一定:C)一定不。
3、满足正确啮合传动的一对直齿圆柱齿轮,当传动比不等于一时,他们的渐开线齿形是()。
A)相同的; B)不相同的。
4、对于转速很高的凸轮机构,为了减小冲击和振动,从动件运动规律最好采用()的运动规律。
机械原理(第二版)课后答案(朱理主编)
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机械原理作业(部分答案)第一章结构分析作业1.2 解:(a)F = 3n-2P L-P H = 3×4-2×5-1= 1 A点为复合铰链。
(b)F = 3n-2P L-P H = 3×5-2×6-2= 1B、E两点为局部自由度, F、C两点各有一处为虚约束。
(c)F = 3n-2P L-P H = 3×5-2×7-0= 1 FIJKLM为虚约束。
1.3 解:第二章运动分析作业2.1 解:机构的瞬心如图所示。
2.2 解:取mmmm l /5=μ作机构位置图如下图所示。
1.求D 点的速度V D13P D V V =而 25241314==P P AE V V E D ,所以 s mm V V E D /14425241502524=⨯==2. 求ω1srad l V AE E /25.11201501===ω 3. 求ω2因 98382412141212==P P P P ωω ,所以s rad /46.0983825.1983812=⨯==ωω4. 求C 点的速度V Csmm C P V l C /2.10154446.0242=⨯⨯=⨯⨯=μω2.3 解:取mmmm l /1=μ作机构位置图如下图a 所示。
1. 求B 2点的速度V B2V B2 =ω1×L AB =10×30= 300 mm/s 2.求B 3点的速度V B3V B3 = V B2 + V B3B2大小 ? ω1×L AB ? 方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC取mm s mm v /10=μ作速度多边形如下图b 所示,由图量得:mmpb 223= ,所以smm pb V v B /270102733=⨯=⨯=μ由图a 量得:BC=123 mm , 则mmBC l l BC 1231123=⨯=⨯=μ3. 求D 点和E 点的速度V D 、V E利用速度影像在速度多边形,过p 点作⊥CE ,过b 3点作⊥BE ,得到e 点;过e 点作⊥pb 3,得到d 点 , 由图量得:mmpd 15=,mmpe 17=,所以smm pd V v D /1501015=⨯=⨯=μ , smm pe V v E /1701017=⨯=⨯=μ;smm b b V v B B /17010173223=⨯=⨯=μ4. 求ω3s rad l V BC B /2.212327033===ω5. 求n B a 222212/30003010s mm l a ABn B =⨯=⨯=ω6. 求3B aa B3 = a B3n + a B3t = a B2 + a B3B2k + a B3B2τ 大小 ω32L BC ? ω12L AB 2ω3V B3B2 ?方向 B →C ⊥BC B →A ⊥BC ∥BC 22233/5951232.2s mm l a BCn B =⨯=⨯=ω223323/11882702.222s mm V a B B k B B =⨯⨯=⨯=ω取mm s mm a 2/50=μ作速度多边形如上图c 所示,由图量得:mmb 23'3=π ,mmb n 20'33=,所以233/11505023's mm b a a B =⨯=⨯=μπ2333/10005020's mm b n a at B =⨯=⨯=μ7. 求3α233/13.81231000s rad l a BC tB ===α8. 求D 点和E 点的加速度a D 、a E利用加速度影像在加速度多边形,作e b 3'π∆∽CBE ∆, 即 BE eb CE e CB b 33''==ππ,得到e 点;过e 点作⊥3'b π,得到d 点 , 由图量得:mm e 16=π,mmd 13=π,所以2/6505013s mm d a a D =⨯=⨯=μπ ,2/8005016s mm e a a E =⨯=⨯=μπ 。
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。
题2.4图2.5 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。
(2)以给出的速度和加速度矢量为已知条件,用相对运动矢量法写出求构件上D 点的速度和加速度矢量方程。
机械原理第九版课后题答案
