西北工业大学机械原理习题答案

第一章绪论第二章机构的结构分析 1 11填空题: 1.机械是机器和机构的总称。 机械原理课程的研究内容是有关机械的基本理论问题。 2.各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动的装置。 如:齿轮机构、连杆机构、凸轮机构等。 3.凡用来完成有用功的机器是工作机。 如:机床、起重机、纺织机等。 凡将其它形式的能量转换为机械能的机器是原动机。 如:电动机、蒸气机、内燃机等。 4.在机器中,零件是制造的单元,构件是运动的单元。 5.机器中的构件可以是单一的零件,也可以是由多个零件装配成的刚性结构。 在机械原理课程中,我们将构件作为研究的基本单元。 6.两个构件直接接触形成的可动联接称为运动副。 7.面接触的运动副称为低副,如移动副、转动副等。 点或面接触的运动副称为高副,如凸轮副、齿轮副等。 8.构件通过运动副的连接而构成的可相对运动的系统是运动链,若 组成运动链的各构件构成首尾封闭的系统称为闭链,若未构成首尾封闭的系统称为开链。 9.在运动链中,如果将其中一个构件固定而成为机架,则该运动链便成为机构。 10.平面机构是指组成机构的各个构件均在同一个平面上运动。 11.在平面机构中,平面低副提供 2 个约束,平面高副提供 1 个约束。 12.机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目称为机构的自由度。 13.机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目应等于机构的自由度的数目。 12 试画出图示平面机构的机构示意图,并计算自由度(步骤:1)列出完整公式,2) 带入数据,3)写出结果)。其中: 图a ) 唧筒机构用于水井的半自动汲水机构。图中水管4直通水下,当使用者来回 摆动手柄2时,活塞3将上下移动,从而汲出井水。 解: 自由度计算: 画出机构示意图: n= 3 p L = 4 p H = 0 p = 0 F = 0 F=3n -(2p l +p h -p )-F = 33-(24+0-0)-0 = 1 图b ) 缝纫机针杆机构 原动件1绕铰链A 作整周转动,使得滑块2沿滑槽滑动,同时 针杆作上下移动,完成缝线动作。 解: 自由度计算: 画出机构示意图: n= 3 p L = 4 p H = 0 p = 0 F = 0 F=3n -(2p l +p h -p )-F = 33-(24+0-0) -0 = 1 观察方向 13试绘出图a)所示偏心回转油泵机构的运动简图(各部分尺寸由图中直接量取)。图中偏心轮1绕固定轴心A转动,外环2上的叶片a在可绕轴心c转动的圆柱3中滑动,将低压油从右湍吸入,高压油从左端排出。 解:1) 选取适当比例尺l, 绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析机构是否具有确定运动 n= 3 p L= 4 p H= 0 p= 0 F= 0 F=3n-(2p l+p h-p)-F =33-(24+0-0)-0 = 1 机构原动件数目= 1 机构有无确定运动?有确定运动 想一想: 通过对本油泵机构运动简图的绘 制,你对机构运动简图的作用和优点有 何进一步的认识 ? 14 图a 所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心A 转动的菱形盘1为原动件, 其与滑块2在B 点铰接,通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心C 转动,而拨叉3与圆盘4为同一构件。当圆盘4转动时,通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图,并计算自由度。 解:1) 选取适当比例尺l ,绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析机构是否具有确定运动 n= 5 p L = 7 p H = p = 0 F = 0 F =3n -(2p l +p h -p )-F = 35-(27+0-0)-0 = 1 机构原动件数目= 1 机构有无确定运动? 有确定运动 想一想 1.如何判断菱形盘1和滑块是否为同一构件?它们能为同一构件吗? 2 为了使冲头6得到上下运动,只要有机构CDE即可,为什还要引入机构ABC?(可在学过第三章后再来想想) 15图a)所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是:动力由齿轮1输入,使轴A连续回转;而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析是否能实现设计意图,并提出修改方案。 解1) 选取适当比例尺l,绘制机构运动简图(见图b) 2) 分析是否能实现设计意图 n= 3 p L= 4 p H= 1 p= 0 F= 0 F=3n-(2p l+p h-p)-F =33-(24+1-0)-0