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1、第二章 机构的结构分析 Z2-6 试计算图示各机构的自由度。n = 4 PL = 5(A处为复合铰链) PH = 1 P= 0 F = 0 F = 3n -(2PL + PH - P) - F = 1n = 7 PL = 8（C、F处只能各算一个移动副） PH = 2 P= 0 F = 2（B、E两处各有一个局部自由度） F = 3n - (2PL + PH - P) - F = 1复局n = 11 PL = 17（C、F、K均为复合铰链） PH = 0 P=2PL+ PH-3n=210-36=2 F = 0 F = 3n - (2PL + PH - P) - F = 1n = 6 PL =
2、7（A、B、C均为复合铰链） PH = 3 P= 0 F = 0 F =3n-(2PL +PH-P) -F =1 齿轮3与5的啮合高副提供 1 个约束； 齿条7与5的啮合高副提供 2 个约束。虚 复复复复L2-1 指出图示运动链的复合铰链、局部自由度、虚约束，并计算其自由度。 n = 9 PL =11（F为复合铰链） PH =2 P=1（CD双转动副杆） F=2（两处的滚子） F = 3n - (2PL + PH - P) - F = 39 -(211+2-1) -2= 2复局局虚L2-2 分别计算下列图示机构的自由度，若有复合铰链、 局部自由度或虚约束，必须指出。 n = 7 PL = 9（
3、B为复合铰链） PH = 1 P=0 F= 1（D处有一个局部自由度） F = 3n - (2PL + PH - P) - F = 37 -(29+1-0) -1=1复局第三章 平面机构的运动分析Z3-1 试求图示各机构在图示位置时的全部瞬心（用符号 Pij直接标注在图上）。Z3-3 在图a所示的四杆机构中，lAB=60mm，lCD=90mm，lAD= lBC =120mm，2=10rad/s，试用瞬心法求：1）当=165时，点C的速度VC；解：1）取L=3mm/mm，作机构运动简图，定出瞬心P13 的位置，如图b。P13 为构件3的绝对瞬心，则：3 = VB / lBP13 = 2 lAB
4、/(L BP13) =1060/(378)=2.56（rad/s）VC = 3 lCP13 = 3 L CP13 = 2.563 52 /1000=0.4（m/s）2）当=165时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及速度的大小；解：因BC线上速度最小之点必与P13点的距离最近，故从P13引BC线的垂线交于点E，如图b。则：VE = 3 lP13E = 3 L P13E = 2.563 46.5/1000=0.357（m/s）3）当VC =0时， 角之值（有两解）。解：作出VC =0时机构的两个位置，即AB与BC共线的两个位置，如图c。量出：1=26.4 2=226.6 L3-1 图示机构
5、中尺寸已知(L：m/mm），构件1沿构件4 作纯滚动，其上S点的速度为vS(V ：m/s/mm)。(1)在图上作出所有瞬心； (2)用瞬心法求出K点的速度vK。P12P23P14 P13P24P34vKL3-2 在图示机构(L)中，已知原动件1 以匀角速度1逆时 针方向转动，试确定：(1)机构的全部瞬心；(2)构件 2的角速度2 、构件3的速度v3(需写出表达式)。 P12P23P14 P13P34P24第四章 平面机构的力分析 Z4-5 图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F为作用在活塞上的力， 转动副A及B上所画的虚线小圆为摩擦圆，试决定在此三个位 置时，作用在连杆AB上的作用力的真实方向（各
6、构件的重量及惯性力略去不计）。4-5 图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F为作用在活塞上的力， 转动副A及B上所画的虚线小圆为摩擦圆，试决定在此三个位 置时，作用在连杆AB上的作用力的真实方向（各构件的重量及惯性力略去不计）。Z4-6 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向回转， F为作用在推杆2上的外载荷，试确定各运动副中总反力（R31 、R12、R32）的方位（不考虑构件的重量及惯性力，图中虚 线小圆为摩擦圆，运动副B处摩擦角为=10）。FF + R12 + R32 = 0方向： 23 v21R21 + R31 = 0解：取2为分离体：三力杆方向： R1213取1为分离体：不是二力
7、杆v21L4-1 图示偏心盘杠杆机构，机构简图按L=1mm/mm作出 ，转动副A、B处细实线是摩擦圆，偏心盘1与杠杆2 接触处的摩擦角的大小如图所示。设重物Q=1000N 。试用图解法求偏心盘1在图示位置所需的驱动力矩 Md的大小和方向。 Q + R12 + R32 = 0方向： 23 v21R21 + R31 = 0解：取2为分离体：三力杆方向： R1213取1为分离体：不是二力杆R12Q23v211R32R21R31第五章 机械的效率与自锁Z5-9 在图a所示的缓冲器中，若已知各楔块接触面间的摩擦系数f及 弹簧的压力FQ，试求当楔块2、3被等速推开及等速恢复原位 时力 F 的大小，该机构的