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机械原理第九版课后题答案1. 多杆杆机构1.题目:一个三杆杆机构可构成一个正运动副吗?答案:一个三杆杆机构可以构成一个正运动副,只需要其中两个杆满足以下条件即可:–杆的长度之和大于第三个杆的长度。
–两个杆的长度之差小于第三个杆的长度。
2.题目:判定一个六杆机构能否构成一个运动副。
答案:判定一个六杆机构能否构成一个运动副,可以有两种方法:1.根据杆的数目和自由度之间的关系,自由度即为杆数减去2。
•六杆机构的自由度为6-2=4,而运动副的自由度为1,因此六杆机构不能构成一个运动副。
2.根据六杆机构的几何特性,判定它是否为运动副,如判断杆的长度是否满足某些条件。
3.题目:一个六杆机构有一个杆为固定杆,其他杆均可任意旋转,是否可以构成一个四杆机构?答案:一个六杆机构有一个杆为固定杆,其他杆均可任意旋转,可以构成一个四杆机构。
由于固定杆不会运动,因此可以将它从机构中去掉,这样剩下的五杆就构成了一个四杆机构。
2. 齿轮传动4.题目:两个齿轮的模数分别为4和6,齿数分别为24和36,求它们的传动比。
答案:传动比可以通过齿轮的齿数比和模数比来计算。
传动比等于从驱动齿轮到被动齿轮的转速比,即被动齿轮的齿数除以驱动齿轮的齿数。
传动比 = 36 / 24 = 1.55.题目:一个齿轮传动系统,输入齿轮的转速为2000 rpm,输出齿轮的齿数为40。
如果两个齿轮的模数相等,求输出齿轮的转速。
答案:齿轮传动系统的转速比等于被动齿轮的齿数除以驱动齿轮的齿数。
假设输入齿轮的转速为N1,输出齿轮的转速为N2,输入齿轮的齿数为Z1,输出齿轮的齿数为Z2,则有公式:转速比 = N2 / N1 = Z2 / Z1在本题中,已知N1 = 2000 rpm,Z2 = 40,且两个齿轮的模数相等,即Z1 = Z2,所以有:N2 / 2000 = 40 / 40N2 = 2000 rpm6.题目:一个齿轮传动系统中,输入齿轮的齿数为20,传动比为4,求输出齿轮的齿数。
机械原理答案解析

解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。大腿弯曲90度时的机构运动简图如虚线所示。(如图2-5所示)
2)
题2-6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?
利用瞬心多边形,如图3-9(e)由构件1、3、5组成的三角形中,瞬心P15、P13、P35必在一条直线上,由构件1、5、6组成的三角形中,瞬心P56、P16、P15也必在一条直线上,二直线的交点即为瞬心P15。
如图3-9 (a) P15为构件1、5的瞬时等速重合点
题3-10在图示的齿轮-连杆组合机构中,MM为固定齿条,齿轮3的齿数为齿轮4的2倍,设已知原动件1以等角速度ω1顺时针方向回转,试以图解法求机构在图示位置时,E点的速度VE以及齿轮3、4的速度影像。
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)
取B4、、B2
为重合点。
速度方程:
速度多边形如图3-8(b)
转向逆时针
3)加速度分析:图3-8(c)
转向顺时针。
题3-9在图a所示的牛头刨床机构中,h=800mm,h1=360mm,h2=120mm,lAB=200mm,lCD=960mm,lDE=160mm,设曲柄以等角速度ω1=5rad/s逆时针方向回转,试用图解法求机构在φ1=135°位置时,刨头上点C的速度Vc。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。(如图2-7(b)所示)
2) 此机构由1个凸轮、4个滚子、4个连杆、4个活塞和机架组成。凸轮与4个滚子组成高副,4个连杆、4个滚子和4个活塞分别在A、B、C、D处组成三副复合铰链。4个活塞与4个缸(机架)均组成移动副。
机械原理部分试题目及解答
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第一章机构的组成和结构1-1 试画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。
F=3×3-2×4=1 F=3×3-2×4=1F=3×3-2×4=1 F=3×3-2×4=11-2 计算图示平面机构的自由度。
将其中高副化为低副。
确定机构所含杆组的数目和级别,以及机构的级别。
(机构中的原动件用圆弧箭头表示。
)F=3×7-2×10=1 F=3×7-2×10=1含3个Ⅱ级杆组:6-7,4-5,2-3。
含3个Ⅱ级杆组:6-7,4-5,2-3。
