文档介绍：共 62页第 1页机械原理****题解答第一章平面运动的结构分析 1. 绘制题 1图所示液压泵机构的机构运动简图。解: 该机构由机架 1、原动件 2 和从动件 3、4 组成,共4 个构件, 属于平面四杆机构。机构中构件 1、2, 构件 2、3, 构件 4、1 之间的相对运动为转动, 即两构件间形成转动副,转动副中心分别位于 A、B、C 点处;构件 3、4 之间的相对运动为移动,即两构件间形成移动副, 移动副导路方向与构件 3 的中心线平行。构件 1 的运动尺寸为 A、C 两点间距离, 构件 2 的运动尺寸为 A、B 两点之间的距离,构件 3从B 点出发,沿移动副导路方向与构件 4在C 点形成移动副,构件 4 同时又在 C 点与构件 1 形成转动副。选择与各构件运动平面平行的平面作为绘制机构运动简图的视图平面。选择比例尺 l?= m/mm ,分别量出各构件的运动尺寸,绘出机构运动简图,并标明原动件及其转动方向,如题1图所示。 2. 绘制题2图所示简易冲床的机构运动简图。解: 图示机构中已标明原动件,构件 6 为机架,其余构件为从动件。需要注意的是,在区分构件时应正确判断图中各构件都包括哪些部分, 例如: 构件 3 就包括两部分, 如图所示。题2图简易冲床机构 l?= m/mm 共 62页第 2页该机构中构件 1 与机架以转动副连接, 转动副中心位于固定轴的几何中心 A 点处;构件 2 除与构件 1 形成回转中心位于 C 点的转动副外,又与构件 3 形成移动副,移动副导路沿 BC 方向; 构件 3 也绕固定轴上一点 B 转动, 即构件 3 与机架形成的转动副位于 B点, 同时构件 3 与构件 2 形成移动副,又与构件 4 形成中心位于 D 点的转动副;构件 4 与构件 5形成中心位于 E 点的转动副;构件 5 与机架 6 形成沿垂直方向的移动副。该机构属于平面机构, 因此选择与各构件运动平面平行的平面作为绘制机构运动简图的视图平面。选择比例尺 l?= m/mm ,量出各构件的运动尺寸,绘出机构运动简图,并标明原动件及其转动方向,如题2图所示。 3. 题3图为外科手术用剪刀。其中弹簧的作用是保持剪刀口张开, 并且便于医生单手操作。忽略弹簧, 并以构件 1 为机架, 分析机构的工作原理, 画出机构的示意图, 写出机构的关联矩阵和邻接矩阵,并说明机构的类型。解: 若以构件 1 为机架,则该手术用剪刀由机架1、原动件2、从动件3、4组成,共 4个构件。属于平面四杆机构。当用手握住剪刀,即构件1 ( 固定钳口) 不动时,驱动构件2,使构件2绕构件1转动的同时,通过构件3带动构件4 ( 活动钳口) 也沿构件1 ( 固定钳口) 上下移动,从而使剪刀的刀口张开或闭合。其机构示意图和机构拓扑图如上图所示。其关联矩阵为: 邻接矩阵为: 1100 0110 0011 1001 4 3 2 1 432v v v v eeeeL M?;0101 1010 0101 1010 4 3 2 1 432v v v v vvvvA M?; 题3图 432 11 机构示意图 4e 2e 1e 4v 3v 1v 2v 3e 机构的拓扑图共 62页第 3页 4. 计算题 4 图所示压榨机机构的自由度。解: 机构为平面机构。机构中构件 1 为偏心轮, 构件 2 绕构件 1 的几何中心发生相对转动, 即形成中心位于偏心轮几何中心的转动副,因此偏心轮相当于一个有两个转动副的构件,一个转动副是在点 A 与机架 11 形成的,另外一个是在偏心轮几何中心处与构件 2 形成的。该机构中存在结构对称部分, 构件 8、9、 10和构件 4、5、6。如果去掉一个对称部分, 机构仍能够正常工作, 所以可以将构件 8、9、 10 以及其上的转动副 G、H、I和C 处的一个转动副视为虚约束;构件7 与构件11 在左右两边同时形成导路平行的移动副, 只有其中一个起作用, 另一个是虚约束; 构件 4、5、6在D 点处形成复合铰链。机构中没有局部自由度和高副。去掉机构中的虚约束,则机构中活动构件数为 7?n ,机构中低副数 10 ? lP ,得 110 27323???????? hlPPnF 5. 计算题5 图所示自动驾驶仪操纵机构的自由度。解: 自动驾驶仪操纵机构为空间机构,机构中共有 3 个活动构件, 其中构件 1、2 之间形成圆柱副, 属Ⅳ级副; 构件 2、3 形成转动副,属Ⅴ级副;构件 3、4 形成球面副,属Ⅲ级副; 构件 4、1 形成转动副, 属Ⅴ级副。则机构自由度为:113142536?????????F 6. 在题 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。题4图压榨机机构题5图自动驾