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1、第三章部分题解 3-5 图 3-37 所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通 过齿轮 1 带动凸轮 2 旋转后,经过摆杆 3 带动导杆 4 来实现冲头 上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若 有,应如何修改? 解 画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a),其自由度为: F =3n-2P -P =3 3-2 4-1=0 3-6 54 其中:滚子为局部自由度 计算可知:自由度为零,故该方案无法实现所要求的运动,即结 习题 3-5 图 图 3-37 解决方法:1增加一个构件和一个低副,如习题 3-5 解图(b)所示。其自由度为: 构组成原理上有错误。 F =3n-2P
2、 -P =3 4-2 5-1=1 54 2将一个低副改为高副,如习题 3-5 解图(c)所示。其自由度为: F =3n-2P -P =3 3-2 3-2=1 54 习题 3-5 解图(a)画出图 3-38 所示机构的运动简图(运动尺寸由图上量取),并计算其自由度。 (a)机构模型 (d) 机构模型 图 3-38 习题 3-6 图 习题 3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(a)解图(a)或习题 3-6(a)解图(b)的两种形式。 计算该机构自由度为: F =3n-2P -P =3 3-2 4-0=1 54 习题 3-6(a)解图(a) 习题 3-6(a)解图(b)习题 3-6(d
3、)图所示机构的运动简图可画成习题 3-6(d)解图(a)、习题 3-6(d)解图(b)、习题 3-6(d)解图(c) 习题 3-5 解图(b) 习题 3-5 解图(c) 解(a) 解(d) 等多种形式。 -1- 3-7 解(a) 解(b) 解(c) 54 计算该机构自由度为: F =3n-2P -P =3 3-2 4-0=1 54 习题 3-6(d)解图(a)计算图 3-39 所示机构的自由度,并说明各机构应有的原动件数目。 F=3n-2P-P=3 7-2 10-0=1 54 A、B、C、D 为复合铰链原动件数目应为 1说明:该机构为精确直线机构。当满足 BE=BC=CD=DE,AB=AD,
4、AF=CF 条件时,E 点轨迹是精确直线,其轨迹垂直于机架 连心线 AF F=3n-2P-P=3 5-2 7-0=1 习题 3-6(d)解图(b) 习题 3-6(d)解图(c) 解(d) 解(e) B 为复合铰链,移动副 E、F 中有一个是虚约束 原动件数目应为 1 说明:该机构为飞剪机构,即在物体的运动过程中将其剪切。剪 切时剪刀的水平运动速度与被剪物体的水平运动速度相 等,以防止较厚的被剪物体的压缩或拉伸。 方法一:将FHI 看作一个构件 F =3n-2P -P =3 10-2 14-0=2 54 B、C 为复合铰链 原动件数目应为 2方法二:将 FI、FH、HI 看作为三个独立的构件 F
5、 =3n-2P -P =3 12-2 17-0=2 54 B、C、F、H、I 为复合铰链原动件数目应为 2 说明:该机构为剪板机机构,两个剪刀刀口安装在两个滑块上,主 动件分别为构件 AB 和 DE。剪切时仅有一个主动件运动,用 于控制两滑块的剪切运动。而另一个主动件则用于控制剪刀 的开口度,以适应不同厚度的物体。 F =(3-1)n-(2-1)P =(3-1) 3-(2-1) 5=1 5 原动件数目应为 1 说明:该机构为全移动副机构(楔块机构),其 公共约束数为 1,即所有构件均受到不 能绕垂直于图面轴线转动的约束。F=3n-2P-P=3 3-2 3-0=3 54 原动件数目应为 3 说明
6、:该机构为机械手机构,机械手头部装有弹簧夹手,以便夹取物体。三个构件分别由三个独立 的电动机驱动,以满足弹簧夹手的位姿要求。弹簧夹手与构件 3 在机构运动时无相对运动, 故应为同一构件。 -2- 3-10 找出图 3-42 所示机构在图示位置时的所有瞬心。若已知构件 1 的角速度 w 1 ,试求图中机构所示位置 时构件 3 的速度或角速度(用表达式表示)。 解(a) 解(c) v3 =vP13 =w1lP13P14() vP13 = w1lP13P14 = w3lP13P34 () w3 = lP13P14 w1 (P) P13P34 解(b) v3 =vP13 =w1lP13P14() 解(
7、d) v3 = vP13 = w1lP13P14 () -3- 第六章部分题解参考 6-9 试根据图 6-52 中注明的尺寸判断各铰链四杆机构的类型。 图 6-52 习题 6-9 图 解 (a) lmax +lmin =110+40=150Sl其余 =90+70=160 6-10 最短杆为机架 该机构为双曲柄机构(b) lmax +lmin =120+45=165Sl其余 =70+60=130 该机构为双摇杆机构(d) lmax +lmin =100+50=150c,则四杆中 c 为最短杆,若有曲柄,则一定是 CD 杆。 bd: lmax +lmin =b+cSl其余 =a+d ba+d-c=
