机械原理例题第二章机构分析.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械原理典型例题（第二章）,结构分析,A,B,例,1,：试绘制图示偏心回转油泵机构的运动简图图中偏心轮,1,绕固定轴心,A,转动，外环,2,上的叶片在可绕轴心,C,转动的圆柱,3,中滑动当偏心轮连续转动时，将低压油由右端吸入，高压油从左端排出解：,选取合适的比例尺绘制运动简图；,计算机构自由度,n,=3,p,l,=4,p,h,=0,F,=3,n,-2,p,l,-,p,h,=33,24,0,=1,结论：此机构为曲柄滑块机构，需要一个原动件C,例,2:,计算图示机构的自由度解：,D,点是三构件相铰接的复合铰链，,凸轮从动件的滚子,G,引入一个局部自由度，凸轮与大齿轮固结为同一构件n,=9,p,l,=12,p,h,=2,F,=3,n,-2,p,l,-,p,h,=39,212,2,=1,例,3,：图示机构中，,AB=EF=CD,，试计算机构自由度解：,C,处为复合铰链，,m=3,；,G,处为局部自由度；有一个虚约束I,处有一个高副虚约束。

机构,ABCDEF,为平行四边形机构，构件,EF,及引入的约束为虚约束机构自由度,F,n=6,P,l,=7,P,h,=2,F=3n-2P,l,-P,h,=36-27-2,=2,A,E,B,D,C,F,G,H,I,例,4,：图示凸轮驱动式四缸活塞空气压缩机的机构运动简图，计算其自由度凸轮,1,为原动件，当其转动时，分别推动装于四个活塞上的,ABCD,处的滚子，使活塞在相应的汽缸内往复运动连杆长度,AB=BC=CD=AD,解：,ABCD,四个滚子为局部自由度；,连杆,4,、,7,、,10,、,13,为虚约束；,机构自由度,F,n=5,P,l,=5,P,h,=4,F=3n-2P,l,-P,h,=35-25-4,=1,例,5:,图示凸轮,连杆组合机构的自由度铰接在凸轮上,D,处的滚子可在,CE,杆上的曲线槽中滚动F=38-210-2,=2,局部自由度,复合铰链,F=37-29-2,=1,虚约束,例,6:,试计算所示惯性筛机构的自由度，判断机构是否具有确定的运动（标箭头的构件为原动件）F=37+29-1=2,F=,原动件个数,有确定的运动,复合铰链,局部自由度,虚约束,例,7,：计算各运动链的自由度，并判断其能否成为机构。

F=37-210-0=1,F=,原动件数，因此为机构F=37-210-0=1,F=,原动件数，因此为机构复合铰链,复合铰链,复合铰链？,例,8:,计算图示机构的自由度，作出仅含低副的替代机构，并进行机构组成分析，确定杆组和机构的级别解：,计算机构的自由度,F,处为复合铰链，,G,处为局部自由度，则,n,=7,p,l,=9,p,h,=2,F,=3,n,-2,p,l,-p,h,=37,29,2=1,高副低代,用附加杆,DB,和,GK,及转动副,B,和,D,、,G,和,K,来代替两高副，代换后的机构为仅含低副的机构此时，,n,=9,p,l,=13,p,h,=0,F,=3,n,-2,p,l,-p,h,=39,213,0=1,该机构由两个,级杆组和一个,杆组与原动件组成，故机构为,级机构例,9:,计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析，确定杆组和机构的级别解：,计算机构的自由度,A,处为复合铰链，则,n,=6,p,l,=8,p,h,=0,F,=3,n,-2,p,l,-p,h,=36,28,0=2,机构的组成,以构件,1,、,2,为原动件：,6-5,为,级杆组；,3-4,为,级杆组,机构为,级机构。

以构件,2,、,6,为原动件：,1-3-4-5,为,级杆组，机构为,级机构以构件,1,、,6,为原动件：,4-5,为,级杆组；,2-3,为,级杆组,机构为,级机构不同的原动件，组成机构的杆组与级别不相同例,1,0：绘制机构运动简图，并计算自由度例,1,1：图示牛头刨机构设计方案图设计者的意图是动力由曲柄,1,输入，通过滑块,2,使摆动导杆,3,做往复摆动，并带动滑枕,4,往返移动以达到刨削的目的试分析此方案有无结构组成原理上的错误，若有，请说明原因并修改作业：补充修改方案）,解：,机构的自由度，,n,=4,p,l,=6,p,h,=0,F,=3,n,-2,p,l,-p,h,=34,26,0=0,F,机构原动件数,不能运动修改：,增加机构自由度的方法是：在机构的适当位置添加一个活动构件和一个低副或者用一个高副代替原来机构中的一个低副基本概念题,1.,选择题：,1,）,当机构的自由度,F0,，且,原动件数，则该机构即具有确定的相对运动A.,小于,B.,等于,C.,大于,D.,大于或等于,2,）有两个平面机构的自由度都等于,1,，现用一个带有两铰链的运动构件将他们串成一个平面机构，则其自由度等于,。

