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设计工程学习题

解：

由其机构运动简图不难看出此机构共有5个活动构件（即1，2，3，4，5），7个低副（即O，A，B，C，D，E，F）。

而没有高副，故根据公式

可求得其自由度为:

F=3n-

=3×5-（2×7+0）=1

<联系>根据有确定运动的条件，本题中自由度F和原动件

（1）的数目相等，可知颚式破碎机有确定的运动。

一、填空题

1）凸轮机构从动件按余弦加速度规律运动时，在运动开始和终止的位置，加速度有突变，会产生柔性冲击。

2）根据从动件凸轮廓线保持接触方法的不同，凸轮机构可分为力封闭和几何形状封闭两大类型。

写出两种几何形状封闭的凸轮机构槽道凸轮和等径凸轮。

3）为了使凸轮廓面与从动件底面始终保持接触，可以利用从动件自身的重力，弹簧力，或依靠凸轮上的几何形状来实现。

4）凸轮机构的主要优点为只要适当地设计出凸轮廓线，就可以是从动件可以各种预期的运动规律。

主要缺点为从动件与凸轮之间是高副（点接触、线接触），易磨损，所以凸轮机构多用在传力不大的场合。

5）为减小凸轮机构的推程压力角，可将从动杆由对心改为偏置，正确的偏置方向是将从动杆偏在凸轮转动中心的正偏置侧。

6）凸轮机构的从动件按等加速等减速运动规律运动，在运动过程中，加速度将发生突变，从而引起柔性冲击。

7）当凸轮机构的最大压力角超过许用压力角时，可采取以下措施来减小压力角增大基圆半径、改变偏置方向。

9）平底垂直于导路的直动杆盘形凸轮机构，其压力角等于0。

10）在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中，等速运动运动规律有刚性冲击；等加速等减速、余弦加速度运动规律有柔性冲击；正弦加速度运动规律无冲击。

11）凸轮机构推杆运动规律的选择原则为首先要满足机器的工作要求，同时还应使机器具有良好的动力特性和使所设计的凸轮便于加工。

12）设计滚子推杆盘形凸轮机构凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象时，则尺寸参数上应采取的措施是适当增大基圆半径或适当减小滚子半径。

1在凸轮机构几种常用的推杆运动规律中，只宜用于低速；和不宜用于高速；而和都可在高速下应用。

2滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从到的最短距离。

3平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于。

4在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中，有刚性冲击；、

运动规律有柔性冲击；运动规律无冲击。

5凸轮机构推杆运动规律的选择原则为：

①，②，③。

6设计滚子推杆盘形凸轮机构时，若发现工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数改变上应采用的措施是，。

