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1、题2・14图a所示是为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能保持人行走的稳定性。若以颈骨1为机架，试绘制其机构运动简图和计算其自由度，并作出大腿弯曲90度吋的机构运动简图。解：1）取比例尺,绘制机构运动简图。大腿弯曲90度时的机构运动简图如虚线所示。（如图2-5所示）2）n=5p,=7ph=0F=3n—2—Ph=3x5—2x7—0=1弯曲90°吋的机构运动简图题2・16试计算如图所示各机构的自由度。图a、d为齿轮■连杆组合机构；图b为凸轮■连杆组合机构（图中在D处为饺接在一起的两个滑块）；图c为一精压机机构。并问在图d所示机构屮，齿
2、轮3与5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同？为什么？d)解：a)/2=4Pi=5ph=1F=3n-2p,-ph=3x4-2x5-l=lA处为复合较链b)解法一：n=5P[=6Ph=2F=3n_2p[_Ph=3x5—2x6—2=1解法二：n=la=8pR虚约束p=0局部自由度F'=2F=3/?-(2/7/+p/;-/?,)-F,=3x7-(2x8+2-0)-2=l2、4处存在局部自由度c)解法一：n=5Pi=7ph=0F=3it—2P]—Ph=3x5—2x7—0=1解法二：n=llP]=17ph=0虚约束p=2p{+0；—3〃=
3、2xlO+O—3x6=2局部自由度Fz=0F=3〃—(2刃+—//)—=3x11—(2x17+0—2)—0=1C、F、K处存在复合较链d)n=6门=7ph=3F=3n_2p[_Ph=3x6—2x7—3=1齿轮3与齿轮5的啮合为高副（因两齿轮中心距己被约束，故应为单侧接触）将提供1个约束。齿条7与齿轮5的啮合为高副（因中心距未被约束，故应为双侧接触）将提供2个约束。3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号P,,直接标注在图上）(b)答:答:（10分）3-4标出图示的齿轮一连杆组合机构屮所有瞬心，并用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比3
4、1/(03。（2分）答：1)瞬新的数目：K=N(N-l)/2=6(6-l)/2=155/33=P36P
5、3/P】6P13=DK/AK由构件1、3在K点的速度方向相同，可知33与3］同向。3-6在图示的四杆机构中，LAB=60mm,LCD=90mm,LAD=LBc=120mm,a）2=10nid/s,试用瞬心法求：1）当4>=165°时，点的速度vc；2）当4）=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：1)以选定的比例尺U机械运动简图(图b)2)求vc定出瞬心pl2的位置(图b)因P13为构件3的绝对瞬心，则有33=
6、vb/1Bpi3=321ab/Ui.Bpi3=10X0.06/0.003X78=2.56(rad/s)vc=Ucpi333=0.003X52X2.56=0.4(m/s)3）定出构件3的BC线上速度最小的点F笳佶罟闵RC线上速度最小的点必与pl3点的距离最近，故丛pl3引BC线的垂线交于点（3分）vE=u1.P13E33^0.003X46.5X2.56=0.2、/4）定出vc=O时机构的两个位置（图c）量出4）］=26.4°解：此题是判断机构的自锁条件，因为该机构简单，故可选用多种方法进行求解。解法一：根据反行程时77z<0的条件来确定。反行程
7、时（楔块3退出）取楔块3为分离体，其受工件1、1'和夹具2作用的总反力Frh和Fr23以及支持力£。各力方向如图5・5（a）,（b）所示,根据楔块3的平衡条件，作力矢量三角形如图5・5（0）所示。由正弦定理可得Fri3=FC°S%n（a-2^）当“°时，耳23。二叹叱于是此机构反行程的效率为sin(a_20)sina令W可得自锁条件为：a<2（/）o(a)(b)阴(c)
8、¥
9、5-8解法二：根据反行程时生产阻力小于或等于零的条件来确定。根据楔块3的力矢量三角形如图5・5(c),由正弦定理可得Ff=Fr23sm(Q-2%s0若楔块不自动松脱，则应
10、使Fz<0即得自锁条件为：Q520解法三：根据运动副的自锁条件来确定。由于工件被夹紧后厂力就被撤消，故楔块3的受力如图5-5(b)所示，楔块3就如同受到FR23(此时为驱动力)作用而沿水平面移动的滑块。故只要FR23作用在摩擦角e之内，楔块3即发生自锁。即an,由此可得自锁条件为：a<1(f)。讨论：本题的关键是要弄清反行程时FR23为驱动力。用三种方法来解，可以了解求解这类问题的不同途径。8・6如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为0=240"","600nmi9c=400mm,d=500mmQ试问：1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？2
11、)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得?3)若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构,d的取值范围为何
