機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析-習(xí)題答案

4-32所示機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)簡圖并計(jì)算其自由度解：(b)(c) (d)(e) (f)(h) (j)(k) (l)(m) (n)(o) (p)計(jì)算各構(gòu)件自由度：

(q) (r)(a)

n9,n7,

0,F3n2PLPH10,F3n2PLPH1(c)(e)(f)

n4,n7,n7,n4,

0,F3n10,F3n10,F3n10,F3n2PLPH1(g)n4,PL5,PH1,F3n2PLPH1(h)間歇時(shí)，n4,PL5,PH1,F3n2PLPH1；銷進(jìn)入槽輪時(shí)，n5,PL7,PH0,F3n2PLPH1(i)(j)(k)(l)

n4,F3n1n2,F3n1n4,0,F3n2n4,F3n1(m)(n)(o)

n6,n6,n6,

F3n22,F3n12,F3n1

n12,17,

0,F3n2PLPH2(r)

n7,n

0,F3n2PLPH12,F3n2PLPH14-3312343 4215圖4-33題4-2圖解：該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖為題4-2-1（a）圖。

F=3n-2p1+ph=33-24+1=0該簡易機(jī)床設(shè)計(jì)方案的機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)。修改措施：3，44-2-1（b）所示；3，44-2-1（c）所示；3421453213342145321532532143521題圖4-2-14-34所示偏心油泵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖(其各部分尺寸由圖上量取)12aC3中滑動(dòng)。當(dāng)偏心1按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)，可將右側(cè)輸入的油液向左側(cè)泵出。33aCA2B14圖4-34題4-3圖解：偏心油泵機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡圖如下圖所示：CACA題圖4-3-1ABD4-35ABDCCBA D（a） （b）4-354-44-4（a）A處為復(fù)合鉸鏈，自由度為：F=3n2+ph-p-F4-2=1題4-4（b）圖B、C、D處為復(fù)合鉸鏈，自由度為：F=3n-2p1+ph-p-F=36-27+3-0=14-36所示機(jī)構(gòu)的自由度，若含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，要逐一指出。（a） （b）（c） （d）圖4-36題4-5圖4-5-1npLpH個(gè)局部自由度。n7,pL10,pH虛約束和局部自由度。n7,pL10,pHC、D點(diǎn)處為復(fù)合鉸鏈。

F3n2pLpH0,F3n2pLpH0,F3n2pLpH

38211111，圖中存在一372101，圖中無復(fù)合鉸鏈、372101，圖中存在虛約束，n7,pL9,pH

2,F3n2pLpH

3729121，圖中存在一個(gè)虛約束、一個(gè)局部自由度和一個(gè)復(fù)合鉸鏈。（a） （b）（c） （d）題圖4-5-14-371234的長度相等，試計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度。FB6E1 2EA 7 G5 4 3 C8D圖4-37題4-6圖1234567856、78中去掉任意一個(gè)。不妨假8348D處形成一個(gè)虛約束。這樣，該機(jī)構(gòu)自由度則為F=3n-2p1+ph-p=37-210+0=1。4-38C、B、D處，被連接的兩構(gòu)件上聯(lián)接點(diǎn)的軌跡都是重合的。能說該機(jī)構(gòu)有三個(gè)虛約束嗎？為什么？y 3C2B1 D5 4A x圖4-38題4-7圖答：不能。因?yàn)樵阢q鏈C，B，D中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合是由于其他兩處的作用，所以只能算一處。4-39AB=AC=AOC因軌跡重合而產(chǎn)生虛C改為高副之后，計(jì)算此機(jī)構(gòu)的自由度。FFCBOA124圖4-39題4-8圖24B點(diǎn)即為他（絕對(duì)瞬心2C點(diǎn)的速度vc2OCB為直角三角形，所以vc2OC2CO點(diǎn)的鉛垂線上（OC始終為鉛垂線3COC線上。如用鉸鏈把兩構(gòu)件CCC改為高副之后，機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n-2p1+ph-p=33-23+2=14-401若以構(gòu)件4為原動(dòng)件，則機(jī)構(gòu)為幾級(jí)機(jī)構(gòu)？DD4EB2C31A5F（

圖4-40題4-9圖570，則該機(jī)構(gòu)自由度F=3n2+ph-p=3527+0=1。（2）機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析141-2、3-5，所以機(jī)構(gòu)屬于Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)。4-41CFCFDOAE（