8、17+21-8=30 bd: lmax +lmin =d+cSl其余=a+b bd+c-a=21+8-17=12 结论:12b30 时机构有曲柄存在,CD 杆为曲柄 设计一脚踏轧棉机的曲柄摇杆机构。AD 在铅垂线上,要求踏板 CD 在水平位置上下各摆动 10,且lCD =500mm,lAD =1000mm。试用 图解法求曲柄 AB 和连杆 BC 的长度。作图步骤:1按 ml = 0.01 m/mm 比例,作出 A、D、C、C1 和 C2 点。 2连接 AC1、AC2,以 A 为圆心 AC1 为半径作圆交 AC2 于 E点。 3作EC2的垂直平分线n-n交EC2于F点,则FC2的长 度为曲柄 A
9、B 的长度。 4作出机构运动简图 ABCD 及 B1、B2 点。 5测量必要的长度尺寸,得到设计结果。 注:以上作图步骤可以不写出,但图中必须保留所有的作图线条。 lAB =ml AB=0.01 8=0.08 m=80 mm(计算值:77.85 mm)lBC = ml BC = 0.01 112 = 1.12 m = 1120 mm (计算值:1115.32 mm) 图 6-53 习题 6-10 图 6-13 解 -1- 图 6-56 习题 6-13 图 习题 6-13 解图6-14 设计一曲柄摇杆机构。已知摇杆长度 l = 100 mm ,摆角y = 450 ,行程速比系数 K = 1.25
10、 。试根据 g 40o 的条件确定其余三杆的尺寸。 解 q =180 K -1 =180 1.25-1 = 20 K +1 1.25+1 4 min lAB = ml AB = 0.002 14.5 = 0.029 m = 29 mm (计算值:29 mm)lBC = ml BC = 0.002 73.5 = 0.147 m = 147 mm (计算值:146.68 mm) g min = 33 (计算值:32.42) -2- 不满足g min 40o 传力条件,重新设计 lAB = ml AB = 0.002 17 = 0.034m = 34 mm (计算值:33.81 mm)lBC = m
11、l BC = 0.002 54.5 = 0.109 m = 109 mm (计算值:108.63 mm) g min = 40 (计算值:40.16) 满足g 40o传力条件 min 设计一导杆机构。已知机架长度 l1 = 100 mm ,行程速比系数 K = 1.4 ,试用图解法求曲柄的长度。 K +1 1.4+1 6-15解 q=180K-1=180 1.4-1=30 lAB = ml AB1 = 0.002 13 = 0.026 m = 26 mm(计算值:25.88 mm) 6-16 设计一曲柄滑块机构。如图 6-57 所示,已知滑块的行程 图 6-57 习题 6-16 图 -3- s
12、 = 50 mm ,偏距 e = 10 mm 。行程速比系数 K = 1.4 。试用作图法求出曲柄和连杆的长度。 解 q=180K-1=180 1.4-1=30 K +1 1.4+1 lAB = ml AB2 = 0.001 23.5 = 0.0235 m = 23.5 mm (计算值:23.62 mm) lBC = ml B2C2 = 0.001 39.5 = 0.0395 m = 39.5 mm (计算值:39.47 mm) -4- 第七章部分题解参考 7-10 在图 7-31 所示运动规律线图中,各段运动规律未表示完全,请根据给定部分补足其余部分(位移线 图要求准确画出,速度和加速度线图
13、可用示意图表示)。 图7-31习题7-10图 解 7-11 一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构,凸轮为一偏心轮,其半径 R = 30mm ,偏心距 e = 15mm ,滚子 半径rk =10mm,凸轮顺时针转动,角速度w为常数。试求:(1)画出凸轮机构的运动简图。(2)作出 凸轮的理论廓线、基圆以及从动件位移曲线 s j 图。 解 7-12 按图 7-32 所示位移曲线,设计尖端移动从动件盘形凸轮的廓线。并分析最大压力角发生在何处(提 示:从压力角公式来分析)。 -1- 解 由压力角计算公式:tana =b v2(r +s)w v2、rb、w均为常数 s=0a=a a max max即 j =
14、0、j = 300,此两位置压力角a 最大 图7-32习题7-12图 设计一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮基圆半径 rb = 40mm ,滚子半径 rk = 10mm ;凸 轮逆时针等速回转,从动件在推程中按余弦加速度规律运动,回程中按等加-等减速规律运动,从动 件行程h = 32mm;凸轮在一个循环中的转角为:j =150,j = 30,j =120,j = 60,试绘制从 tshs 动件位移线图和凸轮的廓线。解 7-13 -2- 7-14 将 7-13 题改为滚子偏置移动从动件。偏距 e = 20mm ,试绘制其凸轮的廓线。 解 7-15 如图 7-33 所示凸轮机构。试用作图法在图上标出凸轮与滚子从 动件从 C 点接触到 D 点接触时凸轮的转角jCD ,并标出在 D 点 接触时从动件的压力角aD 和位移sD 。 解 -3-
