西交专业课 机械设计课后习题答案 第三章 机械运动设计与分析基础知识.doc

PAGE 1 - 第三章部分题解参考 3-5 图3-37所示为一冲床传动机构的设计方案。设计者的意图是通过齿轮1带动凸轮2旋转后，经过摆杆3带动导杆4来实现冲头上下冲压的动作。试分析此方案有无结构组成原理上的错误。若有，应如何修改？ 习题3-5图 习题3-5解图(a)　　　　　　　　　习题3-5解图(b)　　　　　　　　　习题3-5解图(c) 解　画出该方案的机动示意图如习题3-5解图(a)，其自由度为： 其中：滚子为局部自由度 计算可知：自由度为零，故该方案无法实现所要求的运动，即结构组成原理上有错误。 解决方法：①增加一个构件和一个低副，如习题3-5解图(b)所示。其自由度为： ②将一个低副改为高副，如习题3-5解图(c)所示。其自由度为： 3-6 画出图3-38所示机构的运动简图（运动尺寸由图上量取），并计算其自由度。 习题3-6(a)图　　　　　　　　　　　　　　　　　　　习题3-6(d)图 解(a)　习题3-6(a)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(a)解图(a)或习题3-6(a)解图(b)的两种形式。 自由度计算： 习题3-6(a)解图(a) 习题3-6(a)解图(b) 解(d)　习题3-6(d)图所示机构的运动简图可画成习题3-6(d)解图(a)或习题3-6(d)解图(b)的两种形式。 自由度计算： 习题3-6(d)解图(a) 　　　　　　　　　　　　　　　习题3-6(d)解图(b) 3-7 计算图3-39所示机构的自由度，并说明各机构应有的原动件数目。 解(a)　 A、B、C、D为复合铰链 原动件数目应为1 说明：该机构为精确直线机构。当满足BE=BC=CD=DE，AB=AD，AF=CF条件时，E点轨迹是精确直线，其轨迹垂直于机架连心线AF 解(b)　 B为复合铰链，移动副E、F中有一个是虚约束 原动件数目应为1 说明：该机构为飞剪机构，即在物体的运动过程中将其剪切。剪切时剪刀的水平运动速度与被剪物体的水平运动速度相等，以防止较厚的被剪物体的压缩或拉伸。 解(c)　方法一：将△FHI看作一个构件 B、C为复合铰链 原动件数目应为2 方法二：将FI、FH、HI看作为三个独立的构件 B、C、F、H、I为复合铰链 原动件数目应为2 说明：该机构为剪板机机构，两个剪刀刀口安装在两个滑块上，主动件分别为构件AB和DE。剪切时仅有一个主动件运动，用于控制两滑块的剪切运动。而另一个主动件则用于控制剪刀的开口度，以适应不同厚度的物体。 解(d)　 原动件数目应为1 说明：该机构为全移动副机构（楔块机构），其公共约束数为1，即所有构件均受到不能绕垂直于图面轴线转动的约束。 解(e)　 原动件数目应为3 说明：该机构为机械手机构，机械手头部装有弹簧夹手，以便夹取物体。三个构件分别由三个独立的电动机驱动，以满足弹簧夹手的位姿要求。弹簧夹手与构件3在机构运动时无相对运动，故应为同一构件。 3-9 是比较图3-41（a）、（b）、（c）、（d）所示的4个机构是否相同，或那几个是相同的？为什么？ 解 （a）、（b）、（c）、（d）机构都完成转动副—转动副—移动副—转动副这种运动连接方式，机构中相邻构件的运动副类型相同，且相对机架的位置也相同。因而这四个机构都是相同的 画图 3-10 找出图3-42所示机构在图示位置时的所有瞬心。若已知构件1的角速度，试求图中机构所示位置时构件3的速度或角速度（用表达式表示）。 解(a)　 （←）　　　　　　　　　解(b)　 （↓） 　 解(c)　 ∵　（↑）　　　　　解(d)　 （↑） ∴　（?）