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机械原理平面机构的运动简图及自由度习题答案

1. 计算齿轮机构的自由度.
解:由于B. C 副中之一为虚约束,计算机构自由度时,应将 C 副去除。

即如下
图所示:
该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F
2.
.机构具有确定运动的条件是什么如果不能满足这一条件,将会产生什么结果
机构在滚子B 处有一个局部自由度,应去除。

该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F
定轴轮系
A
B
C
1
2
3
4
图2-22
A
B
C
D
G
E
H
F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。

该机构当修改为下图机构,则机构可动:
N=4, PL=5, Ph=1;
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
1)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。

F=⨯-⨯-=
自由度342511
2)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。

F=⨯-⨯=
自由度31211
3)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。

F=⨯-⨯=
自由度33241
第一章平面机构的运动简图及自由度
一、判断题(认为正确的,在括号内画√,反之画×)
1.机构是由两个以上构件组成的。

()
2.运动副的主要特征是两个构件以点、线、面的形式相接触。

()
3.机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零。

()
4.转动副限制了构件的转动自由度。

()
5.固定构件(机架)是机构不可缺少的组成部分。

()
个构件在一处铰接,则构成4个转动副。

()
7.机构的运动不确定,就是指机构不能具有相对运动。

()
8.虚约束对机构的运动不起作用。

()
二、选择题
1.为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于与实际机构的()应相同。

A.构件数、运动副的类型及数目
B.构件的运动尺寸
C.机架和原动件
D. A 和B 和C
2.下面对机构虚约束的描述中,不正确的是()。

A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束,在计算机构自由度时应除去虚约束。

B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。

C.虚约束应满足某些特殊的凡何条件,否则虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动。

为此应规定相应的制造精度要求。

虚约束还使机器的结构复杂,成本增加。

D.设计机器时,在满足使用要求的情况卜,含有的虚约束越多越好。

三、综合题
1.图2-1中构件1相对于构件2能沿切向At 移动,沿法向An向上移动和绕接触点A转动,所以构件1与2组成的运动副保留三个相对运动。

图b中构件1与2在A两处接触,所以构件1与2组成两个高副。

图2-1 图2-2
2.如图2-2所示的曲轴1与机座2,曲轴两端中心线不重合,加工误差为△,试问装配后两构件能否相对转动,并说明理由。

3.局部自由度不影响整个机构运动,虚约束不限制构件独立运动,为什么实际机构中还采用局部自由度、虚约束的结构
4.吊扇的扇叶与吊架、书桌的桌身与抽斗,机车直线运动时的车轮与路轨,各组成哪一类运动副,请分别画出。

5.绘制2-3图示各机构的运动简图。

图2-3
6.指出图2-4所示各机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束,计算机构的自由度,并判定它们是否有确定的运动(标有箭头的构件为原动件)。

图2-4
7.试问图2-5各机构在组成上是否合理如不合理,请针对错误提出修改方案。

图2-5
8.计算题图2-6(a与b)所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出)。

图2-6 (a) 图2-6(b)
9.计算题图2-7(a与b)所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并判断机构的运动是否确定,图中画有箭头的构件为原动件。

图2-7(a) 图2-7(b)
10.计算题2-8图所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并标出原动件。

图2-8
一、判断题
1.√
2.×
3.×
4. ×
5. √
6.×
7.×
8.√
二、选择题
1. D
2. D
三、综合题
1.沿法向An向上移动两构个将分开,1和2不构成运动副。

所以不能沿法向An向上移动,构件1与2组成的运动副保留二个相对运动。

图b两构个只能构成一个运动副构件,其中一个运动副为虚约束。

2.不能,曲轴与机座构成的两个转动副其中一个为虚约束,两个转动副必须同轴。

3.局部自由度为了将滑动摩擦变为滚动摩擦,以减少功率损耗,降低磨损;虚约束有改善机构受力状况和增加刚度的作用。

4.吊扇的扇叶与吊架:转动副
书桌的桌身与抽斗,机车直线运动时的车轮与路轨:移动副
5.略
6. a) 虚约束B ,F=3×5+2×6+1×1=2,F=W=2有确定的运动;
b) 局部自由度B,F=3×4+2×5+1×1=1,F=W=1有确定的运动;
7. F=3×5+2×7+1×1=0 ,不合理,把E处的移动副去掉,则F=3×5+2×6+1×1=2加一个原动件。

8. a) F=3×5+2×7+1×0=1
b) F=3×4+2×5+1×0=2
9.
9.F=3×5+2×7+1×0=1,有虚约束JKL、GHI,复合铰链C。

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