机械设计基础习题答案第2章

2-1什么是运动副？运动副的分类？答：两构件直接接触并产生一定相对运动的联接，称为运动副。按其接触方式一般将运动副分为低副和高副两类。根据它们之间的相对运动是转动或移动，又将低副分为转动副和移动副。2-2机构运动简图的作用？绘制机构运动简图的步骤？答：在分析现有机构或设计新机构时，为使问题简单化，常常略去机构中构件的复杂外形和运动副的具体结构，仅用简单的线条和符号表示构件和运动副，绘制出能表示机构运动特性的机构运动简图。绘制机械运动简图的方法和步骤：1.分析机构的组成及运动情况，找出机架、原动件和从动件。2.根据各构件的相对运动性质，确定运动副的类型和数目。3.选择视图平面。4.测量各运动副之间的相对位置，选定比例尺绘出机构的运动简图。2-3何谓机构自由度？机构自由度在计算过程中需注意哪些问题？答：机构的自由度就是机构具有独立运动参数的数目。机构自由度在计算过程中需注意：复合铰链；局部自由度；虚约束。2-4试绘制下列图示机构的运动简图，并分析各构件之间的相对运动关系。解：（a）第一步分析机构：图示机构中构件3为一带横孔的圆柱体，构件4为机架，构件1为原动件，构件2、3为从动件；构件1分别与构件4、2相接触（圆柱销），均可相对转动，故构件1与构件4、2均以转动副相联接，转动副的回转中心分别在A、B点；构件2与3之间也是以圆柱面相接触，但其相对运动为移动，故构件2与3以移动副相联接，移动迹线为构件2的轴心线BC；构件3与4之间以大圆柱面相接触，其相对运动为转动，故构件3与4以转动副联接，转动副的回转中心在C点。第二步作图：选取比例尺υ=0.02m/mm，绘制出机构的运动简图。（a）图答案（b）图答案（b）图解：第一步分析机构：图示机构中构件1相对机架4转动，组成转动副；构件1为原动件，构件2、3为从动件；构件1、2通过圆柱销联接，相对转动，组成转动副。2在构件3的凹槽内相对移动，组成移动副。同时。3相对机架4上下移动，组成移动副。第二步作图：选取比例尺υ=0.02m/mm，绘制出机构的运动简图。（c）图解：第一步分析机构：图示机构中构件3相对机架4转动，组成移动副；构件1为原动件，构件2、3为从动件；构件1、2通过圆柱销联接，相对转动，组成转动副。构件1、3通过圆柱销联接，相对转动，组成转动副。构件2、4通过圆柱销联接，相对转动，组成转动副。第二步作图：选取比例尺υ=0.02m/mm，绘制出机构的运动简图。2-5计算图示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的相对运动？（a）图图中存在一个由三个构件组成的复合铰链，其转动副数为2。因此，图中可动构件数为n=7，低副数PL=10，高副数PH=0，自由度数F=3n—2PL—PH=1，原动件数也为1，机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。（b）图图中可动构件数为n=5，低副数PL=7，高副数PH=0，自由度数F=3n—2PL—PH=1，原动件数也为1，机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。（c）图图中含有一个局部自由度和一个复合铰链，计算自由度时应先去除局部自由度，复合铰链由三个构件组成，其转动副数为2。因此，图中可动构件数为n=9，低副数PL=12，高副数PH=2，自由度数F=3n—2PL—PH=1，原动件数也为1，机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。（d）图图中可动构件数为n=7，低副数PL=10，高副数PH=0，自由度数F=3n—2PL—PH=1，原动件数也为1，机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。（e）图图中包含一个虚约束，应先去除。因此，图中可动构件数为n=7，低副数PL=9，高副数PH=2，自由度数F=3n—2PL—PH=1，原动件数也为1，机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。（f）图图中包含一个局部自由度和一个虚约束，应先去除。因此，图中可动构件数为n=7，低副数PL=9，高副数PH=2，自由度数F=3n—2PL—PH=1，原动件数也为1，机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。（g）图图中包含一个局部自由度、一个虚约束和一个复合铰链。局部自由度和虚约束应先去除，复合铰链由3个构件组成，其转动副数为2。因此，图中可动构件数为n=10，低副数PL=14，高副数PH=1，自由度数F=3n—2PL—PH=1，原动件数也为1，机构具有确定的相对运动。机构的分解见图。本资料由百万课件网收集