机械设计基础部分例题答案

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

解题分析: 图中C处为3杆形成的复合铰链；移动副M与F导路互相平行，其之一为虚约束；图示有6个杆和10个转动副（I、J、G、L及复合铰链K和H）形成虚约束。

解答：

1．机构的自由度：

2．选AB杆为原动件。

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。 解题分析：

根据铰链四杆机构曲柄存在条件进行计算分析。在铰链四杆机构中，若满足杆长条件，以最短杆或最短杆相邻的杆为机架，机构则有曲柄，否则无曲柄；若不满足杆长条件，无论取哪个构件为机架，机构均为无曲柄，即为双摇杆机构。

解答：

1．因为AD 为机架，AB 为曲柄，故AB 为最短杆，有AD CD BC AB l l l l +≤+，

则

m m

30)1006070(=-+=-+≤BC AD CD AB l l l l

故 mm

30max =AB l

2．因为AD 为机架，AB 及CD 均为曲柄，故AD 杆必为最短杆，有下列两种情况：

若BC 为最长杆，则 m m

100=

AB CD BC AD l l l l +≤+，则

m m

90m m )7010060(=-+=-+≥CD BC AD AB l l l l

得 m m 100m m 90≤≤AB l

若AB 为最长杆，则m m

100=>BC AB l l ，且

BC CD AB AD l l l l +≤+，故

m m

110m m )6070100(=-+=-+≤AD CD BC AB l l l l

得

m m 110m m 100≤≤AB l