7在设计直动滚子推杆盘形凸轮机构的工作廓线时发现压力角超过了许用值，且廓线出现变尖现象，此时应采用的措施是。

8设计凸轮机构时，若量得其中某点的压力角超过许用值，可以用使压力角减小。

9．凸轮机构能使从动件按照，实现各种复杂的运动。

10．凸轮机构是副机构。

11．凸轮是一个能从动件运动规律，而具有或凹槽的构件。

12．凸轮机构主要由，和三个基本构件所组成。

13．当凸轮转动时，借助于本身的曲线轮廓，从动件作相应的运动。

14．凸轮的轮廓曲线可以按任意选择，因此可使从动件得到的各种运动规律。

15．盘形凸轮是一个具有半径的盘形构件，当它绕固定轴转动时，推动从动杆在凸轮轴的平面内运动。

16．盘形凸轮从动杆的不能太大，否则将使凸轮的尺寸变化过大。

17．圆柱凸轮是个在圆柱开有曲线凹槽或是在圆柱上作出曲线轮廓的构件。

18．凸轮机构从动杆的形式有从动杆，从动杆和从动杆。

19．尖顶式从动杆与凸轮曲线成尖顶接触，因此对较复杂的轮廓也能得到运动规律。

20．凸轮机构从动杆的运动规律，是由凸轮决定的。

21．以凸轮的半径所做的圆，称为基圆。

22．在凸轮机构中，从动杆的称为行程。

23．凸轮轮廓线上某点的方向与从动杆方向之间的夹角，叫压力角。

24．如果把从动杆的量与凸轮的之间的关系用曲线表示，则此曲线就称为从动杆的位移曲线。

25．当凸轮作等速转动时，从动杆上升或下降的速度为一，这种运动规律称为运动规律。

26．将从动杆运动的整个行程分为两段，前半段作运动，后半段作运动，这种运动规律就称为运动规律。

27．凸轮机构从动杆位移曲线的横坐标轴表示凸轮的，纵坐标轴表示从动杆的量。

28．画凸轮轮廓曲线时，首先是沿凸轮转动的方向，从某点开始，按照位移曲线上划分的在基圆上作等分角线。

29．凸轮机构的从动件都是按照运动规律而运动的。

30．凸轮的轮廓曲线都是按完成一定的而进行选择的。

31．当盘形凸轮只有转动，而没有变化时，从动杆的运动是停歇。

32．凸轮机构可用在作间歇运动的场合，从动件的运动时间与停歇时间的，以及停歇都可以任意拟定。

33．凸轮机构可以起动，而且准确可靠。

34．圆柱凸轮可使从动杆得到的行程。

35．尖顶式从动杆多用于传力、速度较以及传动灵敏的场合。

36．滚子从动杆与凸轮接触时摩擦阻力，但从动杆的结构复杂，多用于传力要求的场合。

37．平底式从动杆与凸轮的接触面较大，易于形成油膜，所以较好，较小，常用于没有曲线的凸轮上作高速传动。

38．滚子式从动杆的滚子选用得过大，将会使运动规律“失真”。

39．等加速等减速运动凸轮机构，能避免传动中突然的，消除强烈的提高机构的工作平稳性，因此多用于凸轮转速和从动杆质量的场合。

40．凸轮在工作中作用到从动杆上的力，可以分解成：

与从动杆运动速度方向的分力，它是推动从动杆运动的分力；与从动杆运动速度方向的分力，它会使从动杆与支架间的正压力增大，是分力。

41．凸轮的基圆半径越小时，则凸轮的压力角，有效推力就，有害分力。

42．凸轮的基圆半径不能过小，否则将使凸轮轮廓曲线的曲率半径，易使从动杆的“失真”。

43．凸轮基圆半径只能在保证轮廓的最大压力角不越过时，才能考虑。

44．凸轮轮廓曲线上的向径公差和表面粗糙度，是根据凸轮的而决定的。

45．凸轮机构主要由、和三部分组成。

46．等速运动规律会引起冲击，因而这种运动规律只适用于速载的凸轮机构。

47．由于尖顶从动件能力低，不，因而在实际中常采用从动件和从动件。

48．以凸轮轮廓最小向径为半径所作的圆称为圆。

49．若已知位移的比例尺为

/mm，则图纸上量出的20mm相当于凸轮转角的值为.

50.若已知位移的比例尺为2mm/mm，则图纸上量出的20mm相当于从动杆位移的值为.

51．凸轮是一个能从动杆运动规律具有轮廓的构件；通常是作并转动。

52.基圆是以凸轮半径所作的圆，基圆半径越小则压力角，有效推力从而使工作条件变坏。

53．从动杆的形式一般有，和等。

54．从动杆常用运动速度规律，有规律和运动规律。

1．计算齿轮机构的自由度.

解：

由于B.C副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将C副去除。

即如下图所示：

该机构的自由度

2..机构具有确定运动的条件是什么？

如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？

机构在滚子B处有一个局部自由度，应去除。

该机构的自由度

当自由度F=1时,该机构才能运动,如果不能满足这一条件,该机构无法运动。

该机构当修改为下图机构，则机构可动：

N=4,PL=5,Ph=1;

自由度

3.计算机构的自由度.