圖4-41題4-10圖在題4-10圖所示的機(jī)構(gòu)中，B處滾子為局部自由度，對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)無影響。所以機(jī)構(gòu)活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為3，低副數(shù)為3，高副數(shù)為2，則該機(jī)構(gòu)自由度為F=3n-2pl+ph=33-23+2=1（因機(jī)構(gòu)中只標(biāo)出一個(gè)原動(dòng)件高副低代4-10-1圖所示。題圖4-10-1機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析機(jī)構(gòu)拆分從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開始，并先從Ⅱ級(jí)桿組開始。最后拆分結(jié)果為2個(gè)桿組：54PRP32及兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和RPR型Ⅱ級(jí)桿組。該機(jī)構(gòu)拆分的最高級(jí)別的桿組為Ⅱ級(jí)，所以機(jī)構(gòu)的級(jí)別為Ⅱ級(jí)。4-42EEFJCGBKHAD圖4-42題4-11圖（4-11圖所示的機(jī)構(gòu)中，F(xiàn)處為三個(gè)構(gòu)件形成的復(fù)合鉸鏈，G處的滾子為局部自由79，高2，則該機(jī)構(gòu)自由度為F=3n-2pl+ph=37-29+2=1（因機(jī)構(gòu)中只標(biāo)出一個(gè)原動(dòng)件高副低代

題4-11-1圖該機(jī)構(gòu)含有兩個(gè)高副，低代后需引入兩個(gè)構(gòu)件和四個(gè)低副，在B處為點(diǎn)接觸，所以構(gòu)件3的曲率中心就在B點(diǎn)，替代后的低副機(jī)構(gòu)如題4-11-1圖所示。機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析3個(gè)桿組：89F、JRRP4、5、67C、E、F、G、KH23B，DRRP型Ⅱ級(jí)桿組。該機(jī)構(gòu)拆分的最高級(jí)別的桿組為Ⅲ級(jí)，所以機(jī)構(gòu)的級(jí)別為Ⅲ級(jí)。4-4312、3、4、5、6使兩閘瓦剎停車輪。試計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并就剎車過程說明機(jī)構(gòu)自由度的變化請(qǐng)況。E 3 CI6 5 4 IH1J G

2 B A 17D圖4-43題4-12圖（F=3n-2p1+ph-p-F=36-28+0-0-0=2G，J之一剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度為：F=3n-2p1+ph-p-F=35-27+0-0-0=1G，J同時(shí)剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度為：l F3n(2ppp')F'3426l F8 3F'2D67F8 3F'2D67C1A4588BEE'圖4-44題4-13圖5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，6個(gè)低副(FF′，EE′均只算作一個(gè)移動(dòng)副(去掉束，故機(jī)構(gòu)的自由度為F3n2pLpH3526-21D4-13-1所示形式，即僅由兩個(gè)移動(dòng)副組成。注意，此時(shí)在該6在圖紙平4，低副數(shù)為5，高副數(shù)和局部自由度數(shù)均為2，虛約束數(shù)為1，故機(jī)構(gòu)的自由度為F3n2pLpH3425-2+1166題圖4-13-1上述兩種結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前者的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，3、5始終垂直，在運(yùn)動(dòng)中就會(huì)出現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對(duì)制造精度要求較高。4-45所示機(jī)構(gòu)的自由度。CEACEAFGDCH EIABMJKB（a） （b）圖4-45題4-14圖解:圖(a)所示機(jī)構(gòu)，活動(dòng)件數(shù)n=5，低副數(shù)PL=7，沒有高副、虛約束和局部自由度。故該機(jī)構(gòu)的自由度為F3n2pLpH3527-01圖(b)GC、GH、FG5個(gè)低副，故有一PH=1，該機(jī)構(gòu)的自由度為F3n2pLpH38211-114-46所示機(jī)構(gòu)的自由度。DCKDCKIJABEGABDEF（a） （b）圖4-46題4-15圖解：圖(a)中活動(dòng)件數(shù)n=4，低副數(shù)PL=6，高副數(shù)PH=0，存在一個(gè)虛約束，無局部自由度。則該機(jī)構(gòu)的自由度為F3n2pLpH34(261)01圖(b)中活動(dòng)件數(shù)n=6，低副數(shù)PL=8，高副數(shù)PH=1，則該機(jī)構(gòu)的自由度為F3n2pLpH3628-114-471234。若有請(qǐng)?zhí)岢鲂薷姆桨?。EA 5 4 C31 B2D圖4-47題4-16圖解：由題4-16圖可知，活動(dòng)構(gòu)件n=4，低副數(shù)P=6，機(jī)構(gòu)無高副，則該機(jī)構(gòu)自由度為F)=34-(26+0)=0為了使機(jī)構(gòu)能運(yùn)動(dòng)，需增加一個(gè)自由度，有兩種方案：添加一個(gè)構(gòu)件和一個(gè)低副，如圖4-16-1（a）和（b）所示；（a） （b）題圖4-16-14-48所示的齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度。4E14E1B263C54D4G5 EGB21 CA 3D 6（a） （b）圖4-48題4-17圖。（1）如圖（a）45的回轉(zhuǎn)中心都在鉸接在構(gòu)件14332形成的移動(dòng)副約束，（有側(cè)隙安裝各對(duì)輪齒的公法線是重合的（即為基圓的內(nèi)共切線的某一條D、E處只提供一個(gè)約A、Bn=5，低副數(shù)Pl6，高副數(shù)Ph2，則該機(jī)構(gòu)自由度為F=3n-2pl+ph=35-26+2=136（是靠，齒輪4和齒輪3。又因兩側(cè)齒廓接觸處的公法線為基圓的兩條內(nèi)共切線，所以公D、Gn=5，低副數(shù)Pl5，高副數(shù)Ph4，則該機(jī)構(gòu)自由度為F=3n-2pl+ph=35-25+4=14-49圖所示(a)(b)(c)(d)43213214231（a） （b）42142134231（c） （d）圖4-49題4-18圖解：圖示(a)，(b)，(c)，(d)4個(gè)機(jī)構(gòu)是相同機(jī)構(gòu)。因?yàn)?個(gè)機(jī)構(gòu)中相鄰構(gòu)件組成的運(yùn)動(dòng)副類型相同，且轉(zhuǎn)動(dòng)副位置相同．相對(duì)機(jī)架移動(dòng)副導(dǎo)路方位一致。4-501別。3321圖4-50題4-19圖機(jī)構(gòu)拆分結(jié)果圖4-19-1所示。Ⅱ級(jí)組：構(gòu)件2、4。因?yàn)橹挥孝蚣?jí)組，所以本機(jī)構(gòu)是Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)。32413243241324題圖4-19-14-5117為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的拆分結(jié)果是否相同？9191237645圖4-51題4-20圖14-20-1(a)8、9；Ⅱ6745231為主動(dòng)件時(shí)，該機(jī)構(gòu)是Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)。71234；8、95、67為主動(dòng)件時(shí)，該機(jī)構(gòu)是Ⅲ組機(jī)構(gòu)。分別取構(gòu)件1和構(gòu)件7為主動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的拆分結(jié)果是不同的，機(jī)構(gòu)級(jí)別也是不同的。+45231+45231+10（a）1239123974 1075+ +（b）4-21試確定題圖4-52所示平面高副機(jī)構(gòu)的級(jí)別。D D 3CK2'B2AEF541G678I圖4-52題4-21圖解：具體的解題步驟如下。n＝7，PL＝9，PH＝2，得1

