资源描述
第1章 平面机构的结构分析 131.3 试题精选和答题技巧 图1-1例1-1 如例1-1(a)图所示是牛头刨床设计方案草图。设计思路为:动力由曲柄1输入,通过滑块2使摆动导杆3作往复摆动,并带动滑枕4作往复移动,以达到刨削的目的。试问图示的构件组合是否能达到此目的? 如果不能,该如何修改? 解题要点: (1)增加一个低副和一个活动构件; (2)用一个高副代替低副。 解:首先计算图1-1方案草图的自由度。 n=4,=6,=0说明如果按此方案设计不能成为机构,是不能运动的。必须做修改,以达到设计目的。 (a)修改方案见例1-1图(b)(i) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) 例1-1图 例 1-2 如例1-2(a)图所示,已知: DE=FG=HI,且相互平行;DF=EG,且相互平行;DH=EI,且相互平行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。 例1-2(a)图 解题要点: 这是同时具有复合铰链、局部自由度和虚约束的典型例题。计算自由度时要注意D、E为复合铰链;滚子绕自身几何中心B的转动自由度为局部自由度;由于DFHIGE的特殊几何关系,构件FG的存在只是为了改善平行四边形DHIE的受力状况等目的,对整个机构的受力不起约束作用,故FG杆及其两端的转动副所引入的约束为虚约束。在计算机构自由度时,除去FQ杆及其带入的约束、除去滚子引入的局部自由度并将其与杆2固连,得如例1-2(b)图所示。 例1-2(b)图 解:根据例1-2(b)图计算机构的自由度: n=8,=11,=1=1例1-3 计算例1-3(a)图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。 例1-3图 解题要点: 滚子B带来一个局部自由度,应除去滚子引入的局部自由度,即将其与构件2固连;H、I之一引入一个虚约束,计算自由度时只算一个低副。 解:根据例1-3图计算机构的自由度: n=6,=8,=1=1例 1-4 如例1-4图所示, 已知HG=IJ,且相互平行;GL=JK,且相互平行。计算此机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。 例1-4 图 解题要点: 滚子C带来一个局部自由度,应除去滚子引入的局部自由度,即将其与构件2固连;虚线框部分可以看成虚约束,计算自由度时应不予考虑;G为复合铰链。 解:根据例1-4图计算机构的自由度: n=8,,=11,=1=1例 1-5计算如例1-5图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。 解题要点:注意C为复合铰链。 解:根据例1-5图计算机构的自由度: n=7,=10, =0, =1 例1-5图 例1-6图例 1-6计算如例1-6图所示机构的自由度 。(若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。 解题要点: C为复合铰链;G、I之一为虚约束;滚子B带来一个局部自由度,应除去滚子引入的局部自由度,即将其与构件2固连。 解:根据例1-6图计算机构的自由度: n=7,=9,=0 例 1-7计算如例1-7图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。 例1-7图 解题要点: D为复合铰链;HI或滑块9之一为虚约束;滚子B带来一个局部自由度,应除去滚子引入的局部自由度,即将其与构件2固连。 解:根据例1-7图计算机构的自由度:n=8,=11,=1例 1-8 计算如例1-8图所示机构的自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。 例1-8图 解题要点: G为复合铰链;CD为虚约束;滚子B带来一个局部自由度,应除去滚子引入的局部自由度,即将其与构件2固连。 解:根据例1-8图计算机构的自由度: n=12,=17,=1 例 1-9 计算如例1-9图所示,已知ADBECF ,并且AD=BE=CF;LN=MN=NO , 构件1、2为齿轮,且齿轮2与凸轮固联。试计算其自由度(若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出)。 例1-9图 解题要点: F、I为复合铰链;BE,MN或滑块15之一为虚约束,G、H之一,J、K之一为虚约束;滚子带来一个局部自由度,应除去滚子引入的局部自由度,即将其与构件3固连。 解:根据例1-9图计算机构的自由度:n=13,=18,=2 例1-10(a)图例1-10 计算例1-10(a)图所示机构的自由度,分别以构件2、4、8为原动件确定机构的杆组及机构的级别。 解题要点: 正确区分或级杆组。 解:计算机构的自由度: n=7,=10,=0 以2为原动件:如例1-10(b)图, 3、4构件可以组成RRP级杆组;5、6构件可以组成RRR级杆组;7、8构件可以组成RRP级杆组。该机构的基本杆组最高级为级,所以以2为原动件时机构为级机构。 例1-10(b)图 以4为原动件:如例1-10(c)图, 2、3构件可以组成RRR级杆组;5、6构件可以组成RRR级杆组;7、8构件可以组成RRP级杆组。该机构的基本杆组最高级为级,所以以4为原动件时机构为级机构。 例1-10(c)图 以8为原动件:如例1-10(d)图,6、7构件可以组成RRR级杆组;2、3、4、5构件可以组成级杆组;该机构的基本杆组最高级为级,所以以8为原动件时机构为级机构。 例1-10(d)例1-11 计算例1-11(a)图所示机构的自由度。并确定机构的杆组及机构的级别。 解题要点: 正确区分或级杆组。 解:如例1-11图所示,计算机构的自由度: n=9,=13,=0 图1-11 例1-11(a)图 例1-11(b)图 如例1-11(b)图所示,2、3构件可以组成RRR级杆组;4、5、6、7构件可以组成级杆组;8、9构件可以组成RRR级杆组;该机构的基本杆组最高级为级,所以机构为级机构。
展开阅读全文