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1、一 机构结构二 平面连杆机构及其分析设计三 凸轮机构及其设计四 论析及其设计六 机构的动力学1-1答案:a)自由度数为。约束掉个移动,保留个转动自由度,为级运动副。b) 自由度数为。约束掉个移动、个转动,保留个移动,个转动自由度,为级运动副。c) 自由度数为1。约束掉2个移动、3个转动,保留1个移动自由度,为5级运动副。d) 自由度数为1。约束掉3个移动、个转动,保留个转动自由度,为5级运动副。e) 自由度数为2。约束掉2个移动、个转动,保留1个移动,个转动自由度,为4级运动副。1-1答案:a)自由度数为。约束掉个移动,保留个转动自由度,为级运动副。b) 自由度数为。约束掉个移动、个转动,保留
2、个移动,个转动自由度,为级运动副。c) 自由度数为1。约束掉2个移动、3个转动,保留1个移动自由度,为5级运动副。d) 自由度数为1。约束掉3个移动、个转动,保留个转动自由度,为5级运动副。e) 自由度数为2。约束掉2个移动、个转动,保留1个移动,个转动自由度,为4级运动副。1- 2答案:a)其结构的自由度或。机构运动简图: b)自由度。机构运动简图:c)自由度。机构运动简图:d)自由度。机构运动简图:1-3答案:,单链数()闭环数k由页公式a可得: 由上式可得自由度1的杆单链运动链的基本方案如下:运动链类型闭合回路数运动副数()元素杆数目()元素杆数目()元素杆数目()元素杆数目()杆链页图
3、双柱曲柄压力机构简图中,所对应的个闭合回路分别是由如下构件组成:,;,;,;,。1-4答案:a)其中、构件构成了虚约束。;先按a)图机构运动起来。拆去虚约束后再观察其运动。b)其中、杆及下方的活塞构成虚约束。;c)为轨迹重合虚约束,可认为杆或滑块之一构成虚约束。;d)对称的上部分或下部分构成虚约束。.1-6答案:a)注意其中的、点并不是复合铰链。以为原动件时:由三个级基本杆组与原动件、机架构成的机构,其机构级别为二级。以为原动件时:由个级基本杆组,个级基本杆组组成。杆组级别为三级。b)以为原动件时:由个级基本杆组组成,机构级别为三级。以为原动件时:由个级基本杆组组成,机构级别为级。C)其中点为
4、复合铰链,分别由2、构件在点构成复合铰。以为原动件时:由个级基本杆组组成。机构级别为级。以为原动件时:由个级基本杆组组成。机构级别为级。d)或者其中、处的磙子具有局部自由度。高副低代后的瞬时替代机构为:机构级别为级。e)其中不是复合铰链,处构成虚约束。高副低代后为: 由个级基本杆组组成,机构级别为级。F)滚子具有局部自由度,点构成虚约束。其中、点不是复合铰链。高副低代后为: 由个级基本杆组,个级基本杆组组成。机构级别为级。1-7答案:a)()b)F=63(32+52)c)()d)() 2-1答案:a) b) 曲柄摇块机构 曲柄滑块机构c)d) 曲柄滑块机构曲柄摇块机构2-2答案:1)该机为曲柄
5、摇杆机构,且AB为曲柄,则AB应为最短杆。其中已知BC杆为最长杆50。 lAB+lBClAD+lCD lAB152)该机构欲成为双曲柄机构,同样应满足曲柄存在的条件,且应以最短杆为机架。现AD为机架,则只能最短杆即为AD,则最长杆可能为BC杆,也可能是AB杆。) ) 若AB杆为最长杆:lAD+lABlBC+lCDlAB55 即lAB) ) 若杆为最长杆:lAB+lBClAB+lCDlAB45 即lAB若该机构为双曲柄机构,则杆杆长的取值范围为:45lAB50) ) 欲使该机构为双摇杆机构,则最短杆与最长杆之和应大于另外二杆之和。现在的关键是谁是最短、最长杆?1) 1) 若AB杆最短,则最长杆为
6、BC:lAB+lBClCD+lADlAB152)若AD杆最短,BC杆最长:lAD+lABlBC+lCD lAB45 AB杆最长:lAD+lABlBC+lCD lAB55 lABlAD+lCD+lBC lAB115 综上分析:AB杆的取值为: 15lAB45 或者 55lAB115 2-3答案:由于lABlADlBClCD,且以最短杆的邻边为机架。故该铰链四杆机构为曲柄摇杆机构。为曲柄。)以曲柄为主动件,作业摇杆的极限位置如图所示。AC1lABlBC80AC2lBClAB24极位夹角:COSC2ADCOSC1AD COS(AC22AD2C2D2)AC2ADCOS(AC2AD2CD2)ACADCO
7、S(242+722502)/22472COS(02+722502)/28072 21o行程速比系数()()1.27最小传动角min出现在与机架重合位置(分正向重合、反向重合)如下图。分别求出1、,再求最小传动角。1COSCD2+BC2(CDAB)2 /2CDBC27.5oCOSCD2+BC2(DAB)2 /2CDBC174.7o曲柄处于位置时,传动角曲柄处于位置时,传动角18002现比较的、大小,最小传动角取、中最小者min5.3o求:摇杆的最大摆角:B1DC1B2DC2COS(1D2+C1D2B1C1) /2B1DC1DCOS(2D2+C1D2B1C12) /2B2DC2D COS(442+
8、502522) /24450COS(1002+502522) /210050 61.3o) ) 取为机架,该机构演化为双曲柄机构。因为在曲柄摇杆机构中取最短杆作为机架,其个连架杆与机架相连的运动副、均为整转副。、两个转动副为摇转副。 2-4答案:)四杆机构中,最短杆,最长杆因为lABlBClCDlAD且以最短杆的邻边为机架故四杆机构为曲柄摇杆机构)摇杆处于极限位置时,滑块亦分别处于其极限位置先求极位夹角,再求行程速比系数极位夹角C2ADC1AD COS(C2A2+AD2C2D) /2C2AADCOS(C1A2+AD2C1D) /2C1AAD COS(252+502402) /22550COS(
9、852+502402) /28550 39.2o行程速比系数()()1.56)在ADC1中:COSDC1(502+402852) /25040157.1o在ADC2中:COSDC2(502+402252) /2504033o1D1DC12DE2ADC2在1D1中:COS1DE1 (1D2+20260) /2F1D60即可求出1=53.17在2D2中:COS2DE2 (2D2+20260) /2F2D60即可求出F2D=128.84所以滑块的行程F2DF1D75.67)机构的最小传动角min出现在杆垂直于导路时(即导路)COSminED/EFCOSminmin78.4o) ) 导轨水平处于E1、E2之中间时,机构在运动中压力角最小2-5答案:当构件处于上下极限位置时,此时曲柄分别处于与摇杆垂直的两次位置。).1COS-1(200/585) =24.4o k=(180+)(180)1.31).sin-1(200/585)=22.2o 1167.8o在11中:COS11(1212112)(11) 即COS11(3002CE127002)(0CE1)CE1728.