机械原理完全电子教程答案试题

1、会计学1机械原理完全电子教程答案试题机械原理完全电子教程答案试题第1页/共50页2-1 机构结构分析的内容及目的机构结构分析的内容及目的主要内容及目的是：主要内容及目的是： 研究机构的组成及机构运动简图的画法； 了解机构具有确定运动的条件、进行机构自由度计算； 研究机构的组成原理及结构分类。第2页/共50页 是两构件参与接触而构成运动副的表面。 是两构件直接接触而构成的可动连接；2.运动副运动副运动副元素限制了两构件的相对运动，这种对独立运动的限制称为约束运动副分类 根据引入约束数目将运动副进行分类。约束运动副的作用 机构的组成机构的组成(3/16)2-2 机构的组成机构的组成1.构件机器中每

2、一个独立的运动单元体称为构件机器中每一个独立的运动单元体称为构件第3页/共50页运动副的分类运动副的分类转动副转动副移动副移动副高副高副空间运动副：空间运动副：、级副等 平面运动副平面运动副低副：低副：面接触的运动副高副高副：点、线接触的运动副转动副转动副 移动副移动副机构的组成机构的组成(4/16)例2-1轴与轴承、滑块与导轨、两轮齿啮合。级副级副级副级副级副级副级副级副级副级副第4页/共50页转动副 约束数目约束数目 2yx12约束特点约束特点: x,y方向移动机构的组成机构的组成(5/16)一个独立相对运动。引入2个约束，保留1个自由度移动副一个独立相对运动。引入2个约束， 保留1个自由

3、度约束数目约束数目 2yx12约束特点：约束特点： Y方向移动 ,z方向转动第5页/共50页高副 ntnt1212 2 1自由度数目自由度数目 约束数目约束数目约束特点：约束特点：n方向移动 机构的组成机构的组成(7/14)两个独立相对运动。引入1个约束， 保留2个自由度第6页/共50页3.运动链构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统。闭式运动链（简称闭链）开式运动链（简称开链）1234平面闭式运动链1234空间闭式运动链1234平面开式运动链12345空间开式运动链运动副符号运动副常用规定的简单符号来表达（GB446084）。各种常用运动副模型常用运动副的符号表机构的组成机构的组成(13

4、/14)第7页/共50页1234 按给定已知运动规律独立运动的构件；4.机构具有固定构件的运动链称为机构。机 架原动件从动件机构中的固定构件。机构中其余活动构件。1234平面铰链四杆机构 机构常分为平面机构和空间机构两类，其中平面机构应用最为广泛。空间铰链四杆机构常以转向箭头表示。其运动规律决定于原动件的运动规律和机构的结构及构件的尺寸。机架原动件从动件机架从动件原动件机构的组成机构的组成(14/14)第8页/共50页 不严格按比例绘出的，只表示机械结构状况的简图。 根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，2-3 机构运动简图机构运动简图 在对现有机械进行分析或设计新机器时，都需

5、要绘出其机构运动简图。1.机构运动简图 例2-2 内燃机机构运动简图。机构运动简图 采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的表示方法，将机构运动传递情况表示出来的简化图形。机构示意图第9页/共50页举例：（2）选定视图平面； （3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运动副和机构的符号，最后用简单线条连接，即得机构运动简图。机构运动简图机构运动简图(2/6)2.机构运动简图的绘制绘制方法及步骤： （1）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，查明组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置；内燃机机构运动简图绘制颚式破碎机机构运动简图绘制第10页/共50页OABCDEF123456第

6、11页/共50页OA1B32C43.液压泵的机构运动简图课堂练习：1.偏心圆盘机构AB2.偏心块 机构第12页/共50页例：绘制液压泵的机构运动简图 A AB BC C1234C34AB21第13页/共50页例：绘制偏心圆盘机构运动简图ABCD1234第14页/共50页书后习题：小型压力机书后习题：小型压力机1。认清机架、原动件、从动件（输。认清机架、原动件、从动件（输出件）出件）2。判别运动副数量和类型。判别运动副数量和类型3。合理选择投影面。合理选择投影面4。选择比例尺。选择比例尺5。绘制简图。绘制简图机构运动简图机构运动简图(6/6)第15页/共50页2-4 机构具有确定运动的条件机构具

7、有确定运动的条件一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？三杆组例2-3 铰链四杆机构例2-4 铰链五杆机构若给定机构一个独立运动，则机构的运动完全确定；若给定机构两个独立运动，则机构的最薄弱环节损坏。若给定机构一个独立运动，则机构的运动不确定；若给定机构两个独立运动，则机构的运动完全确定。机构具有确定运动的条件是机构的自由度数应等于机构的独立运动参数的数目。自由度数自由度数=独立运动参数数目独立运动参数数目独立运动由原动件带入。独立运动由原动件带入。第16页/共50页如果原动件数F,则机构的运动将不确定；则会导致机构最薄弱环节的损坏。机构具有确定运动的条件机构具有确定运动的条件(2/2) 结