8、效率，以及此缓冲器正、反行程均不至发生自锁的条件。FFQFQ解：1、正行程（推开）： 1）取2为分离体：三力杆 FQ + R12 + R42 = 0 方向：2）取1为分离体：三力杆F + R21 + R31 = 0方向：大小：V24V21 R12v13？大小：？FQFFFQFQ3）作力多边形，由图可得：F = FQcot (-)F0 = FQcot = F0/F = tan (-)/ tan令0，得自锁条件： 。 不自锁条件为： 。2、反行程（恢复原位）： FQ为驱动力FFQFQ正行程：F = FQcot (-)F = FQcot (+) FQ = Ftan (+)FQ0 = Ftan = F
9、Q0/FQ = tan/tan (+)令0，得自锁条件： + 90 不自锁条件为： Li+Lj：CD最短：LCD+600240+500 LCD140 CD中间长： 240+600500+LCD LCD600+500 LCD860但CD最长也不得超过240+600+500=1340， 即LCD1340140 LCD340 860 LCD1340综合：当140 LCD1340时，得到双摇杆机构。Z8-11 如图所示，现欲设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长lCD =75mm，行程速比系数K=1.5，机架AD的长度为lAD=100mm， lBC - lAB = LAC1= AC1L =352 lB
10、C + lAB = LAC2= AC2L=84.52解得： lAB =49.5mmlBC =119.5mm lBC - lAB = LAC2= AC2L =132 lBC + lAB = LAC1 = AC1L = 352解得： lAB =22mmlBC =48mm解：=36 又知摇杆的一个极限 位置与机架间的夹角 =45，试求曲柄的 长度lAB和连杆的长 度lBC 。（有两个解 。）L8-1 设计一曲柄滑块机构。已知曲柄长a=20mm，偏心距 e=15mm，其最大压力角=30。试用作图法确定连 杆长度BC，滑块的最大行程，并标明其极位夹角 ，求出其行程速度变化系数。L8-2 设计一偏置曲柄滑
11、块机构。已知滑块行程为50mm，曲柄为原动件，当滑块处于左、右两个极限位置时，机构传动角分别为 30和60。试（取L=1mm/mm）：1）用图解法求曲柄长度LAB、连杆长度LBC和偏距e； 2）该机构的行程速比系数K； 3）要使滑块从左向右运动为工作行程，在图中标出曲柄的转向； 4）作出此机构的最小传动角min。 Z9-6 图示为一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。已知凸轮轮廓由 三段圆弧和一段直线组成，它们的圆心分别为O、O、O，半径 分别为 r=18mm，r=36mm及r=5mm，偏距e=8mm。滚子半径 rr=5mm。现要求：1）画出凸轮的理论廓线 及基圆； 2）求出推杆的行程h、 推程运动
12、角0及回程 运动角度0 ； 3）标出图示位置推杆的 位移s及凸轮机构的 压力角； 4）标出凸轮由图示位置 转过60时推杆的位 移s及凸轮机构的压 力角。r0 =23；h=21；0 =125；0=57； s=9.5；=10；s=11；=60 。例 图示为一偏心圆盘（滚子偏置直动从动件）凸轮机构， 圆盘的几何中心在C点， O为凸轮的转动中心。试用图 解法：1）画出凸轮的理论廓线、基圆及偏距圆； 2）作出从动件的行程h；3）标出图示位置从动件 的位移s及凸轮机构的 压力角；4）标出凸轮由图示位置 转过90时从动件的位 移s及凸轮机构的压力 角。L10-1 一对外啮合正常直齿圆柱标准齿轮传动，已知：
13、m=10mm，传动比i12=3，标准中心距a=360mm， =20，ha*=1，c*=0.25。试计算以下各值： 1）齿数Z1、Z2； 2）两轮的分度圆直径d1、d2； 3）两轮的齿顶圆直径da1、da2； 4）分度圆齿厚s和顶隙c。 L10-2 一对正常齿标准直齿圆柱齿轮传动，小齿轮因遗失需配制。已测得大齿轮的齿顶圆直径da2=408mm，齿数Z2=100，压力角=20，两轴的中心距a=310mm，试确定小齿轮的模数m、齿数Z1、分度圆直径d1、基圆直径d b1、齿根圆直径df1。 L11-1 如图所示的复合轮系中，已知各轮齿数为：Z1=20，Z2=40，Z2=50，Z3=30，Z3=20，
14、Z4=30。若n1=1000rpm，转向如图。试计算转轴5的转速n5的大小，并判断其转向。 L11-2 如图为锥齿轮周转轮系，已知齿轮齿数为Z1=20， Z2=24，Z3=30，Z4=40，转速n1=300r/min，n4=- 25r/min（轮1、4的转向相反），求两轮行星架的转速nH（说明转向）。11-11 在图示的复合轮系，设已知n1=3549r/min，各轮齿数为 z1=36 ，z2=60，z3 =23， z4= 49， z 4= 69， z5=31，z6=131，z7=94， z8=36，z6=167，试求行星架H的转速nH（大小及转向）。解：1）分清轮系=-= -1.899行星轮系：456（7）定轴轮系：12342）分别列出各轮系的传动比计算式 i14= n1 /n4 =z2z4 /z1z3 =3.551（转向如图）3）写出联接关系式 n4= n4 4）联立求解 nH = 124.15(r/min) （ H的转向与轮4相同）行星轮系：789（H）=-= -1.777