该机构为Ⅱ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F=3×4-2×5-1=1 F=3×3-2×3-2=1F=3×5-2×7=1(高副低代后) F=3×5-2×7=1(高副低代后)含1个Ⅲ级杆组:2-3-4-5。
含2个Ⅱ级杆组: 4-5,2-3。
该机构为Ⅲ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F=3×8-2×11-1=1 F=3×6-2×8-1=1F=3×9-2×13=1(高副低代后)F=3×7-2×10=1(高副低代后)含4个Ⅱ级杆组:8-6,5-7,4-3,2-11。
含1个Ⅱ级杆组6-7。
该机构为Ⅱ级机构含1个Ⅲ级杆组2-3-4-5。
第二章 连 杆 机 构2-1 在左下图所示凸轮机构中,已知r = 50mm ,l OA =22mm ,l AC =80mm,︒=901ϕ,凸轮1的等角速度ω1=10rad/s ,逆时针方向转动。
试用瞬心法求从动件2的角速度ω2。
解:如右图,先观察得出瞬心P 13和P 23为两个铰链中心。
再求瞬心P 12:根据三心定理,P 12应在P 13与P 23的连线上,另外根据瞬心法,P 12应在过B 点垂直于构件2的直线上,过B 点和凸轮中心O 作直线并延长,与P 13、P 23连线的交点即为P 12。
机械原理课后题答案
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机械原理课后题答案1. 列举并解释一下机械原理中的三大支配因素。
- 动力:指施加在机构元件上的力或力矩,用来驱动机构执行运动或产生工作效果。
- 运动:指机构元件相对运动的方式、路径和速度。
- 连结:指机构元件之间的连接方式,包括直接和间接连接两种形式。
2. 解释一下机械原理中的三大运动副类型。
- 滑动副:两个机构元件之间只能沿着一条确定的直线运动,如推拉杆、滑块等。
- 旋转副:两个机构元件之间只能绕一条确定的轴线旋转运动,如轴承、齿轮等。
- 滚动副:两个机构元件之间存在滚动运动,如滚子轴承、滚珠丝杠等。
3. 什么是机械原理中的受力分析方法?受力分析方法是指通过分析机构元件之间的力和力矩关系,找出各个元件的受力情况,以解决机构设计和运动性能分析的方法。
常用的受力分析方法包括力平衡法、力矩平衡法、虚功原理等。
4. 什么是力平衡法?力平衡法是一种受力分析方法,通过分析机构元件之间的力平衡关系,得到各个元件所受力的大小和方向。
它基于牛顿第一定律,即所有物体受力之和为零,可用来解决机构中受力平衡问题,确定力的大小和方向。
5. 解释一下力矩平衡法。
力矩平衡法是一种受力分析方法,通过分析机构元件之间的力矩平衡关系,得到各个元件所受力的大小和方向。
在机械原理中,力矩平衡法常被用于解决转动副运动问题,根据力矩平衡条件,求解未知力矩和力矩的方向。
6. 什么是虚功原理?虚功原理是一种受力分析方法,通过分析机构元件之间的虚功平衡关系,得到各个元件所受力的大小和方向。
虚功原理是基于功率平衡的原理,即虚功平衡原理,在机械原理中常用于分析运动副的受力情况和功率传递效率。
7. 介绍一下机械原理中的摩擦现象。
摩擦是指两个物体相对运动时由接触面之间的相互作用力导致的阻碍运动的力。
在机械运动中,正常情况下不可避免地存在摩擦力,摩擦力会导致机械能的损失、能量的消耗和部件的磨损。
因此在机械原理中需要对摩擦进行充分的考虑和分析。
机械原理课后习题解答(最新)

式中 和 可直接从所作的图中量取。由上式可解出
由绝对速度 方向,得出ω2方向为顺时针方向。
同理,在速度瞬心点P13有
由绝对速度 的方向,可知其为逆时针方向。
例5-2在图5-4所示的凸轮机构,已知该机构的结构尺寸和凸轮1的角速度 。利用瞬心法,求机构在图示位置时从动件2的线速度 。机构运动简图的比例尺为 。
按照以上分析,自由度分别为1、2和3的Ⅲ级机构最简单的结构分别如图中(a)、(b)和(c)所示。
4-12确定图4-19a所示机构当构件8为原动件时机构的级别。
解:确定机构的级别关键是要拆出机构中所含的基本杆组。当构件8为原动件时,拆基本杆组首先应当从最远离原动件的构件1拆起,可以拆出Ⅱ级基本杆组ABC,然后,又依次可以拆出Ⅱ级基本杆组DEF和GHI。如下图示。所以该机构为Ⅱ级机构。
(e)、 ,机构没有确定的运动。没有局部自由度、复合铰链、虚约束。
4-7计算题4-7图所示齿轮-连杆机构的自由度。
解:(a)、 ,铰链点A为复合铰链,齿轮副为高副。
(b)、 ,铰链点B、C、D均为复合铰链。
4-8题4-8图所示为缝纫机中的送料机构。计算该机构的自由度,该机构在什么条件下具有确定的运动?
