1、機(jī)械原理第八版西工大教研室編第2章2-1何謂構(gòu)件？何謂運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)副元素？運(yùn)動(dòng)副是如何進(jìn)行分類的？答：參考教材57頁(yè)。2-2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有何用處？它能表示出原機(jī)構(gòu)哪些方面的特征？答：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可以表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)傳遞情況，可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，而且也可用來(lái)進(jìn)行動(dòng)力分析。2-3機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)少于或多于機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 將發(fā)生什么情況？答：參考教材1213頁(yè)。2-4 何謂最小阻力定律？試舉出在機(jī)械工程中應(yīng)用最小阻力定律的1、2個(gè)實(shí)例。2-5在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng) ？答：參考教材1517頁(yè)。2-6 在圖2-20所示的機(jī)構(gòu)中，在鉸鏈 C B

2、 D處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡都是重合的， 那么能說(shuō)該機(jī)構(gòu)有三個(gè)虛約束嗎？為什么？答：不能，因?yàn)樵阢q鏈C、B、D中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合是由于其他兩處 的作用，所以只能算一處。2-7 何謂機(jī)構(gòu)的組成原理？何謂基本桿組？它具有什么特性？如何確定基本桿組的級(jí)別及機(jī)構(gòu)的級(jí)別？答：參考教材1819頁(yè)。2-8為何要對(duì)平面高副機(jī)構(gòu)進(jìn)行“高副低代"? “高副低代”應(yīng)滿足的條件是什么？答：參考教材2021頁(yè)。2-9任選三個(gè)你身邊已有的或能觀察到的下列常用裝置 （或其他裝置），試畫出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖， 并計(jì)算其自由度。1）折疊桌或折疊椅；2）酒瓶軟木塞開(kāi)蓋器；3）衣柜上的彈簧合

3、頁(yè)；4）可調(diào)臂臺(tái)燈 機(jī)構(gòu)；5）剝線鉗；6）磁帶式錄放音機(jī)功能鍵操縱機(jī)構(gòu)；7）洗衣機(jī)定時(shí)器機(jī)構(gòu)；8）轎車擋風(fēng)玻璃雨刷 機(jī)構(gòu)；9）公共汽車自動(dòng)開(kāi)閉門機(jī)構(gòu)；10）挖掘機(jī)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)；。2-10 請(qǐng)說(shuō)出你自己身上腿部的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)分別可視為何種運(yùn)動(dòng)副？試畫出仿腿部機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。2-11圖示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪j輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸八上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出 其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（各尺寸由圖上量取），分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。1）取比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2）分析是否能實(shí)現(xiàn)

4、設(shè)計(jì)意圖解：f =3 3一2 4T丸不合理f =0，可改為2-12圖示機(jī)構(gòu)為一凸輪齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖并計(jì)算自由度。解：2-16試計(jì)算圖示凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度（a）解:f =3 4-2 5-1可 A為復(fù)合鉸鏈（b）解：（1）圖示機(jī)構(gòu)在D處的結(jié)構(gòu)與圖2-1所示者一致，經(jīng)分析知該機(jī)構(gòu)共有 7個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，8個(gè) 低副（注意移動(dòng)副F與F', E與E'均只算作一個(gè)移動(dòng)副），2個(gè)高副；因有兩個(gè)滾子2、4,所以有 兩個(gè)局部自由度，沒(méi)有虛約束，故機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n- （2p l+ph- p ' ）- F ' =3x 7- （2 x 8+2-0）- 2=

5、1(2)如將D處結(jié)構(gòu)改為如圖b所示形式，即僅由兩個(gè)移動(dòng)副組成。注意，此時(shí)在該處將帶來(lái) 一個(gè)虛約束。因?yàn)闃?gòu)件3、6和構(gòu)件5、6均組成移動(dòng)副，均要限制構(gòu)件6在圖紙平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩 者是重復(fù)的，故其中有一個(gè)為虛約束。經(jīng)分析知這時(shí)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為6，低副數(shù)為7，高副數(shù)和局部自由度數(shù)均為2，虛約束數(shù)為1，故機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n- (2p i+ph- p ' )- F ' =3 X 6- (2 x 7+2-1)- 2=1上述兩種結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前者的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但沒(méi)有虛約束，在運(yùn)動(dòng)中不易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象；后者則相反，由于有一個(gè)虛約束，假如不能保證在運(yùn)動(dòng)過(guò)程

6、中構(gòu) 件3、5始終垂直，在運(yùn)動(dòng)中就會(huì)出現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對(duì)制造精度要求較高。(c)解：(1) n=11, p 1=17, p h=0, p'=2p i'+ph-3n'=2, F'=0F=3n-(2p1+ph-p')-F'=3 X 11-(2 X 17+0-2)-0=1(2)去掉虛約束后 F=3n-(2p l+ph) =3 X 5-(2 X 7+0) =1(d) A、B、C處為復(fù)合鉸鏈。自由度為：F=3n-(2p 1+ph-p')-F'=3 X 6-(2 X 7+3)-0=1齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目

7、不同，因?yàn)辇X輪3、5處只有一個(gè)高副，而齒條7與齒輪5在齒的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個(gè)高副。2-13圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。其偏心輪1繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，與外環(huán)2固連在一起的滑閥3在可繞固定軸心C轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱4中滑動(dòng)。當(dāng)偏心輪按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)可將設(shè)備中的空氣 吸入，并將空氣從閥5中排出，從而形成真空。(1)試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖； 計(jì)算其自由度。解(1)取比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示。(2) F=3n-(2p1+ph-p ' )-F ' =3X 4-(2 X 4+0-0)-1=12-14圖示是為高位截肢的人所設(shè)汁的一種假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能保持人行走的穩(wěn)定性。若以 脛骨1

