机械设计基础习题

机械设计基础习题

《机械设计基础》课程组

第1章 绪论

习题1绘制如图所示的颚式破碎机的机构运动简图。

习题1 习题1答案

习题2绘制如图所示的偏心轮传动机构的机构运动简图。

习题2 习题2答案

习题3通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件）。如果不满足有确定运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。

习题3 习题3答案

习题3答案：

计算自由度：n=4, PL=6, PH=0, F=3n-2PL-PH=3×4-2×6-1×0=0，运动链不能动。 修改参考方案如图所示。

习题4计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束）。最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件），为什么？

习题4

习题4答案：

没有复合铰链、局部自由度、虚约束。

n=4, PL=5, PH=1 F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-1=1。

运动链有确定运动，因为原动件数 = 自由度数。

习题5计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束）。最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件），为什么？

习题5

习题5答案：

F处为复合铰链，因为有3个构件在此处组成成转动副，所以应算2个转动副。B处为局部自由度，假设将滚子同构件CB固结。移动副M、N中有一个为虚约束，属于两构件在多处组成运动副。

n=7, PL=9, PH=1,

F=3n-2PL-PH=3×7-2×9-1=2。

运动链没有确定运动，因为原动件数 < 自由度数。

习题6计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束）。最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件），为什么？

习题6

习题6答案：

无复合铰链。C处为局部自由度，假设将滚子同构件CB固结。在滚子高副C、C′和凸轮高副F、F′中各有一个虚约束，属于两构件在高副接触处（C与C′之间，F与F′之间）的距离分别相等。

n=4, PL=4, PH=2, F=3n-2PL-PH=3×4-2×4-1×2=2。 运动链有确定运动，因为原动件数 = 自由度数。

习题7 填充题及简答题

1）平面运动副的最大约束数为 ，最小约束数为 。

2）平面机构中若引入一高副将带入 个约束，而引入一个低副将带入 个约束。 3）机构具有确定运动的条件是什么？

4）何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？ 习题7答案：

1） 平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1

2） 平面机构中若引入一高副将带入1个约束，而引入一个低副将带入2个约束。 3） 机构具有确定运动的条件是：机构的自由度大于零，且自由度数等于原动件数。 4） 复合铰链：在同一点形成两个以上的转动副，这一点为复合铰链。

局部自由度：某个构件的局部运动对输出构件的运动没有影响，这个局部运动的自由度叫局部自由度。

虚约束：起不到真正的约束作用，所引起的约束是虚的、假的。

习题8计算下图机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度，虚约束等情况时必须一一指出，图中BC、ED、FG分别平行且相等。要使机构有确定运动，请在图上标出原动件。

习题8答案：B点为复合铰链，滚子绕B点的转动为局部自由度，ED及其两个转动副引入虚约束，I、J两个移动副中只能算一个

F=3n?（2Pl+Ph?P?）?F?=3?8?（2?11+1?1）?1=1

根据机构具有确定运动的条件，自由度数等于原动件数，故给凸轮为原动件。

习题9 题图2-3所示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，

题图2-3

习题9答案：Ｆ＝３×７－２×１０＝１． 注意其中的Ｃ、F、Ｄ、Ｈ点并不是复合铰链。

习题10虚约束对运动不起真正的约束作用，那么机构中为什么要引入虚约束？