则机构自由度为:
4-6在题4-6图所示所有机构中,原动件数目均为1时,判断图示机构是否有确定的运动。如有局部自由度、复合铰链和虚约束请予以指出。
解:(a)、 ,机构有确定的运动。其中:F、D、B、C四处均为复合铰链,没有局部自由度、虚约束;
(b)、 ,机构没有确定的运动。其中:A处为复合铰链,K处为局部自由度,没有虚约束;
去掉机构中的虚约束,则机构中活动构件数为 ,机构中低副数 ,得
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第二章 平面机构的结构分析题2-1 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),分析是否能实现设计意图,并提出修改方案。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(图2-1a)2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。
尽管此机构有4个活动件,但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上,只能作为一个活动件,故 3=n 3=l p 1=h p01423323=-⨯-⨯=--=h l p p n F原动件数不等于自由度数,此简易冲床不能运动,即不能实现设计意图。
分析:因构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。
故需增加构件的自由度。
3)提出修改方案:可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副,或用一个高副来代替一个低副。
(1) 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2-1b)。
(2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-1c)。
(3) 在构件3、4之间加一滚子(局部自由度)及一个平面高副(图2-1d)。
11(c)题2-1(d)54364(a)5325215436426(b)321讨论:增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件(相当于增加3个自由度)和1个低副(相当于引入2个约束),如图2-1(b )(c )所示,这样就相当于给机构增加了一个自由度。
用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度,如图2-1(d )所示。
题2-2 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。
故解法一:7=n 9=l p 2=h p12927323=-⨯-⨯=--=h l p p n F解法二:8=n 10=l p 2=h p 局部自由度 1='F11210283)2(3=--⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l题2-3如图a所示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。
其偏心轮1绕固定轴A转动,与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。
当偏心轮1按图示方向连续转动时,可将设备中的空气按图示空气流动方向从阀5中排出,从而形成真空。
由于外环2与泵腔6有一小间隙,故可抽含有微小尘埃的气体。
试绘制其机构的运动简图,并计算其自由度。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(如图题2-3所示)ABC1234题2-32) 3=n4=lp0=hp1423323=-⨯-⨯=--=hlppnF题2-4 使绘制图a所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图(以手指8作为相对固定的机架),并计算其自由度。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(如图2-4所示)2) 7=n10=lp0=hp11027323=-⨯-⨯=--=hlppnF题2-4题2-5 图a 所示是为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构,该机构能保持人行走的稳定性。
若以颈骨1为机架,试绘制其机构运动简图和计算其自由度,并作出大腿弯曲90度时的机构运动简图。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。
大腿弯曲90度时的机构运动简图如虚线所示。
(如图2-5所示) 2) 5=n 7=l p 0=h p10725323=-⨯-⨯=--=h l p p n F题2-6 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) 4=n 5=l p 1=h p11524323=-⨯-⨯=--=h l p p n Fb) 解法一:5=n 6=l p 2=h p12625323=-⨯-⨯=--=h l p p n F解法二:7=n 8=l p 2=h p 虚约束0='p 局部自由度 2='F12)0282(73)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h lc) 解法一:5=n 7=l p 0=h p10725323=-⨯-⨯=--=h l p p n F解法二:11=n 17=l p 0=h p虚约束263010232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p hl 局部自由度 0='F 10)20172(113)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h ld) 6=n 7=l p 3=h p13726323=-⨯-⨯=--=h l p p n F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。