8、论： 机构具有确定运动的条件是：机构原动件数目应等于机构的自由度的数目F。第17页/共50页机构高副数目机构高副数目- -hP机构中低副的数目机构中低副的数目- -l P 机构中活动构件数机构中活动构件数 n -机构自由度；机构自由度；- -F- - -= =23PPnFhl平面机构自由度计算公式：平面机构自由度计算公式：2-5 机构自由度的计算机构自由度的计算举例1）铰链四杆机构F3n(2plph)33240 11234第18页/共50页2）铰链五杆机构F3n(2plph)34250 212345机构自由度的计算机构自由度的计算(2/7)3）曲柄滑块机构F3n(2plph)33240 14）

9、凸轮机构F3n(2plph)32221 1第19页/共50页13478 9101118ABCD,3）内燃机机构F3n(2plph)36273 1机构自由度的计算机构自由度的计算(4/7)OACDFBE1523464）鄂式破碎机F3n(2plph)35270 1第20页/共50页n=3；Pl=4Ph=1F=3n-2Pl-Ph=0机构不能运动课堂练习：课堂练习： 简易冲床设计方案改进简易冲床设计方案改进机构自由度的计算机构自由度的计算(5/7)绘制左图的机构运动简图，并计算自由度；判定该机构的运动状态是否合理？如果不合理，如何改进？第21页/共50页改进方案改进方案n=4；Pl=5Ph=1F=3n

10、-2Pl-Ph=1机构具有确定相对运动F=原动件数机构自由度的计算机构自由度的计算(6/7)第22页/共50页2-6 计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项1.要正确计算运动副的数目由m个构件组成的复合铰链，共有(m-1)个转动副。（1）复合铰链 两个以上构件同时在一处以转动副相联接就构成了复合铰链。复合铰链数复合铰链数=构件数构件数-1第23页/共50页F3n(2plph)35260 3机构自由度的计算机构自由度的计算(7/7)F3n(2plph)35270 1第24页/共50页 如果两构件在多处接触而构成运动副，且符合下列情况者，则为同一运动副，即只能算一个运动副

11、。（2）同一运动副 1）移动副，且移动方向彼此平行或重合；2）转动副，且转动轴线重合； 3）平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合。A 计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项(3/8) a） c） b）第25页/共50页 是指机构中某些构件所产生的不影响其他构件运动的局部运动的自由度， 如果两构件在多处接触而构成平面高副，但各接触点处的公法线方向并不彼此重合，则为复合高副，相当于一个低副（移动副或转动副）。（3）复合平面高副2.要除去局部自由度 局部自由度以F表示。计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项(4/8) a） b）第26页/共50页

12、 滚子绕其轴线的转动为一个局部自由度， 在计算机构自由度时，应将 F从计算公式中减去，即例2-8 滚子推杆凸轮机构解F3n(2plph) F故凸轮机构的自由度为F 33 (231)1 13.要除去虚约束 虚约束是指机构中某些运动副带入的对机构运动起重复约束作用的约束，以 p表示。例2-9 平行四边形四杆机构F3n(2plph) F33(240)01计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项(5/8) a） b）第27页/共50页当增加一个构件5和两个转动副E、F，且BE AF，则F3n(2plph) F34(260)00原因：构件5 和两个转动副E、F 引入的一个约束为虚

13、约束。 在计算机构的自由度时，应从机构的约束数中减去虚约束数目p，故F3n(2plph p) F如平行四边形五杆机构的自由度为F34(2601)01计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项(6/8)第28页/共50页（1）轨迹重合的情况 在机构中，如果用转动副连接的是两个构件上运动轨迹相重合的点，该连接将带入1个虚约束。 例如椭圆仪机构就是这种情况（图中：CAD90，BCBD）。 显然，转动副C所连接的C2、C3两点的轨迹重合，将带入一个虚约束。（2）用双副杆连接两构件上距离恒定不变的两点的情况 在机构运动过程中，如果两构件上两点之间的距离始终保持不变， 若用一双副杆将

14、此两点相连，也将带入一个虚约束。计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项(7/8)4机构中的虚约束常发生的几种情况 a）第29页/共50页例如图示平行四边形机构就属于此种情况。 显然，构件 5和转动副E、F所联接的两点间的距离始终保持不变，故带入一个虚约束。（3）结构重复的情况 在机构中，不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为虚约束。例如图示轮系就属于这种情况。 显然，从机构运动传递来看，仅有一个齿轮就可以了，而其余两个齿轮并不影响机构的运动传递，故带入了虚约束，且p2。计算平面机构自由度时应注意的事项计算平面机构自由度时应注意的事项(8/8) a） b）第30页/

