第二章机构的结构分析
题211图a所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是动力由齿轮1输入使轴A连续回转而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图各尺寸由图上量取分析是否能实现设计意图并提出修改方案。
解1取比例尺绘制机构运动简图。图211a
2要分析是否能实现设计意图首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件但齿轮1和凸轮2是固装在轴A上只能作为一个活动件故3
3lp1hp01423323hlpp
F
原动件数不等于自由度数此简易冲床不能运动即不能实现设计意图。
分析因构件3、4与机架5和运动副B、C、D组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由度。
3提出修改方案可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副或用一个高副来代替一个低副。
1在构件3、4之间加一连杆及一个转动副图211b。
2在构件3、4之间加一滑块及一个移动副图211c。
3在构件3、4之间加一滚子局部自由度及一个平面高副图211d。
f11c题211
d5
4
3
64a53
2
52
15436
426b32
1
讨论增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件相当于增加3个自由度和1个低副相当于引入2个约束如图21bc所示这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度如图21d所示。
题212图a所示为一小型压力机。图上齿轮1与偏心轮1’为同一构件绕固定轴心O连续转动。在齿轮5上开有凸轮轮凹槽摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中从而使摆杆4绕C轴上下摆动。同时又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C轴上下移动。最后通过在摆杆4的叉槽中的滑块7和铰链G使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图并计算自由度。
解分析机构的组成
此机构由偏心轮1’与齿轮1固结、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮5、滚子6、滑块
f7、冲头8和机架9组成。偏心轮1’与机架9、连杆2与滑杆3、滑杆3与摆杆4、摆杆4与滚子6、齿轮5与机架9、滑块7与冲头8均组成转动副滑杆3与机架9、摆杆4与滑块7、冲头8与机架9均组成移动副齿轮1与齿轮5、凸轮槽5与滚子6组成高副。故
解法一7
9lp2hp
12927323hlpp
F
解法二8
10lp2hp局部自由度1F
1121028323Fppp
Fhl
题213如图a所示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。其偏心轮1绕固定轴A转动与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。当偏心轮1按图示方向连续转动时可将设备中的空气按图示空气流动方向从阀5中排出从而形成真空。r