机械原理典型例题(第二章机构分析)10-13

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1、机械原理典型例题（第二章）——结构分析2011.9CAB例1：试绘制图示偏心回转油泵机构的运动简图。图中偏心轮1绕固定轴心A转动，外环2上的叶片在可绕轴心C转动的圆柱3中滑动。当偏心轮连续转动时，将低压油由右端吸入，高压油从左端排出。解：选取合适的比例尺绘制运动简图；计算机构自由度n=3,pl=4,ph=0F=3n-2pl-ph=3×3－2×4－0=1结论：此机构为曲柄滑块机构，需要一个原动件。例2：计算图示精压机构的自由度解：该机构中存在结构对称部分，从运动传递的独立性来看，有机构ABCDE就可以了，其余部分对机构的运动传递没有影响，故引入了

2、虚约束。将机构中的虚约束部分去掉不计，C处为复合铰链，n=5,pl=7,ph=0F=3n-2pl-ph=3×5－2×7－0=1例3:计算图示机构的自由度。解：D点是三构件相铰接的复合铰链，凸轮从动件的滚子G引入一个局部自由度，凸轮与大齿轮固结为同一构件。n=9,pl=12,ph=2F=3n-2pl-ph=3×9－2×12－2=1例4：图示机构中，AB∥=EF∥=CD，试计算机构自由度。解：C处为复合铰链，m=3；G处为局部自由度；有一个虚约束。I处有一个高副虚约束。机构ABCDEF为平行四边形机构，构件EF及引入的约束为虚约束。机构自由度Fn=

3、6,Pl=7,Ph=2F=3n-2Pl-Ph=3×6-2×7-2=2AEBDCFGHI例5：图示凸轮驱动式四缸活塞空气压缩机的机构运动简图，计算其自由度。凸轮1为原动件，当其转动时，分别推动装于四个活塞上的ABCD处的滚子，使活塞在相应的汽缸内往复运动。连杆长度AB=BC=CD=AD。解：ABCD四个滚子为局部自由度；连杆4、7、10、13为虚约束；机构自由度Fn=5,Pl=5,Ph=4F=3n-2Pl-Ph=3×5-2×5-4=1例6：计算图示机构的自由度，作出仅含低副的低代机构。解：计算机构的自由度C处为复合铰链，H处为局部自由度，F和G处

4、的移动副一个算作虚约束n=8,pl=11,ph=1F=3n-2pl-ph=3×8－2×11－1=1高副低代滚子和移动凸轮在高副接触点K处的曲率中心分别为H和O点，则用附加杆HO和转动副H和0来代替高副K，代换后的机构为仅含低副的机构。此时，n=9,pl=13,ph=0F=3n-2pl-ph=3×9－2×13=1例7:计算图示机构的自由度，作出仅含低副的替代机构，并进行机构组成分析，确定杆组和机构的级别。解：①计算机构的自由度F处为复合铰链，G处为局部自由度，则n=7,pl=9,ph=2F=3n-2pl-ph=3×7－2×9－2=1②高副低代用

5、附加杆DB和GK及转动副B和D、G和K来代替两高副，代换后的机构为仅含低副的机构。此时，n=9,pl=13,ph=0F=3n-2pl-ph=3×9－2×13－0=1该机构由两个Ⅱ级杆组和一个Ⅲ杆组与原动件组成，故机构为Ⅲ级机构。例8:计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析，确定杆组和机构的级别。解：计算机构的自由度A处为复合铰链，则n=6,pl=8,ph=0F=3n-2pl-ph=3×6－2×8－0=2机构的组成①以构件1、2为原动件：6-5为Ⅱ级杆组；3-4为Ⅱ级杆组机构为Ⅱ级机构。以构件2、6为原动件：1-3-4-5为Ⅲ级杆组，机构为Ⅲ

6、级机构。以构件1、6为原动件：4-5为Ⅱ级杆组；2-3为Ⅱ级杆组机构为Ⅱ级机构。不同的原动件，组成机构的杆组与级别不相同。例9：图示牛头刨机构设计方案图。设计者的意图是动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3做往复摆动，并带动滑枕4往返移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构组成原理上的错误，若有，请说明原因并修改。（作业：补充修改方案）解：机构的自由度，n=4,pl=6,ph=0F=3n-2pl-ph=3×4－2×6－0=0F＜机构原动件数不能运动。修改：增加机构自由度的方法是：在机构的适当位置添加一个活动构件和一个低副或者用一个高副代替

7、原来机构中的一个低副。基本概念题1.选择题：1）当机构的自由度F>0，且原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。A.小于B.等于C.大于D.大于或等于2）有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将他们串成一个平面机构，则其自由度等于。A.0B.1C.23）机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间产生任何相对运动。A.可以B.不能C.不一定4）在机构中主动件数目机构自由度数目时，该机构具有确定的运动。A.小于B.等于C.大于5）平面机构中运动副引入的约束的数目最少为个。A.一个B.两个C.三个BBBBB6）平面机构中自

8、由度数目最多为个。A.一个B.两个C.三个7）平面机构中若引入一个高副将带入个约束。A.一个B.两个C.三个8）平面机构中若引入一个低副将带入个约束。