单元五平面连杆结构参考答案

单元五平面连杆结构5-1一个在平面内自由运动的构件有几个自由度?一个空间自由运动的构件有几个自由度?答：一个在平面内自由运动的构件有2个自由度，分别对应于平面内的两个独立运动方向。一个空间自由运动的构件有6个自由度，分别对应于三个独立的平移运动和三个独立的转动运动。5-2什么叫运动副?运动副分几类?具体说明各种运动副能限制的自由度数。答：运动副是指构成机械装置的两个构件之间能够实现相对运动的连接方式。运动副分为一类、二类和三类运动副。具体说明各种运动副能限制的自由度数如下：一类运动副能够限制两个构件之间的相对运动自由度为零，即限制6个自由度。二类运动副能够限制两个构件之间的相对运动自由度为一个或多个，根据具体类型的副不同，限制的自由度数也不同，通常为1到5个自由度。三类运动副不能限制两个构件之间的相对运动自由度，允许相对运动，因此不对自由度数进行限制，可达到6个自由度。5-3绘制折叠伞折叠椅﹑铝合金平开窗的机构示意图。答：略。5-4计算题5-4图所示各机构的自由度。答：略。5-5检查如题5-5图所示简易冲床的设计方案是否具有确定的相对运动?如不具备，应如何改正?画出改正后的机构示意图。答：略。5-6什么是平面连杆机构?它有哪些优缺点?答：平面连杆机构是由若干个连杆和铰链连接组成的机构，其运动仅限于一个平面内。平面连杆机构的优点包括：结构简单：平面连杆机构由少量的连杆和铰链组成，结构相对简单，制造和装配较为容易。运动准确：平面连杆机构的运动轨迹和运动速度可以通过准确的连杆长度和位置来控制，因此能够实现精确的运动。载荷传递能力强：平面连杆机构由于连接方式可靠，能够承受较大的载荷。可靠性高：平面连杆机构由于结构简单，不易出现故障，具有较高的可靠性。平面连杆机构的缺点包括：受限于平面运动：平面连杆机构的运动仅限于一个平面内，无法在三维空间中自由运动。约束较多：平面连杆机构需要通过多个铰链连接，其中连杆之间的约束关系较多，设计和分析复杂度较高。弯曲和振动：在高速和高负载情况下，平面连杆机构可能发生连杆的弯曲和振动，影响运动的平稳性和精度。5-7平面四杆机构有哪些常见形式?其中最基本的是哪一种类型?答：平面四杆机构有以下常见形式：二级连杆机构：由两个连杆和两个固定铰链组成。常见的二级连杆机构有平行四杆机构和菱形四杆机构。三级连杆机构：由三个连杆和三个固定铰链组成。常见的三级连杆机构有双曲线四杆机构和梅花四杆机构。四级连杆机构：由四个连杆和四个固定铰链组成。常见的四级连杆机构有切线四杆机构和双梅花四杆机构。其中，平行四杆机构是最基本的一种类型。5-8根据如题5-8图中注明的尺寸，判别各四杆机构的类型。答：略。5-9根据题5-9图中所示各机构,标出:（1）机构的极限位置；（2）最大压力角位置；（3）死点位置。标注箭头的构件为原动件，尺寸由图中直接量取。答：略。5-10如题5-10图所示为曲柄滑块机构,曲柄AB=30mm，连杆BC=120mm，偏心距e=15mm，求:（1）滑块的两个极限位置；（2）滑块的行程S；（3）机构的行程速比系数K。答：（1）略。（2）略。（3）略。5-11指出题5-11图中哪些杆是二力杆（设所有接触处均光滑,未画出重力的构件不计自重），并画出各构件的受力图。答：略。5-12画出题5-12图所示物体的受力图。答：略。5-13油压夹紧装置如题5-13图所示，试分别画出活塞A、滚子B和杠杆DCE的受力图。答：略。5-14如题5-14图所示压榨机构ABC中，饺链B固定不动，作用在饺链A处的水平力F使压块C压紧物体D，压块C与墙壁间是光滑接触。压榨机的尺寸如图，试求物体D所受的压力。答：略。5-15铵链四杆机构CABD的CD边固定，如题5-15图所示。在饺链A上作用力F1，∠BAF1=45°。在饺链B上作用一力F2，∠BAF2=30°。此时四边形CABD处于平衡状态。如果已知∠CAF1=90°，∠DBF答：略。5-16饺链四杆机构OABO1在题5-16图示位置平衡。已知OA=400mm，O1B=600mm，作用在OA上的力偶矩|M1答：略。5-17如题5-17图所示，起重设备中的棘轮机构用以防止齿轮倒转，鼓轮直径d1答：略。5-18钢筋校直机结构如题5-18图所示，如在E点作用水平力F=90N，试求在D处将产生多大的压力，并求饺链支座A的约束力。答：略。5-19试求题5-19图示各杆指定截面上的轴力，并作轴力图。答：略。5-20在圆杆上铣出一槽，如题5-20图所示。已知杆受拉力F=15kN，杆直径d=20mm，式求截面1—1、2—2上的应力(铣去槽的横截面可近似按矩形计算)。答：略。5-21如题5-21图所示钢制阶梯形直杆，各段截面面积分别为A1=A3=300mm2，A（1）试求出各段的轴力，并画出轴力图；（2）计算杆的总变形量。答：（1）略；（2）略。5-22如题5-22图所示，某机构中一连杆受拉力Fp答：略。5-23如题5-23图所示构架上悬挂的物体重G=60kN，木质支柱AB的截面为正方形，横截面每边长0.2m，许用应力[σ]=10MPa，问AB支柱是否适用。答：略。5-24如题5-24图所示对心曲柄滑块机构ABC,在图示位置平衡。已知lAB=400mm，l（1）确定应加在曲柄AB杆上的主动力偶M，并求出A处约束力及滑块对导轨面的压在此处键入公式。力；答：略（2）若已知连杆材料为20钢，[σ]=80MPa，E=200GPa，许用变形量[△l]=±0.35mm。试按强度条件确定其横截面积并校核其刚度。答：略。5-25什么叫压杆失稳?什么叫应力集中?试举例说明。答：压杆失稳是指在压杆受压作用下，由于压力过大或结构不稳定等原因，压杆无法保持稳定的平衡状态，导致失去原有的刚度和承载能力，可能发生侧向位移、变形或破坏。应力集中是指在结构中存在一个或多个局部区域，由于载荷作用或几何形状的不连续性，导致应力集中于这些区域，使该区域的应力远高于周围区域。应力集中可能导致材料的局部破坏、裂纹形成和失效。举例说明：压杆失稳：在支撑柱或框架结构中，若压杆的长度过长、弯曲刚度不足或压力过大，压杆可能发生失稳。例如，一根长而细的竖直杆件，受到较大的压力作用，由于其自身的弯曲刚度不足，可能发生侧向位移或弯曲变形，导致失去原有的稳定性