题2-7试绘制图a 所示凸轮驱动式四缸活塞空气压缩机的机构运动简图。
并计算其机构的自由度(图中凸轮1原动件,当其转动时,分别推动装于四个活塞上A 、B 、C 、D 处的滚子,使活塞在相应得气缸往复运动。
图上AB=BC=CD=AD )。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(如图2-7(b)所示)2) 此机构由1个凸轮、4个滚子、4个连杆、4个活塞和机架组成。
凸轮与4个滚子组成高副,4个连杆、4个滚子和4个活塞分别在A 、B 、C 、D 处组成三副复合铰链。
4个活塞与4个缸(机架)均组成移动副。
解法一:13=n 17=l p 4=h p 虚约束:因为AD CD BC AB ===,4和5,6和7、8和9为不影响机构传递运动的重复部分,与连杆10、11、12、13所带入的约束为虚约束。
机构可简化为图2-7(b )题2-51O32AE(b)重复部分中的构件数10='n 低副数17='l p 高副数3='h p 局部自由度3=''F 43103317232=-⨯-+⨯='-'+'='n p p p hl 局部自由度 4='F14)44172(133)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l解法二:如图2-7(b ) 局部自由度 1='F11)0132(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l题2-8 图示为一刹车机构。
刹车时,操作杆1向右拉,通过构件2、3、4、5、6使两闸瓦刹住车轮。
试计算机构的自由度,并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。
(注:车轮不属于刹车机构中的构件。
)解:1)未刹车时,刹车机构的自由度6=n 8=l p 0=h p20826323=-⨯-⨯=--=h l p p n F2)闸瓦G 、J 之一刹紧车轮时,刹车机构的自由度5=n 7=l p 0=h p10725323=-⨯-⨯=--=h l p p n F3)闸瓦G 、J 同时刹紧车轮时,刹车机构的自由度4=n 6=l p 0=h p00624323=-⨯-⨯=--=h l p p n F题2-9 试确定图示各机构的公共约束m 和族别虚约束p ″,并人说明如何来消除或减少共族别虚约束。
解:(a)楔形滑块机构的楔形块1、2相对机架只能在该平面的x 、y 方向移动,而其余方向的相对独立运动都被约束,故公共约束数4=m ,为4族平面机构。
35==p p i()()()()∑+==⨯--⨯-=---=5113452466m i ip m i n m F A题3352660-=⨯-⨯=-=i ip n F 将移动副改为圆柱下刨,可减少虚约束。
(b) 由于齿轮1、2只能在平行平面运动,故为公共约束数3=m ,为3族平面机构。
25=p 14=p()()∑+==-⨯-⨯=--=---=51112223236m i h l ip p n pm i n m F241522660-=⨯-⨯-⨯=-=i ip n F 将直齿轮改为鼓形齿轮,可消除虚约束。
(c) 由于凸轮机构中各构件只能在平行平面运动,故为3=m 的3族平面机构。
35=p 14=p 1='F()()()()()∑+=='-----⨯-='----=5145134353366m i iF p p F pm i n m F2114353660-=-⨯-⨯-⨯='--=F ip n F i 将平面高副改为空间高副,可消除虚约束。
题2-10 图示为以燃机的机构运动简图,试计算自由度,并分析组成此机构的基本杆组。
如在该机构中改选EG 为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前者不同。
解:1)计算此机构的自由度7=n 10=l p 0=h p101027323=-⨯-⨯=--=h l p p n F2)取构件AB 为原动件时机构的基本杆组图2-10(b )所示。
此机构为二级机构。
3)取构件GE 为原动件时机构的基本杆组图2-10(c )所示。
此机构为三级机构。
图2-10(a)A1E B 2D 3FG654C H 41572(c)23(b)67514763题2-11 图a 所示为一收放式折叠支架机构。
该支架中的件1和5分别用木螺钉联接于固定台板1`和活动台板5`上,两者在D 处铰接,使活动台板能相对于固定台板转动。
又通过件1、2、3、4组成的铰链四杆机构及连杆3上E 点处销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽联接使活动台板实现收放动作。
在图示位置时,虽在活动台板上放有较重的重物,活动台板也不会自动收起,必须沿箭头方向推动件2,使铰链B 、D 重合时,活动台板才可收起(如图中双点划线所示)。
现已知机构尺寸l AB =l AD =90mm,l BC =l CD =25mm ,试绘制机构的运动简图,并计算其自由度。
解:1)取比例尺,绘制机构运动简图。
(如图2-11所示)2) E 处为销槽副,销槽两接触点公法线重合,只能算作一个高副。