F3n2pLpH3729214-21-1（a）所示的平面低副機(jī)構(gòu)。(3)4-21-1（b）所示。(4)確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。由于拆出的最高級(jí)別的桿組是Ⅱ級(jí)組，故此機(jī)構(gòu)為Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)。DCDCKEFGIA（a）GCFBF原機(jī)構(gòu)= + DA+ +AE（b）題圖4-21-1FBG36FBG36C2A41DE5圖4-53題4-22圖解：該機(jī)構(gòu)無虛約束和局部自由度．由n＝5，PL＝7，得自由度為F3n2pLpH35271機(jī)構(gòu)圖為題圖4-22-1所示，構(gòu)件5為原動(dòng)件，距離構(gòu)件5最遠(yuǎn)與其不直接相連的構(gòu)件2、3可以組成Ⅱ級(jí)桿組，剩下的構(gòu)件4和構(gòu)件6也可組成Ⅱ級(jí)桿組，最后剩下構(gòu)件5與機(jī)架1組成I級(jí)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)由I級(jí)機(jī)構(gòu)和兩個(gè)Ⅱ級(jí)桿組所組成，因而為Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)。G F G 6G =B 3 C B 3=2 A 4 2

C+ +D 5E 41D 5 E題圖4-22-14-54EG改為原動(dòng)件，再拆桿組和判斷機(jī)構(gòu)級(jí)別。CCBDHAEFG圖4-54題4-23圖解：從距原動(dòng)件AB最遠(yuǎn)的構(gòu)件開始，該機(jī)構(gòu)可拆成三個(gè)II級(jí)基本桿組，如題圖4-23-1aII若改選GII級(jí)桿組荊—個(gè)III--1b，IIII級(jí)桿紐。D原D機(jī)= +構(gòu) A

H+ E +F原機(jī)構(gòu)=

（a）FCB+FCB+D+A EG（b）4-55所示的機(jī)構(gòu)：求機(jī)構(gòu)自由度（若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束．應(yīng)在圖上指出。將其中的高副化為低副、畫出高副低代后的機(jī)構(gòu)示意圖。(構(gòu)從動(dòng)件系