1、 第 3次作业 一、填空题（本大题共 20 分，共 5 小题，每小题 4 分） 1. 平面运动副的最大约束数为 _ ，最小约束为 _ ；空间运动副的最大自由度为 _ ，最小自由度为 _ 。 2. 凸轮机构中，凸轮与从动件的接触处，是以点或线相接触，形成 _ 副。 3. 凸轮机构从动件采用等加速等减速运动规律运动时，将产生 _ 冲击。 4. 如果拆分杆组时， n=4，则低副数一定是 _ 个。 5. 可在四杆机构的基础上，用 _ 的方法组成多 杆机构。多杆机构常用以得到更加复杂多样的运动规律。可以 _ 、改善 _ 、实现运动规律可调、实现复杂的轨迹，使机构具有多个自由度等等。 二、计算题（本大题共
2、 40 分，共 5 小题，每小题 8 分） 1. 在如图所示的轮系中 ,已知 z1=15,z2=30,z3=40,z4=20,z5=135,求 iAB=? 2. 图示圆盘转子上有不平衡质量 Repalce0X，且其方位如图所示，已知Repalce0X=30g,不平衡向径 Repalce0X=10cm，又知转子角速度 =100rad/s时，转轴 O 受反力 Fi=50N.求（ 1） Repalce0X（ 2）若平衡向径 Repalce0X=20cm,那么平衡质量 Repalce0X 3. 某冲压机床，原动件功率 P=8kW (常数 )，其主轴转速 n=1000r/min,冲头冲压工作时间 t=3
3、s,冲压时消耗功率 P = 16kW （常数）。若允许不均匀度系数=0.1 ，且不计飞轮以外各件质量及转动惯量，试求安装在主轴上的飞轮转动惯量 J和冲压床工作周期 4. 在图示对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆， O为凸轮的几何中心， O1为凸轮的回转中心，直线 AC 与 BD垂直，且 Repalce0X=40mm，试计算：（ 1）该凸轮机构中 C,D两点的压力角（ 2）该凸轮机构从动件的行程h 5. 图所示为一焊接用楔形夹具，利用这个夹具把要焊接的工件和 预先夹妥，以便焊接。图中为夹具，为楔块，若已知各接触面间的摩擦因数均为，试确定此夹具的自锁条件。 三、作图题（本大题共 40
4、 分，共 5 小题，每小题 8 分） 1. 在摆动导杆机构中，构件 1为主动件， 3 为从动件，试画出该机构的极位夹角 。 2. 图示铰链四杆机构中，已知各铰链的摩擦圆，驱动力矩 Repalce0X，阻力矩Repalce0X，试在图上画出下列约束反力的方向与作用线位置： Repalce0X (不计各构件的重力和惯性力） 3. 设计曲柄摇杆机构。已知摇杆 的长度 ，摇杆两极限位置间的夹角 ，行程速比系数，连杆的长度 。试求曲柄 的长度 和机架 的长度 。 4. 设计一尖端偏置移动从动件盘形凸轮机构。已知从动件的运动规律 s s（ ）如图（ a）所示，凸轮的基圆、回转方向及从动件的初始位置如图（
5、b）所示 ，在图中的基圆圆周上已给出了 12个等分点。 5. 如图所示为按 L=0.001m/mm 画的机构运动简图，滑块 3为原动件，驱动力P=80N 。各转动副处的摩擦圆如图中所示，滑块与导路之间的摩擦角 j=200。求在图示位置，构件 AB上所能克服的阻力矩 MQ的大小和方向。 答案： 一、填空题（ 20 分，共 5 题，每小题 4 分） 1. 参考答案： 2 1 5 1 解题方案： 最大约束数为 2，最小约束为 1 评分标准： 每空 1分 2. 参考答案： 高 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 柔性 解题方案： 评分标准： 4. 参考答案： 6 解题方案： 评分标准： 5. 参
6、考答案： 添加杆组 ；增大行程；传力特性 解题方案： 评分标准： 二、计算题（ 40 分，共 5 题，每小题 8 分） 1. 参考答案： 解题方案： 代入周转轮系传动比计算公式 评分标准： 2. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 解题方案： 清楚飞轮转动惯量计算公式 评分标准： 4. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 5. 参考答案： 解法一 根据反行程时 的条件来确定。反行程时（楔块退出）取楔块为分离体，其受工件、 和夹具作用的总 反 力 和 以及支持力。各力方向如图（），（）所示，根据楔块的平 衡 条 件，作力矢量三角形如图（）所 示。 由正弦定理可得： （ ）。 当
7、 时， ， 于是此机构反行程的效率为： （ ） 令 ，可得自锁条件为 。 解法二 根据 反行程时生产阻力小于或等于零的条件来确定。根据楔块的力多边形图（），由正弦定理得： （ ） 若楔块不自动松脱，则应使 ，即得自锁条件为 。解法三 根据运动副的自锁条件确定。由于工件被夹紧后 力就被撤销，故楔块的受力如图（）所示，楔块就如同受到（此时为驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要 作用在摩擦角 之内，楔块即发生自锁。即 ，因此可得自锁条件为 ? ? 解题方案： 此题是判断机构的自锁条件 ，熟练掌握机构自锁的条 件是解题的关键。 因为该机构简单 ， 故可选用多种方法进行求解 。 评分标准： 三、作图
8、题（ 40 分，共 5 题，每小题 8 分） 1. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 2. 参考答案： 解题方案： 评分标准： 3. 参考答案： 解 （）（） （ .）（ .） 取相应比例尺 （ 2分） 取一点 ，使 ， ，连，作 ；作 交 于 点；作 的外接圆。在 中，（） 2 （）（）（ ）（ ） 其中， . 解得 （ 6分） 以 为圆心， 为半径作弧交 的外接圆于 点，故 （ 4分） 解题方案： 此题属于已知行程速比系数设计四杆机构问题，因此可 先作出固定铰链 所处的圆，再根据 及 角，由三角形的余弦定理解得，作图求出 评分标准： 4. 参考答案： 解：作题步骤如下： （ 1）正确地画
9、出偏距圆如图。 （ 2分） （ 2）从初始位置 B。开始，沿（ ）方向过基圆上的各分点作偏距圆的切射线 1C1， 2C2， .如图，这些切射线代表在反转过程中从动件所依次占据的位置线。这里特别要注意不要把切射线的方向画错了。（ 4分） （ 3）从从动件的位移曲线上量取凸轮各转角 处相应的从动件位移量，将其转移到各相应的切射线上 ，从而确定出 在反转过程中从动件尖端的各相应位置B0 ， B1 ， B2 。由于题目中给出的比例尺 L = s，所以不需要进行比例尺的折算。（ 4分） （ 4）将 B0 ， B1 ， B2 连成一条光滑的曲线，即得凸轮廓线。（ 2分） 解题方案： 这是反转法原理应用的最基本的情况，即已知从动件的运动规律的位移曲线 s ，要求用反转法设计凸轮廓线。 评分标准： 5. 参考答案： 解题方案： 评分标准：
