第一章 无课后习题
第二章 机构的结构分析
2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?
答:(1)构件是指由一个或者多个零件刚性连接而成的独立运动的单元体。
(2)运动副是指通过两个构件直接接触并能产生相对运动的活动连接;运动副元素是指两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素。
(3)运动副的分类:
①根据运动副的约束度分类
可分为Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副和Ⅴ级副。
②根据构成运动副的两构件的接触情况分类
可分为高副和低副。
③根据运动副的封闭形式分类
可分为几何封闭或形封闭运动副和力封闭运动副。
④根据两构件之间的相对运动形式分类
a.可分为转动副或回转副(又称铰链)、移动副、螺旋副、球面副等;
b.还可分为平面运动副和空间运动副。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?
答:(1)机构运动简图的用处:方便对机械进行运动和动力分析。
(2)机构运动简图可以表示出原机构的组成和运动传递情况。
2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?什么是欠驱机构和冗驱机构,它们在机械工程中有何重要意义?
答:(1)机构具有确定运动的条件:机构原动件数目与机构自由度数目相等。
(2)当机构的原动件数小于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生如下情况:
①原动件数<机构自由度,运动不完全确定;
②原动件数>机构的自由度,损坏最薄弱环节。
(3)欠驱机构的原动件数小于机构自由度;冗驱机构的原动件数大于机构自由度。
(4)欠驱机构和冗驱机构在机械工程中的重要意义:
①欠驱机构
运动遵循最小阻力定律,简化机构,提升自适应性和机构灵巧性。
②冗驱机构
a.若各原动件运动相互协调,则各原动件共同驱动从动件运动;
b.增大可靠性,减小尺寸和重量;
2-4 何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。
答:(1)最小阻力定律:当原动件数小于机构自由度时,将优先沿阻力最小方向进行运动。
(2)机械工程中应用最小阻力定律的实例
①空调水系统冷热水循环泵的变转速运行即运用了最小阻力定律;
②送料机构。例如图2-2-1所示的送料机构,其自由度为2,而原动件只有曲柄1一个。根据最小阻力定律,机构将沿着阻力最小的方向进行运动,将工件推送向前。
图2-2-1 送料机构
2-5 在计算平面机构的自由度时,应注意哪些事项?
答:在计算平面机构的自由度时,应注意的事项:
(1)正确计算运动副的数目。
①复合铰链(m个构件)具有(m-1)个转动副;
②以下情况只算一个运动副:
a.转动副:两构件多处接触,转动轴线重合;
b.移动副:两构件多处接触,移动方向平行;
c.平面高副:各接触点处公法线重合。
③复合高副相当一个低副。
(2)要除去局部自由度。
(3)要除去虚约束。
……
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