機(jī)械原理(西工大第七版)最新習(xí)題選解

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1、機(jī)械原理（第六版孫桓、陳作模主編）習(xí)題選解機(jī)械原理習(xí)題選解2007年6月-29-機(jī)械原理（第六版孫桓、陳作模主編）習(xí)題選解教材：普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材機(jī)械原理（第七版）西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編孫桓陳作模葛文杰主編高等教育出版社本教材第四版曾獲全國(guó)第二屆高等學(xué)校優(yōu)秀教材優(yōu)秀獎(jiǎng)本教材第五版曾獲教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)-29-機(jī)械原理（第六版孫桓、陳作模主編）習(xí)題選解第二章機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析A12345題2-11圖2-11.圖示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪1輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖

2、頭4上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（各尺寸由圖上量?。?，分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案（要求用機(jī)構(gòu)示意圖表示出來(lái)）。解⑴分析：繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖沿著運(yùn)動(dòng)傳遞的路線，根據(jù)各個(gè)活動(dòng)構(gòu)件參與構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的情況（兩構(gòu)件組成的運(yùn)動(dòng)副的類型，取決于兩構(gòu)件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系），確定表示各個(gè)構(gòu)件的符號(hào)，再將各個(gè)構(gòu)件符號(hào)連接起來(lái)，就得到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（或機(jī)構(gòu)示意圖）。構(gòu)件2：與機(jī)架5構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副A；與構(gòu)件3構(gòu)成凸輪高副。所以構(gòu)件2的符號(hào)為圖a)。構(gòu)件3：與構(gòu)件2構(gòu)成凸輪高副；與機(jī)架5構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副；與機(jī)架4構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副。所以構(gòu)件3的符號(hào)為圖b)。圖d)構(gòu)件4：與機(jī)架3構(gòu)成

3、轉(zhuǎn)動(dòng)副；與機(jī)架5構(gòu)成移動(dòng)副。所以構(gòu)件4的符號(hào)為圖c)或圖d)。圖b)圖a)圖c)將這些構(gòu)件符號(hào)依次連接起來(lái)，就得到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如題2-11答圖a)或b)所示。題2-11答圖A1，2345a)A1，2345b)μL=1mm/mm機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如題2-11答圖a)或b)所示。⑵分析：是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖在機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析中判斷該方案否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，應(yīng)該從以下兩點(diǎn)考慮：①機(jī)構(gòu)自由度是否大于零；②機(jī)構(gòu)原動(dòng)件的數(shù)目是否等于機(jī)構(gòu)自由度的數(shù)目。因此，必須計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度F=3n-(2pL+pH)=3×3-(2×4+1)=0。因?yàn)闄C(jī)構(gòu)的自由度為F=3n-(2pL+pH)=3×3-

4、(2×4+1)=0可知，該機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。-29-機(jī)械原理（第六版孫桓、陳作模主編）習(xí)題選解⑶分析修改方案因?yàn)樵瓌?dòng)件的數(shù)目為1，所以修改的思路為：將機(jī)構(gòu)的自由度由0變?yōu)?。因此，修改方案應(yīng)有2種。方案1：給機(jī)構(gòu)增加1個(gè)構(gòu)件（增加3個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)）和1個(gè)低副（增加2個(gè)約束），使機(jī)構(gòu)自由度增加1，即由0變?yōu)?。如題2-11答圖c)、d)、e)所示。方案2：將機(jī)構(gòu)中的1個(gè)低副（2個(gè)約束）替換為1個(gè)高副（1個(gè)約束），使機(jī)構(gòu)中的約束數(shù)減少1個(gè)，從而使機(jī)構(gòu)自由度增加1，即由0變?yōu)?。如題2-11答圖f)所示。修改方案如題2-11答圖c)、d)、e)、f)所示。A1，

5、2345e)A1，23454?c)A1，23454?d)A1，2345f)題2-11答圖題2-16圖ABCD齒輪a)ABCFKDEILJMc)ABCD1234567d)ABCDEFb)2-16.試計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自由度。圖a、d為齒輪—連桿組合機(jī)構(gòu)；圖b為凸輪—連桿組合機(jī)構(gòu)（圖中在D處為鉸接在一起的兩個(gè)滑塊）；圖c為一精壓機(jī)機(jī)構(gòu)。并問(wèn)在圖d所示機(jī)構(gòu)中，齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目是否相同？為什么？解a)分析：A為復(fù)合鉸鏈，不存在局部自由度和虛約束。F=3n-(2pL+pH)=3×4-(2×5+1)=1或F=3n-(2pL+pH-p')-F'=

6、3×4-(2×5+1-0)-0=1-29-機(jī)械原理（第六版孫桓、陳作模主編）習(xí)題選解b)分析：B、E為局部自由度。F=3n-(2pL+pH)=3×5-(2×6+2)=1或F=3n-(2pL+pH-p')-F'=3×7-(2×8+2-0)-2=1注意：該機(jī)構(gòu)在D處雖存在軌跡重合的問(wèn)題，但由于D處相鉸接的雙滑塊為一個(gè)Ⅱ級(jí)桿組，未引入約束，故機(jī)構(gòu)不存在虛約束。如果將相鉸接的雙滑塊改為相固聯(lián)的十字滑塊，則該機(jī)構(gòu)就存在一個(gè)虛約束。c)分析：該機(jī)構(gòu)存在重復(fù)結(jié)構(gòu)部分，故存在虛約束。實(shí)際上，從傳遞運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性來(lái)看，有機(jī)構(gòu)ABCDE就可以了，而其余部分為重復(fù)部分，則引入了虛約束。F=

7、3n-(2pL+pH)=3×5-(2×7+0)=1或F=3n-(2pL+pH-p')-F'=3×11-(2×17+0-2)-0=1d)分析：A、B、C為復(fù)合鉸鏈；D處高副的數(shù)目為2。不存在局部自由度和虛約束。F=3n-(2pL+pH)=3×6-(2×7+3)=1或F=3n-(2pL+pH-p')-F'=3×6-(2×7+3-0)-0=1齒輪3與5的中心距受到約束，輪齒兩側(cè)齒廓只有一側(cè)接觸，另一側(cè)存在間隙，故齒輪高副提供一個(gè)約束。齒條7與齒輪5的中心距沒(méi)有受到約束，兩齒輪的中心可以彼此靠近，使輪齒兩側(cè)齒廓均接觸，因輪齒兩側(cè)接觸點(diǎn)處的法線方向并不重合，故齒輪高副提供