1）由于机构具有虚约束,机构可转化为下图机构。

自由度

2）由于机构具有虚约束,机构可转化为下图机构。

自由度

3）由于机构具有虚约束,机构可转化为下图机构。

自由度

六、分析计算题

1．试判断下列机构属于何种类型的铰链四杆机构。

a）b）

图3

2．如图3所示，已知杆CD为最短杆。

若要构成曲柄摇杆机构，机架AD的长度至少取多少？

（图中长度单位为mm）

3.试用MATLAB或其他现代工程软件采用解析法设计一铰链四杆机构。

如图4所示，已知曲柄的长度LAB=35mm，LAD=85mm，曲柄的角速度ω=10rad/s，且当曲柄位于φ=60°时，摇杆CD位于φ=110°的位置，而C点的速度Vc=0.25m/s。

求连杆LBC和摇杆LCD的长度。

4．在图5所示的牛头刨床的摆动导杆机构中，已知中心距lAC=300mm，刨头的冲程H=450mm，刨头的空回行程平均速度与工作行程平均速度之比k=2。

1）试求曲柄AB和导杆CD的长度。

2）若刨头自左向右摆动为工作行程，试根据急回特性分析曲柄AB应有的正确转向。

3）分析曲柄AB为原动件时，机构在图示位置的传动角γ及机构位置变化时，传动角的变化情况。

图5

5．图6a所示为一铰链四杆的夹紧机构。

已知连杆长度lBC=40mm及它所在的两个位置如图b所示，其中B1C1处于水平位置；B2C2为机构处于死点的位置，此时，AB处于铅垂位置。

试：

1）求此夹紧机构中其余各杆的长度；

2）判定该机构为何种类型的四杆机构；

（a）（b）

图6

一、填空

1.在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_______，只能来回摇摆某一角度的构件称为_______，直接与连架杆相联接，借以传动和动力的构件称为_______。

2.图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。

试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机条构的件：

（1）____________________________。

（2）以_______为机架，则_______为曲柄。

3.设图1-1已构成曲柄摇杆机构。

当摇杆CD为主动件，机构处于BC与从动曲柄AB共线的两个极限位置，称为机构的两个_______位置。

4.铰链四杆机构的三种基本形式是_______机构，_______机构，_______机构。

5.平面连杆机急回运动特性可用以缩短_______。

从而提高工作效率。

6.平面连杆机构的急回特性系数K=______________。

7.四杆机构中若对杆两两平行且相等，则构成_______机构。

四、绘图分析及其他

1.按图1-3所注出的尺寸，分析确定各构件的名称。

2.图1-4，AB杆作匀速圆周运动，转向如图示。

试解答：

（1）用作图法找出滑块E的两个极限位置。

（2）由作图判断滑块是否存在急回运动？

急回方向向何方？

（3）若机构以滑块为主动，指出曲柄AB的两个“死点“位置。

3.作图找出1-5机构的极位夹角θ和从动件的急回运动方向，并回答：

机构名称是_______。

构件名称r是_______；l是_______；c是_______。

图1-5

4.作图找出图1-6机构构件C的两个极限位置。

若机构改为构件C主动，标写构件AB的两个“死点”位置。

回答问题：

机构名称__。

机构名称r是_______；b是_______；C是_______；

5.按图1-7回答问题：

机构名称是_______，构件名称是a是_______；b是_______；c是_______；d是_______。

当取c杆为机架时的机构名称是_______。

一、填空题：

1．平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。

2．平面连杆机构是由一些刚性构件用低副连接组成的。

3．在铰链四杆机构中，运动副全部是转动副。

4．在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。

5．在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为摇杆。

6．在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。

7．某些平面连杆机构具有急回特性。

从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。

8．对心曲柄滑快机构无急回特性。

8．偏置曲柄滑快机构有急回特性。

10．对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复运动的连杆机构，是否有急回特性，取决于机构的极位夹角是否大于零。

11．机构处于死点时，其传动角等于０。

12．机构的压力角越小对传动越有利。

13．曲柄滑快机构，当取滑块为原动件时，可能有死点。

14．机构处在死点时，其压力角等于９０º。

15．平面连杆机构，至少需要４个构件。