A.0,B.1,C.2,3,）机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间,产生任何相对运动A.,可以,B.,不能,C.,不一定,4,）平面机构中运动副引入的约束的数目最多为,个A.,一个,B.,两个,C.,三个,B,B,B,B,5,）平面机构中原动件自由度数目最多为,个A.,一个,B.,两个,C.,三个,6,）平面机构中若引入一个高副将带入,个约束A.,一个,B.,两个,C.,三个,7,）平面机构中若引入一个低副将带入,个约束A.,一个,B.,两个,C.,三个,8),图,所示构件系统是不能运动的A,A,1.,选择题：,B,C,2.,判断题：,1,）运动链能够成为机构的条件是，运动链相对于机架的自由度大于零，且等于原动件的数目2,）平面机构的级别取决于机构能够分解出的基本杆组的级别Y,N,（最高级别）,作业评讲,2-11:,图示为一简易冲床的初拟设计方案设计者的思路是：动力由齿轮,1,输入，使轴,A,来连续回转，而固定在,A,轴上的凸轮,2,与杠杆,3,组成的凸轮机构将使冲头,4,上下运动达到冲压的目的试绘出机构运动简图，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案选取比例尺作机构运动简图，如图,b),所示。

此图中，,n=3,Pl=4,ph=1,F=3n-2pl-ph,=33,24,1=0,计算结果表明该设计方案不能运动该方案的运动状况,:,构件,3,与构件,4,的铰接点不能同时实现沿,CD,方向的直线运动，又沿以,B,为圆心、,BC,为半径的圆弧运动，因此不能实现设计意图b),a),为了实现设计意图，需在,C,处增加一个自由度在分析设计方案是否合理时，应首先画出方案的运动简图，根据运动链成为机构的条件，检验方案是否可行，并提出修改方案增加机构自由度的方法,是：在机构的适当位置添加一个活动构件和一个低副（如,c,、,d,、,e,方案）或者用一个高副代替原来机构中的一个低副（如,f,方案）从机构运动的角度来看，机构的组成可以有多种方案至于选定那一种修改方案最佳，还必须根据实际中的许多因素加以分析、比较、评价来决定c),b),d),e),f),2-13,：图示为一新型偏心轮滑阀式真空泵其偏心轮,1,绕固定轴心,A,转动，与外环,2,固连在一起的滑阀,3,在可绕固定轴心,C,转动的圆柱,4,中滑动当偏心轮,1,按图示方向连续回转时，可将设备中的空气吸入，并将空气从阀,5,中排出，从而形成真空试绘制其运动简图，并计算其自由度。

选取比例尺作机构运动简图，如图所示求自由度：,n=3,P,l,=4,p,h,=0,F=3n-2p,l,-p,h,=33,24,0=1,2-16,：计算图示机构的自由度,：,（,a,）齿轮,连杆组合机构,解：,A,点是三构件相铰接的复合铰链；,n,=4,p,l,=5,p,h,=1,F,=3,n,-2,p,l,-,p,h,=34,25,1,=1,2-16,：计算图示机构的自由度,：,（,b,）图示凸轮,连杆组合机构在,D,处为铰接在一起的两个滑块虚约束,局部自由度,F=3,5+26-2=1,2-16,：计算图示机构的自由度,：,（,c,）凸轮,连杆组合机构：,精压机构,解：,该机构中存在结构对称部分，从运动传递的独立性来看，有机构,ABCDE,就可以了，其余部分对机构的运动传递没有影响，故引入了虚约束将机构中的虚约束部分去掉不计，,C,处为复合铰链，,n,=5,p,l,=7,p,h,=0,F,=3,n,-2,p,l,-,p,h,=35,27,0,=1,2-16,：计算图示机构的自由度,：,（,d,）齿轮,连杆组合机构：,解：,齿轮,3-5,啮合,中心距保持不变,，,故算一个高副,齿轮,5-,齿条,7,啮合,中心距变化，,齿的两侧面保持接触，故,为两个高副,。

n,=6,p,l,=7,p,h,=3,F,=3,n,-2,p,l,-,p,h,=36,27,3,=1,2-18,：图示为一刹车机构刹车时操纵杆,1,向右拉，通过由构件,2,、,3,、,4,、,5,、,6,使两闸瓦刹住车轮是计算机构的自由度，并就刹车过程说明机构自由度的变化情况,：,未刹车时，,n,=6,pl,=8,ph,=0,F,=36,28,0=2,G,或者,J,刹紧时，构件,4,或,6,不能运动：,n,=5,pl,=7,ph,=0,F,=35,27,0=1,G,和,J,同时刹紧时，构件,4,和,6,都不能运动：,n,=4,pl,=6,ph,=0,F,=34,26,0,=0,2-23:,图示一内燃机的机构运动简图，试计算其自由度当分别以构件,AB,和,EG,为原动件时，试对该机构进行结构分析F=37+210=1,（,1,）,AB,为原动件：,该机构为,级机构,虚线表示,没有机架,2-23:,图示一内燃机的机构运动简图，试计算其自由度当分别以构件,AB,和,EG,为原动件时，试对该机构进行结构分析2,）,EG,为原动件：,该机构为,级机构2-24,：计算图示机构的自由度，并在高副低代后分析组成该机构的基本杆组。

解：,滚子局部自由度,1,个，虚约束,1,个,n,=4,p,l,=5,p,h,=1,F,=3,n,-2,p,l,-,p,h,=34,25-1=1,高副低代：,n,=5,p,l,=7,p,h,=0,F,=,3,n,-2,p,l,-,p,h,=35,27=1,机构的组成,该机构为,级机构,2-24,：计算图示机构的自由度，并在高副低代后分析组成该机构的基本杆组解：,计算机构的自由度,C,处为复合铰链，,H,处为局部自由度，,F,和,G,处的移动副一个算作虚约束,n,=8,p,l,=11,p,h,=1,F,=3,n,-2,p,l,-,p,h,=38,211,1=1,高副低代,n,=9,p,l,=13,p,h,=0,F,=,3,n,-2,p,l,-,p,h,=39,213=1,机构的组成：,该机构为,级机构。