機械原理第八版課后練習答案(西工大版)

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第八版 西工大教研室編第 2 章 2-1 何謂構件何謂運動副及運動副元素運動副是如何進行分類的答參考教材 57 頁。2-2 機構運動簡圖有何用處 它能表示出原機構哪些方面的特征答機構運動簡圖可以表示機構的組成和運動傳遞情況,可進行運動分析,而且也可用來進行動力分析。2-3 機構具有確定運動的條件是什么 當機構的原動件數少于或多于機構的自由度時,機構的運動將發生什么情況答參考教材 1213 頁。2-4 何謂最小阻力定律 試舉出在機械工程中應用最小阻力定律的 1、2 個實例。2-5 在計算平面機構的自由度時,應注意哪些事項答參考教材 1517 頁。2-6 在圖 2-20 所示的機構中,在鉸鏈 C、B 、D 處,被連接的兩構件上連接點的軌跡都是重合的,那么能說該機構有三個虛約束嗎為什么 答不能,因為在鉸鏈 C、B、D 中任何一處,被連接的兩構件上連接點的軌跡重合是由于其他兩處的作用,所以只能算一處。2-7 何謂機構的組成原理 何謂基本桿組它具有什么特性如何確定基本桿組的級別及機構的級別答參考教材 1819 頁。2-8 為何要對平面高副機構進行“高副低代““高副低代”應滿足的條件是什么 答參考教材 2021 頁。2-9 任選三個你身邊已有的或能觀察到的下列常用裝置 或其他裝置,試畫出其機構運動簡圖,并計算其自由度。1 折疊桌或折疊椅;2酒瓶軟木塞開蓋器; 3衣柜上的彈簧合頁;4可調臂臺燈機構;5剝線鉗;6 磁帶式錄放音機功能鍵操縱機構;7洗衣機定時器機構;8轎車擋風玻璃雨刷機構;9公共汽車自動開閉門機構;10挖掘機機械臂機構;。2-10 請說出你自己身上腿部的髖關節、膝關節和踝關節分別可視為何種運動副試畫出仿腿部機構的機構運動簡圖,并計算其自由度。2-11 圖示為一簡易沖床的初擬設計方案。設計者的思路是動力由齒輪 j 輸入,使軸 A 連續回轉;而固裝在軸上的凸輪2 與杠桿 3 組成的凸輪機構使沖頭 4 上下運動,以達到沖壓的目的。試繪出其機構運動簡圖各尺寸由圖上量取,分析是否能實現設計意圖,并提出修改方案。1取比例尺繪制機構運動簡圖2分析是否能實現設計意圖解 32410f????不合理 ∵ 0f?,可改為2-12 圖示機構為一凸輪齒輪連桿組合機構,試繪制其機構示意簡圖并計算自由度。解 38210f????2-16 試計算圖示凸輪-連桿組合機構的自由度(a)解 34251f???? A 為復合鉸鏈 (b)解(1) 圖示機構在 D 處的結構與圖 2-1 所示者一致,經分析知該機構共有 7 個活動構件,8 個低副 注意移動副 F 與 F’,E 與 E’均只算作一個移動副 ,2 個高副;因有兩個滾子 2、4,所以有兩個局部自由度,沒有虛約束,故機構的自由度為F3n- 2plph- p’- F’3ⅹ7- 2ⅹ82-0- 21(2)如將 D 處結構改為如圖 b 所示形式,即僅由兩個移動副組成。注意,此時在該處將帶來一個虛約束。因為構件3、6 和構件 5、6 均組成移動副,均要限制構件 6 在圖紙平面內轉動,這兩者是重復的,故其中有一個為虛約束。經分析知這時機構的活動構件數為 6,低副數為 7,高副數和局部自由度數均為 2,虛約束數為 1,故機構的自由度為F3n- 2plph- p’- F’ 36- 2ⅹ72-1- 21上述兩種結構的機構雖然自由度均為一,但在性能上卻各有千秋前者的結構較復雜,但沒有虛約束,在運動中不易產生卡澀現象;后者則相反,由于有一個虛約束,假如不能保證在運動過程中構件 3、5 始終垂直,在運動中就會出現卡澀甚至卡死現象,故其對制造精度要求較高。(c)解1 n11, p117, ph0, p2p1ph-3n2, F0F3n-2p1ph-p-F311-2170-2-012 去掉虛約束后 F3n-2plph 35-270 1(d)A、B、C 處為復合鉸鏈。自由度為F3n-2p 1ph-p-F36-273-01齒輪 3、5 和齒條 7 與齒輪 5 的嚙合高副所提供的約束數目不同,因為齒輪 3、5 處只有一個高副,而齒條 7 與齒輪 5 在齒的兩側面均保持接觸,故為兩個高副。2-13 圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。其偏心輪 1 繞固定軸心 A 轉動,與外環 2 固連在一起的滑閥 3 在可繞固定軸心 C轉動的圓柱 4 中滑動。當偏心輪按圖示方向連續回轉時可將設備中的空氣吸入,并將空氣從閥 5 中排出,從而形成真空。1試繪制其機構運動簡圖;2 計算其自由度。解 1取比例尺作機構運動簡圖如圖所示。2 F3n-2p1ph-p’-F’34-240-0-112-14 圖示是為高位截肢的人所設汁的一種假肢膝關節機構。該機構能保持人行走的穩定性。若以脛骨 1 為機架,試繪制其機構運動簡圖和計一算其自由度,并作出大腿彎曲時的機構運動簡圖。解 把脛骨 l 相對固定作為機架.假肢膝關節機構的機構運動簡圖如圖所示, 大腿彎曲 90。時的機構運動簡圖,如圖中虛線所示。其自由度為F3n-2plph-p’-F’35-270-0-012-15 試繪制圖 n 所示仿人手型機械手的食指機構的機構運動簡圖 以手掌 8 作為相對固定的機架,井計算自由度。(1取比倒尺肌作機構運動簡圖(2計算自由度解 37210f???2-18 圖示為一剎車機構。剎車時,操作桿 j 向右拉,通過構件 2、3、4、5、6 使兩閘瓦剎住車輪。試計算機構的自由度,并就剎車過程說明此機構自由度的變化情況。注;車輪不屬于剎車機構中的構件。(1未剎車時,剎車機構的自由度2閘瓦 G、J 之一剃緊車輪時.剎車機構的自由度3閘瓦 G、J 同時剎緊車輪時,剎車機構的自由度解 1 3628f??? 2 35271f??? 3 46 2-23 圖示為一內然機的機構運動簡圖,試計算自由度 t 并分析組成此機構的基本桿組。如在該機構中改選 EG 為原動件,試問組成此機構的基本桿組是否與前者有所不同。解 37210f??? 2-21 圖示為一收放式折疊支架機構。該支架中的件 1 和 5 分別用木螺釘連接于固定臺板 1’和括動臺板 5上.兩者在 D 處鉸接,使活動臺板能相對于固定臺極轉動。又通過件 1,2,3,4 組成的鉸鏈四桿機構及連桿 3 上 E點處的銷子與件 5 上的連桿曲線槽組成的銷槽連接使活動臺板實現收放動作。在圖示位置時,雖在活動臺板上放有較重的重物.活動臺板也不會自動收起,必須沿箭頭方向推動件 2,使鉸鏈 B,D 重合時.活動臺板才可收起如圖中雙點劃線所示?,F已知機構尺寸 lABlAD90 mm;l BClCD25 mm,其余尺寸見圖。試繪制該機構的運動簡圖,并計算其自由度。解機械運動簡圖如
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