第一章__平面机构的运动简图及自由度习题

第一章 平面机构的运动简图及自由度

一、判断题(认为正确的,在括号内画√,反之画×)

1. 机构是由两个以上构件组成的。 ( )

2. 运动副的主要特征是两个构件以点、线、面的形式相接触。 ( )

3. 机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零。 ( )

4. 转动副限制了构件的转动自由度。 ( )

5. 固定构件(机架)是机构不可缺少的组成部分。 ( )

6.4个构件在一处铰接,则构成4个转动副。 ( )

7. 机构的运动不确定,就是指机构不能具有相对运动。 ( )

8. 虚约束对机构的运动不起作用。 ( )

二、选择题

1. 为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性, 则运动简图相对于与实际机构的( )应相同。

A. 构件数、运动副的类型及数目

B. 构件的运动尺寸

C. 机架和原动件

D. A 和 B 和 C

2. 下面对机构虚约束的描述中,不正确的是( )。

A. 机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束,在计算机构自由度时应除去虚约束。

B. 虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。

C. 虚约束应满足某些特殊的凡何条件,否则虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动。为此应规定相应的制造精度要求。虚约束还使机器的结构复杂,成本增加。

D. 设计机器时,在满足使用要求的情况卜,含有的虚约束越多越好。

三、综合题

1. 图2-1中构件1相对于构件2能沿切向At 移动,沿法向An 向上移动和绕接触点A 转动,所以构件1与2组成的运动副保留三个相对运动。

图b 中构件1与2在A 两处接触,所以构件1与2组成两个高副。

图2-1 图2-2

2. 如图2-2所示的曲轴1与机座2,曲轴两端中心线不重合,加工误差为△,试问装配后两构件能否相对转动,并说明理由。

3. 局部自由度不影响整个机构运动,虚约束不限制构件独立运动,为什么实际机构中还采用局部自由度、虚约束的结构?

4. 吊扇的扇叶与吊架、书桌的桌身与抽斗,机车直线运动时的车轮与路轨,各组成哪一类运动副,请分别画出。

5. 绘制2-3图示各机构的运动简图。1. 沿法向An 向上移动两构个将分开,1和2不构成运动副。所以不能沿法向An 向上移动,构件1与2组成的运动副保留二个相对运动。 图b 两构个只能构成一个运动副构件,其中一个运动副为虚约束 。

2. 不能,曲轴与机座构成的两个转动副其中一个为虚约束,两个转动副必须同轴。

3. 局部自由度为了将滑动摩擦变为滚动摩擦,以减少功率损耗,降低磨损;虚约束有改善机构受力状况和增加刚度的作用。

4. 吊扇的扇叶与吊架:转动副

书桌的桌身与抽斗,机车直线运动时的车轮与路轨:移动副

图2-3

6. 指出图2-4所示各机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束,计算机构的自由度,并判定它们是否有确定的运动(标有箭头的构件为原动件)。

6. a) 虚约束B ,F=3×5+2×6+1×1=2,F=W=2有确定的运动;

b) 局部自由度B ,F=3×4+2×5+1×1=1,F=W=1有确定的运动;

图2-4

7. 试问图2-5各机构在组成上是否合理?如不合理,请针对错误提出修改方案。

7. F=3×5+2×7+1×1=0 , 不合理,把E 处的移动副去掉,则F=3×5+2×6+1×1=2加一个原动件。

图2-5

8. 计算题图2-6(a 与 b)所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出)。

图2-6 (a) 图2-6(b)

9. 计算题图2-7(a 与b )所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出),并判断机构的运动是否确定,图中画有箭头的构件为原动件。

8. a) F=3×5+2×7+1×0=1

b) F=3×4+2×5+1×0=2

9.F=3×5+2×7+1×0=1,有虚约束JKL 、GHI ,复合铰链C 。

图2-7(a) 图2-7(b)

10.计算题2-8图所示机构的自由度(若有复合铰链,局部自由度或虚约束应明确指出), 并标出原动件。

图2-8

一、判断题

1. √2. ×3. × 4. × 5. √6. ×7. × 8. √

二、选择题

1. D 2. D

三、综合题

1. 沿法向An 向上移动两构个将分开,1和2不构成运动副。所以不能沿法向An 向上移动,

构件1与2组成的运动副保留二个相对运动。

图b 两构个只能构成一个运动副构件,其中一个运动副为虚约束 。

2. 不能,曲轴与机座构成的两个转动副其中一个为虚约束,两个转动副必须同轴。

3. 局部自由度为了将滑动摩擦变为滚动摩擦,以减少功率损耗,降低磨损;虚约束有改善机构受力状况和增加刚度的作用。

4. 吊扇的扇叶与吊架:转动副

书桌的桌身与抽斗,机车直线运动时的车轮与路轨:移动副

5.略

6. a) 虚约束B ,F=3×5+2×6+1×1=2,F=W=2有确定的运动;

b) 局部自由度B ,F=3×4+2×5+1×1=1,F=W=1有确定的运动;

7. F=3×5+2×7+1×1=0 , 不合理,把E 处的移动副去掉,则F=3×5+2×6+1×1=2加一个原动件。

8. a) F=3×5+2×7+1×0=1

b) F=3×4+2×5+1×0=2

9.

9.F=3×5+2×7+1×0=1,有虚约束JKL 、GHI ,复合铰链C 。


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