《机械设计基础习题集解》.doc

FILENAME 新教材习题解.doc PAGE 1.1 如图1.1-1所示为一简易冲床设计方案，试绘制其运动简图，分析其是否具有确定的运动。如不具有确定的运动，请给出使其有确定相对运动的改进方案。 解：该设计方案的机构运动简图如图1.1-2所示。由于其自由度，该设计方案不具有确定的运动。为使机构的自由度增加，可改一个低副为高副，也可引入一个构件和一个低副。图1.1-3~5为几种改进方案（修改之处可移至他处出现，从而获得新的改进方案）。 图1.1-1 图1.1-2 图1.1-3 图1.1-4 图1.1-5 友情提示：折线表示的弹簧起到保证构件3与凸轮接触的作用，不涉及运动副。 1.2 请绘制图示平面机构的运动简图，并计算自由度，确定主动件。 图1.2-(a) 图1.2-(b) （a），主动件为1 （b），主动件为1 （c），主动件为1 （d），主动件为2 图1.2-(c) 图1.2-(d) 1.3 请计算图示各机构的自由度。 友情提示：（a）存在局部自由度；（b）存在一高副、中间杆非虚约束；（c）注意焊接符号；（d）存在齿轮高副。 1.4 请计算图示各机构的自由度。 友情提示：（a）存在局部自由度和两个高副；（b）注意焊接符号和复合铰链；（c）曲柄滑块机构＋杆组、虚约束较多；（d）（e）（f）存在复合铰链。 1.5 请计算图示各机构的自由度。 友情提示：（a）A处存在复合铰链；（b）B、C、D处存在复合铰链。 3.1 根据杆长条件和机架判断铰链四杆机构的类型，分别为双曲柄、双摇杆、双摇杆、不符合机架条件的双摇杆机构。 3.2 液压泵机构。左为曲柄摇块机构，右为曲柄滑块机构。 图3.2 3.3 压力机的机构属于曲柄滑块机构。 图3.3 3.4 请运用四杆机构存在广义曲柄的条件，推导图示偏置导杆机构成为转动导杆机构的条件。（提示：转动导杆机构可视为双曲柄机构） 解：该机构可视为偏置曲柄滑块机构改换机架的演化机构，D在无穷远处，根据存在广义曲柄的条件，如果BC > AB + e，则AB为广义曲柄，该机构为转动导杆机构。 3.8 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构，要求踏板CD在水平位置上下各摆10度，且、。（1）请用图解法求曲柄AB和连杆BC的长度；（2）计算该机构的最小传动角。 解：（1）根据机构在极限位置时曲柄与连杆共线的特点，可得出两者的差与和的长度，从而得出结果。 图3.8 （2）在从动曲柄与连杆共线的位置处，传动角为0度，压力角为90度；在连杆BC与B点轨迹相切的位置处，传动角为90度，传动角为0度。 3.9 设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆长度，摆角，摇杆的行程速比系数K为1.2。（1）用图解法确定其余三杆的尺寸；（2）确定机构最小传动角（若，则应另选铰链A的位置，重新设计）。 图3.9 解：（1）由K=1.2得出极位夹角θ；C点两极限位置与A所共的圆上，弧C1C2的圆周角为θ，据此做出A点的位置轨迹，可任选一A点做出，再根据极限位置连杆与曲柄重合的特点求出各杆长度。 （2）曲柄与机架重叠共线时，传动角取最小值。 3.10 设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程s为50mm，偏距e为16mm，行程速比系数K为1.2，求曲柄和连杆的长度。 解：先画出表示导路的C1C2，画出曲柄中心O所在直线。由K=1.2求出极位夹角θ，做出O点的轨迹圆。在该圆上C1C2所对圆周角为θ。该O点的轨迹圆与轨迹直线的交点即为O点。根据C1O为l2 – l1，C2O为l2 + l 图3.10 3.11 设计一（摆动）导杆机构，已知机架长度l4为100mm，行程速比系数K为1.4，求曲柄的长度l1。 解：由K可得极位夹角，据此画出摆杆两极限位置，其角平分线为机架。再根据机架长度确定出曲柄回转中心。由如图所示的几何关系可求得曲柄长度。 图3.11 图3.13 3.12 设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆的长度l3为80mm，摆角ψ为40度，K=1.2，且要求一极限位置与机架间的夹角为90度。试用图解法确定其余三杆的长度。 图3.12 解：（1）根据已知条件做出摇杆两个极限位置和机架所在的线。（2）由K得到θ。（3）得出曲柄回转中心所在的圆。（4）根据连杆与曲柄共线的特殊位置求出其长度。 3.13 设计一加热炉