平面机构的结构分析
1、如图a 所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 连续回转;而固装在轴A 上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图(各尺寸由图上量取),分析其是否能实现设计意图?并提出修改方案。
解 1)取比例尺l μ绘制其机构运动简图(图b )。
2)分析其是否能实现设计意图。
图 a ) 由图b 可知,3=n ,4=l p ,1=h p ,0='p ,0='F 故:00)0142(33)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l
因此,此简单冲床根本不能运动(即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架),故需要增加机构的自由度。
图 b )
3)提出修改方案(图c )。
为了使此机构能运动,应增加机构的自由度(其方法是:可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副,或者用一个高副去代替一个低副,其修改方案很多,图c 给出了其中两种方案)。
图 c1) 图 c2)
2、试画出图示平面机构的运动简图,并计算其自由度。
图a )
解:3=n ,4=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F
图 b )
解:4=n ,5=l p ,1=h p ,123=--=h l p p n F
3、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3-1
解3-1:7=n ,10=l p ,0=h p ,123=--=h l p p n F ,C 、E 复合铰链。
3-2
解3-2:8=n ,11=l p ,1=h p ,123=--=h l p p n F ,局部自由度
3-3 解3-3:9=n ,12=l p ,2=h p ,123=--=h l p p n F
4、试计算图示精压机的自由度
解:10=n ,15=l p ,0=h p 解:11=n ,17=l p ,0=h p
13305232=?-+?='-'+'='n p p p h l 26310232=?-?='-'+'='n p p p h l
0='F 0='F
F p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(3
10)10152(103=--+?-?= 10)20172(113=--+?-?=
(其中E 、D 及H 均为复合铰链) (其中C 、F 、K 均为复合铰链)
5、图示为一内燃机的机构简图,试计算其自由度,并分析组成此机构的基本杆组。又如在该机构中改选EG 为原动件,试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。
解1)计算此机构的自由度
110273)2(3=?-?='-'-+-=F p p p n F h l
2)取构件AB 为原动件时 机构的基本杆组图为
此机构为 Ⅱ 级机构
3)取构件EG 为原动件时 此机构的基本杆组图为
此机构为 Ⅲ 级机构
平面机构的运动分析
1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号ij P 直接标注在图上)。