15、共50页5.绘制P145页图 8-5 b）的机构运动简图OAB1234机构运动简图机构运动简图(3/6)OAB123A A4A第31页/共50页7.绘制图示机构的运动简图OBA1234机构运动简图机构运动简图(5/6)第32页/共50页F=3*8-(2*10+1)-1=2F=3*7-2*10=12)F=3*6-(2*8+1) =13)第33页/共50页5)6)F=3*5-(2*7+1-1)=1F=3*5-2*7=1F=3*8-(2*12-1)=1第34页/共50页 任何机构都可看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架而构成的。 不能再拆的最简单的自由度为零的构件组，称阿苏尔或基本杆组。2-

16、8 平面机构的组成原理、结构平面机构的组成原理、结构 分类及结构分析分类及结构分析1.平面机构的组成原理例2-14 颚式碎矿机(a、 b、 d)1）基本杆组： 2）机构组成原理：例2-15 颚式碎矿机第35页/共50页（1）基本杆组的条件3n2plph0式中n、pl及ph分别为基本杆组中的构件数、低副数和高副数。全为低副杆组的条件3n2pl0或 n/2pl/3 （2）杆组的基本类型1）级杆组由2个构件和3个低副构成的杆组。2）级杆组由4个构件和6个低副构成的杆组。ABC12c)ABC12d)ABC12e)ABC12a)ABC12b)ABCDEF1234a)ABCDEF1234b)ABCDEF1

17、234c)平面机构的组成原理、结构分类及结构分析平面机构的组成原理、结构分类及结构分析(2/4)第36页/共50页3.平面机构的结构分析（1）分析的目的了解机构的组成，确定机构的级别。（2）分析的方法1）先计算机构的自由度，并确定原动件； 2）从远离原动件的构件先试拆级组，若不成；再拆级组，直至只剩下原动件和机架为止；3）最后确定机构的级别。 依据组成机构的基本杆组的最高级别来命名命名机构。（3）举例破碎机机构的结构分析：1）若取机构1为原动件时， 此机构为级机构。平面机构的组成原理、结构分类及结构分析平面机构的组成原理、结构分类及结构分析(3/4)第37页/共50页2）若取构件5为原动件时，

18、先试拆级杆组， 显然，这种拆法不成。再试拆级组， 故此机构为级机构。平面机构的组成原理、结构分类及结构分析平面机构的组成原理、结构分类及结构分析(4/4)第38页/共50页机构的自由度机构的自由度F=3n-(2 pl + ph ) =3*5-2*7=11)1)构件构件5 5为原动件：为原动件：级机构级机构2)2)构件构件2 2为原动件：为原动件：级机构级机构第39页/共50页 计算机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束，应指出。计算机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束，应指出。已知CDFE为菱形。n=10 ,pl=14,ph=1,F=1, p=1 F=3n-(2pl+ph-p

19、)-F=3*10-(2*14+1-1)-1=1n=5 , pl=5 , ph= 2, P=0, F=1F=3*5-(2*5+2+0)-1=2第40页/共50页第41页/共50页第第2章章 思考题思考题1.构成机构的要素是构成机构的要素是 和和 ；构件是机构中的；构件是机构中的 单元体单元体, 零件是零件是 单元体单元体。2.运动副元素是指运动副元素是指 。3.在平面机构中若引入一个高副将引入在平面机构中若引入一个高副将引入 个约束，而引入一个低个约束，而引入一个低副将引入副将引入 个约束。个约束。4.什么是运动副？什么是运动副？5.平面运动副的最大约束数为平面运动副的最大约束数为 ，最小约束数

20、为，最小约束数为 。机构具有确。机构具有确定运动的条件是定运动的条件是 ？6.什么是复合铰链？什么是局部自由度？什么是虚约束？在计算机什么是复合铰链？什么是局部自由度？什么是虚约束？在计算机构自由度时如何处理？构自由度时如何处理？7.何谓基本杆组？如何确定杆组的级别和机构的级别？选择不同的何谓基本杆组？如何确定杆组的级别和机构的级别？选择不同的原动件对机构级别有无影响？原动件对机构级别有无影响？第42页/共50页13478 9101118ABCD,内燃机及其机构运动简图内燃机及其机构运动简图第43页/共50页转动副 约束数目约束数目 2yx12约束特点约束特点: x,y方向移动机构的组成机构的

21、组成(5/16)一个独立相对运动。引入2个约束，保留1个自由度移动副一个独立相对运动。引入2个约束， 保留1个自由度约束数目约束数目 2yx12约束特点：约束特点： Y方向移动 ,z方向转动第44页/共50页 不严格按比例绘出的，只表示机械结构状况的简图。 根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，2-3 机构运动简图机构运动简图 在对现有机械进行分析或设计新机器时，都需要绘出其机构运动简图。1.机构运动简图 例2-2 内燃机机构运动简图。机构运动简图 采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的表示方法，将机构运动传递情况表示出来的简化图形。机构示意图第45页/共50页例：绘制液压泵的机构运动简图 A AB BC C1234C34AB21第46页/共50页13478 910