【正文】 1 第 一 章 機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu) 11 試畫出圖示平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖，并計算其自由度。 F＝ 3 3－ 2 4＝ 1 F＝ 3 3－ 2 4＝ 1 2 F＝ 3 3－ 2 4＝ 1 F＝ 3 3－ 2 4＝ 1 12 計算圖示平面機(jī)構(gòu)的自由度。將其中高副化為低副。確定機(jī)構(gòu)所含桿組的數(shù)目和級別，以及機(jī)構(gòu)的級別。（機(jī)構(gòu)中的原動件用圓弧箭頭表示。） F＝ 3 7－ 2 10＝ 1 F＝ 3 7－ 2 10＝ 1 含 3 個Ⅱ級桿組： 67， 45， 23。 含 3 個Ⅱ級桿組： 67， 45， 23。 該機(jī)構(gòu)為Ⅱ級機(jī)構(gòu) 構(gòu)件 4 連接處為復(fù)合鉸鏈。 該機(jī)構(gòu)為Ⅱ級機(jī)構(gòu) 3 F＝ 3 4－ 2 5－ 1＝ 1 F＝ 3 3－ 2 3－ 2＝ 1 F＝ 3 5－ 2 7＝ 1（高副低代后） F＝ 3 5－ 2 7＝ 1（高副低代后） 含 1 個Ⅲ級桿組： 2345。 含 2 個Ⅱ級桿組： 45， 23。 該機(jī)構(gòu)為Ⅲ級機(jī)構(gòu) 構(gòu)件 4 連接處為復(fù)合鉸鏈。 該機(jī)構(gòu)為Ⅱ級機(jī)構(gòu) F＝ 3 8－ 2 11－ 1＝ 1 F＝ 3 6－ 2 8－ 1＝ 1 F＝ 3 9－ 2 13＝ 1（高副低代后） F＝ 3 7－ 2 10＝ 1（高副低代后） 含 4 個Ⅱ級桿組： 86， 57， 43， 211。 含 1 個Ⅱ級桿組 67。 該機(jī)構(gòu)為Ⅱ級機(jī)構(gòu) 含 1 個Ⅲ級桿組 2345。 4 第 二 章 連 桿 機(jī) 構(gòu) 21 在 左下 圖 所 示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知 r = 50mm， lOA=22mm， lAC=80mm, ??901? ，凸輪 1的等角速度ω 1=10rad/s，逆時針方向轉(zhuǎn)動。試用瞬心法求從動件 2 的角速度ω 2。 解： 如右圖， 先觀察得出瞬心 P13和 P23為兩個鉸鏈中心。 再 求 瞬心 P12：根據(jù)三心定理， P12 應(yīng)在 P13 與 P23 的連線上，另外根據(jù)瞬心法， P12應(yīng)在過 B 點垂直于構(gòu)件 2 的直線上， 過 B 點和凸輪中心 O 作直線并延長，與 P1 P23連線的交點即為 P12。從圖上量 出 長度 尺寸并按作圖比例系數(shù)換算成實際長度 ： P12A=，則： P12C=+80= 因為 P12是構(gòu)件 1 與構(gòu)件 2 的瞬心，所以 CPAP 122121 ?? ? 121212 ???? CP AP?? rad/s 22 在 右 圖所示的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中，已知 lAB=40mm， lAC=80mm， ??301? ，求速度瞬心P13和 P24。 解：如下圖，先找瞬心： P1 P1P34 均為鉸鏈中心， P23 為垂直于導(dǎo)路無窮遠(yuǎn)處。 求 P24： 對于構(gòu)件 4， P24 應(yīng)P12與 P14的連線上 ；而對于構(gòu)件 4， 應(yīng)在 P23與 P34連線上，分別作兩連線，其交點即為 P24。 求 P13： 對于構(gòu)件 3，應(yīng)在 P12與 P23的 連線 上；而對于構(gòu)件 3，應(yīng)在 P14和 P34連線 上，分別作兩連線，其交點即為 P13。 C P14 1 5 23 試根據(jù)圖中注明的尺寸 判斷下列鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、還是雙搖桿機(jī)構(gòu)。 解：圖 a)為雙曲柄機(jī)構(gòu) ； 圖 b)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu) ； 圖 c)為雙搖桿機(jī)構(gòu) ； 圖 d)為雙搖桿機(jī)構(gòu) 。 24 如 左下 圖， 設(shè)計一腳踏軋棉機(jī)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。要求踏板 CD 在水平位置上下各擺10176。，且 lCD=500mm， lAD=1000mm，試用圖解法求曲柄 AB 和連桿 BC 的長度。 解： ① 如右圖， 根據(jù)已知條件畫出 A、 D、 C、 C C2。 ②通過 A、 C1畫直線代表機(jī)構(gòu)的一個極限位置，通過 A、 C2畫直線代表機(jī)構(gòu)的另一個極限位置。 ③從圖中可知， AC1=BCAB， AC2=BC+AB， 即 AB=（ AC2AC1） /2 以 A 為圓心， AC1為半徑畫圓弧 與 AC2交于 E 點，即 AB=EC2/2，從圖上量出尺寸并通過比例變換得出： EC2=156mm， 再以 A 為圓心，以 EC2為 直 徑畫圓，交于 B1點和B2點，得出 BC=1115mm。 （也可在圖上量出 AC1 和 AC2 后，列 二 元一次方程求解得出兩桿長） 即 AB=78mm， BC=1115mm。 6 25 如 左 下 圖， 設(shè)計一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程 s=50mm，偏距 e=16mm，行程速比系數(shù) K=，求曲柄與連桿長度。 解：①先算出極位夾角 ???????????? kk? ② 如 右 圖所示， 作一條直線 C1C2 = s = 50，過 C C2各作一條直線，與 直線 C1C2的 夾角均為 90176。 θ ，相交于 O 點。 ③以 O 為圓心，過 C C2作圓 （即 OC為半徑） ④再作一直線與 C1C2平行 ,使 兩直線間的 距離等于偏距 e，與圓相交于 A 點 ⑤根據(jù) C1A、 C2A 距離可求出曲柄連桿的長度。 從圖中可知， AC1=BCAB， AC2=BC+AB，即 AB=（ AC2AC1） /2 以 A 為圓心， AC1為半徑畫圓弧與 AC2交于 E 點，即 AB=EC2/2，從圖上量出尺寸并通過比例變換得出 EC2 長度尺寸，再以 A 為圓心，以 EC2 為直徑畫圓，交于 B1 點和B2點，得出 BC 桿長。 （也可在圖上量出 AC1和 AC2 后，列 二 元一次方程求解得出兩桿長） ⑥得出給定 e、 s和 θ的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 曲柄長 ，連桿長 。 注 意：此題也可參照教材 P72 的方法畫圖 。 (當(dāng) e=20mm， K= 時，θ =36176。，曲柄長 ，連桿長 。 ) 26 設(shè)計一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。已知機(jī)架長度 l4=100mm，行程速比系數(shù) K=，求曲柄長度。 （參考答案：曲柄長度為 ） 解：①先算出極位夾角 ???????????? kk? ② 因為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中極位夾角θ等于導(dǎo)桿擺角ψ，任取一點為 D，作 ∠ mDn=ψ，作角等分線，在角等分線上取 lAD=l4=100，得出曲柄轉(zhuǎn)動中心 A。 ③ 由 A 點對 兩 極限位置的導(dǎo)桿 m或 n 作垂線 ，得出曲柄長度 a=。 也可根據(jù)圖，直接用 sin(ψ /2)=a/l4得出結(jié)果。 7 27 如 左下 圖， 設(shè)計一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為加熱爐爐門的啟閉機(jī)構(gòu)。已知爐門上兩活動鉸鏈的中心距為 50mm，爐門 打 開后成水平位置時，要求爐門溫度較低的一面朝上 （如虛線所示） ，設(shè)固定鉸鏈安裝在 yy 軸線上，其相關(guān)尺寸如圖所示，求此鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) 其余 三桿的長度。 解：已知爐門兩上兩個活動鉸鏈桿長為 lBC=50mm，從圖形上已知爐門開閉時的兩個極限位置 B1C1和 B2C2。 ①如右圖所示，連接 B1B2成一直線，并作 B1B2的中垂線 n，與 yy 軸線交于 A 點，得出鉸鏈 A 的位置。 ②連接 C1C2成一直線，并作 C1C2的中垂線 m，與 yy 軸線交于 D 點，得出鉸鏈 D的位置。 ③從圖形上畫出四桿機(jī)構(gòu) AB1C1D，量出題目要求的三桿長度尺寸并通過比例變換成實際尺寸。 AB=， AD=， DC=。 28欲設(shè)計一個如下圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。設(shè)已知其搖桿 CD 的長度為 75mm，行程速比系數(shù) K=， 機(jī)架 AD 的長度為 80mm,又知搖桿的一個極限位置與機(jī)架間的夾角 ψ=45176。 ，試求其曲柄 AB的長度 和連桿 BC的長度。 解：（ 1）算出極位角θ ???????????? kk? （ 2）任取 D點，作水平線 DA，使 lDA=80， （ 3） 過 D點，作直線 DC1，長度為 lDC=75，位置為與 DA成 45176。 。 （ 4） 過 AC1兩點的直線為連桿與曲柄共線的位置之一， 過 A點，作 一 直線與 AC1成θ=36176。， 此直線為連桿與曲柄共線的位置之二 ， 以 D 點為圓心， DC1為半徑