机械原理 习题答案 作者 王德伦 第4章.docx

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1、4.1一般化运动链：第一步：解除机架与原动件：第二步：低副连接转动副化第三步：复合铰链单一化，单一化结果有二种一般化运动链：4.2牛头刨床主运动链特定化1.包含一个移动副的设计方案对于牛头刨床主运动机构而言，运动链特定化时需要符合牛头刨床主运动的设计要求与约束，如：（1）必须有一个构件作为床身（机架），为分散工作负载，增强机构整体刚度采用三副构件作为床身；（2）必须有一个构件作为原动件，考虑到动力源情况和刨床急回的特点，原动件应为曲柄且是连架杆；（3）必须有一个移动副作为滑枕执行往复直线主运动，且

2、滑枕须是连架杆；（4）根据本题要求只含一个移动副。（5）机架（床身）、原动件和滑枕不可以在同一个子运动链环路中。这是因为需要避免形成四杆机构输出运动不均匀而影响切削质量，而六杆机构可以极大地改善这种情况。依据牛头刨床主运动的设计要求与约束，对运动链进行特定化如下：（1）床身要有一个构件作为床身，且床身须为三副构件，所以床身可以通过如下步骤确认：1）对于Watt’slinkage，考虑到运动链对称性，分配机架的结果有一个，如图4-2-1a所示。2）对于Stephenson’slinkage，考虑到运

3、动链对称性，分配机架的结果有一个，如图4-2-1b所示。a)b)图4-2-1确认床身的运动链（2）原动件要有一个构件作为原动件，考虑到动力源情况和刨床需要急回的特点，原动件应为曲柄且是连架杆；1）对于图4-2-1a所示的情形，考虑到运动链对称性，符合要求的结果有两个，如图4-2-2a、b所示。2）对于图4-2-1b所示的情形，考虑到运动链对称性，符合要求的结果有两个，如图4-2-2c、d所示。在确认机架和原动件后，有四个方案的运动链是可用的。a)b)c)d)图4-2-2确认床身和原动件的运动链（3

4、）滑枕由刨床的工作原理决定必须要一个滑枕去执行往复直线切削运动，为了保证刨床加工精度滑枕须为连架杆，而且床身、原动件和滑枕不能同在一个四杆子链中，所以滑枕的确认步骤如下：1）对于图4-2-2a所示的情形，分配滑枕的结果有一个，如图4-2-3a所示。2）对于图4-2-2b所示的情形，无论分配滑枕给剩下的哪个杆都会使床身、原动件和滑枕同在一个四杆子链中，所以没有满足要求的解，那么该方案终止。3）对于图4-2-2c所示的情形，分配滑枕的结果有一个，如图4-2-3b所示。4）对于图4-2-2d所示的情形，

5、考虑到运动链的对称性，分配滑枕的结果有一个，如图4-2-3c所示。abc图4-2-3确认床身、原动件和滑枕的运动链（4）剩下的5个运动副都是转动副，为使滑枕运动平稳加入一个移动副虚约束，机构简图如下：abc2.包含三个移动副的设计方案（1）首先指定三副杆做机架（绿色），情况如下：（2）其次指定原动件（红色），情况如下：（3）然后指定滑枕，情况如下，但是有三种情况不合适（机架、原动件、滑枕位于同一环路）：（4）分配两个移动副：A.对于A111与原动件与机架相连的运动副不可以为移动副，另有一个移动副的

6、位置已经确定（滑枕），剩余五个位置放两个移动副共有种情况（结构不对称，所以不重合），具体方案与机构简图图谱如下：运动链图机构简图运动链图机构简图A.对于B111与原动件与机架相连的运动副不可以为移动副，另有一个移动副的位置已经确定（滑枕），剩余五个位置放两个移动副共有情况（结构不对称，所以不重合）。运动链图机构简图运动链图机构简图A.对于B121与原动件与机架相连的运动副不可以为移动副，另有一个移动副的位置已经确定（滑枕），剩余五个位置放两个移动副共有种情况（结构不对称，所以不重合）。运动链图机构

7、简图运动链图机构简图4.3（1）不含移动副设计六杆窗户机构运动链特定化时需要符合设计要求与约束：A窗体为主动件也是从动件B窗体不与机架连接，即窗体不做连架杆对于瓦特链：方案一：6为机架，2为窗体：方案二：1为机架，5为窗体对于斯蒂芬森链：方案三：1为机架，2为窗体方案4：1为机架，4为窗体方案5：1为机架，2为窗体方案6：1为机架，2为窗体方案7：1为机架，2为窗体方案8：1为机架，2为窗体（2）含有一个移动副设计六杆窗户机构运动链特定化时需要符合设计要求与约束：A窗体为主动件也是从动件B窗体不与

8、机架连接，即窗体不做连架杆C滑块与机架相连方案一：1为机架，2为滑块，5为窗体方案二：1为机架，2为滑块，3为窗体