免费版 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 F3、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 F4、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 p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)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。
第三章机械零件的强度习题答案3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ，取循环基数60105⨯=N ，9=m ，试求循环次数N分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。
[解] MPa 6.373107105180936910111=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=⨯⨯⨯==--N N σσN MPa 0.227102.6105180956930113=⨯⨯⨯==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ，MPa 1701=-σ，2.0=σΦ，试绘制此材料的简化的等寿命寿命曲线。
[解] )170,0('A )0,260(C12σσσΦσ-=-Θ σΦσσ+=∴-121MPa 33.2832.0117021210=+⨯=+=∴-σΦσσ得)233.283,233.283(D '，即)67.141,67.141(D '根据点)170,0('A ，)0,260(C ，)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4圆轴轴肩处的尺寸为：D =72mm ，d =62mm ，r =3mm 。
如用题3-2中的材料，设其强度极限σB =420MPa ，精车，弯曲，βq =1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。
[解] 因2.14554==d D ，067.0453==d r ，查附表3-2，插值得88.1=ασ，查附图3-1得78.0≈σq ，将所查值代入公式，即()()69.1188.178.0111k =-⨯+=-α+=σσσq查附图3-2，得75.0=σε；按精车加工工艺，查附图3-4，得91.0=σβ，已知1=q β，则35.211191.0175.069.1111k =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=qσσσσββεK ()()()35.267.141,67.141,0,260,35.2170,0D C A ∴ 根据()()()29.60,67.141,0,260,34.72,0D C A 按比例绘出该零件的极限应力线图如下图3-5如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20m =σ，应力幅MPa 20a =σ，试分别按①C r =②C σ=m ，求出该截面的计算安全系数ca S 。
机械设计课程设计西工大一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械设计的基本原理和概念，理解机械结构的设计过程和关键要素。
2. 使学生了解并能够运用西工大机械设计课程中的相关知识点，如力学分析、材料选择、工艺流程等。
3. 帮助学生掌握机械设计中常用的计算方法和公式，并能应用于实际问题的解决。
技能目标：1. 培养学生运用计算机辅助设计（CAD）软件进行机械零部件的绘制和设计能力。
2. 培养学生运用文献资料、网络资源等工具进行机械设计相关研究的能力。
3. 提高学生团队协作和沟通能力，能在小组项目中共同完成设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣和热情，激发创新意识，树立工程意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与理论的结合，养成精益求精的工作作风。
3. 增强学生的环保意识，注重绿色设计，培养可持续发展观念。
课程性质：本课程为机械设计课程设计，注重理论与实践相结合，以培养学生的设计能力和实践能力为主要目标。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识，具有较强的动手能力和求知欲，但可能缺乏实际设计经验。
教学要求：结合西工大机械设计课程的特点，注重实用性，将理论知识与实际设计相结合，培养学生的创新能力和实践能力。
通过课程设计，使学生能够将所学知识应用于实际问题，提高解决工程问题的能力。
教学过程中，注重分解课程目标为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 教学大纲：a. 机械设计基本原理及概念- 研究机械结构设计的一般原则和方法- 掌握机械系统性能与结构设计的关系b. 机械零部件设计- 分析并设计常用机械零部件（如轴、齿轮、轴承等）- 了解零部件的加工工艺和装配要求c. 计算机辅助设计（CAD）- 学习CAD软件的基本操作和应用- 利用CAD软件进行机械零部件的绘制和设计d. 机械设计实例分析- 分析典型机械设计案例，理解设计过程和方法- 学习并运用设计优化和评价方法2. 教学内容安排与进度：- 第1周：机械设计基本原理及概念- 第2周：机械零部件设计（1）- 第3周：机械零部件设计（2）- 第4周：计算机辅助设计（CAD）- 第5周：机械设计实例分析（1）- 第6周：机械设计实例分析（2）3. 教材章节及内容：- 第1章：机械设计概述- 第2章：机械零部件设计- 第3章：计算机辅助设计（CAD）- 第4章：机械设计实例分析教学内容注重科学性和系统性，结合西工大机械设计课程要求，按照教学大纲安排，确保学生能够系统地学习和掌握机械设计的相关知识和技能。