8、為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和計(jì)一算其自由度，并作出大腿彎曲時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。 解 把脛骨I相對(duì)固定作為機(jī)架假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示，大腿彎曲90。時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖中虛線所示。其自由度為：F=3n-(2pi+ph-p ' )-F ' =3X 5-(2 X 7+0-0)-0=12-15試?yán)L制圖n所示仿人手型機(jī)械手的食指機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(以手掌8作為相對(duì)固定的機(jī)架)，井計(jì)算自由度。(1) 取比倒尺肌作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(2) 計(jì)算自由度解：2-18圖示為一剎車機(jī)構(gòu)。剎車時(shí)，操作桿j向右拉，通過(guò)構(gòu)件2、3、4、5、6使兩閘瓦剎住車輪。 試計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并就剎車過(guò)程說(shuō)

9、明此機(jī)構(gòu)自由度的變化情況。(注；車輪不屬于剎車機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件。(1)未剎車時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度2)閘瓦G J之一剃緊車輪時(shí)剎車機(jī)構(gòu)的自由度3) 閘瓦G J同時(shí)剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度解. 1>f=36 - 28=22>f =3 5 -2 7 =13>f =3 4 -2 6 =12-23圖示為一內(nèi)然機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，試計(jì)算自由度 t并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組。如在該機(jī) 構(gòu)中改選EG為原動(dòng)件，試問(wèn)組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組是否與前者有所不同。解：f =3 7 -2 10 =12-21圖示為一收放式折疊支架機(jī)構(gòu)。該支架中的件1和5分別用木螺釘連接于固定臺(tái)板1'和括動(dòng)臺(tái)板5

10、9;上兩者在D處鉸接，使活動(dòng)臺(tái)板能相對(duì)于固定臺(tái)極轉(zhuǎn)動(dòng)。又通過(guò)件1，2，3，4組成的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及連桿3上E點(diǎn)處的銷子與件5上的連桿曲線槽組成的銷槽連接使活動(dòng)臺(tái) 板實(shí)現(xiàn)收放動(dòng)作。在圖示位置時(shí)，雖在活動(dòng)臺(tái)板上放有較重的重物活動(dòng)臺(tái)板也不會(huì)自動(dòng)收起，必須沿箭頭方向推動(dòng)件2,使鉸鏈B, D重合時(shí)活動(dòng)臺(tái)板才可收起(如圖中雙點(diǎn)劃線所示)。現(xiàn)已知機(jī)構(gòu)尺寸I ab=I ad=90 mm Ibc=Icd=25 mm其余尺寸見(jiàn)圖。試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算 其自由度。解：機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：F=3n-(2pi+p-p )-F =3X 5-(2 X 6+1-0)-仁13 1何謂速度瞬心？相對(duì)瞬心與絕對(duì)瞬心有何異同點(diǎn)

11、？ 答：參考教材3031頁(yè)。32何謂三心定理？何種情況下的瞬心需用三心定理來(lái)確定？答：參考教材31頁(yè)。3-3試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置（用符號(hào)P,直接標(biāo)注在圖上）（a）（b） 答： 答：（10 分）（d）（10 分）（2 分）3-4標(biāo)出圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪 1與齒輪3的傳動(dòng)比3 1/ 3 30 答：1）瞬新的數(shù)目：K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=152）為求3 1/ 3 3需求3個(gè)瞬心P16、P36、P13的位置3）3 1 3 3= P36P13/P 16P13=DK/AK由構(gòu)件1、3在K點(diǎn)的速度方向相同，可知3 3與3 1同向。3-6 在

12、圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，l_AB=60mm LcD=90mm,AL=LBC=120mm, 3 2=10rad/s,試用瞬心法求：1）當(dāng)© =165°時(shí)，點(diǎn)的速度vc；2）當(dāng)© =165°時(shí)，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點(diǎn)E的位置及速度的大小；3）當(dāng)VC=0時(shí)，©角之值（有兩個(gè)解）。解：1）以選定的比例尺卩機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖b）2 ）求vc定出瞬心p12的位置（圖b）因P13為構(gòu)件3的絕對(duì)瞬心，則有3 3=Vb/IBp 13= 3 2I aB 卩 i .Bp 13=10X 0.06/0.003 X 78=2.56（rad/s）vc=卩 c p13 3 3

13、=0.003 X 52 X 2.56=0.4（m/s）3）定出構(gòu)件3的BC線上速度最小的點(diǎn)E的位置，因BC線上速度最小的點(diǎn)必與p13點(diǎn)的距離最近, 故叢p13引BC線的垂線交于點(diǎn)E,由圖可得v e=卩 i. P13E3 3=0.003 X 46.5 X 2.56=0.357（m/s）c）量出B的速度vb（即速度矢量pb），試作出（3分）4）定出vc=0時(shí)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置（圖© 1=26.4 ° © 2=226.6 °3-8機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點(diǎn) 各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的速度多邊形。答：（10 分）（b） 答： 答：311速度多邊形和加速度多邊彤有哪些特性

14、 ？試標(biāo)出圖中的方向。答 速度多邊形和加速度多邊形特性參見(jiàn)下圖，各速度方向在圖中用箭頭標(biāo)出(3 分)試用圖解法求機(jī)構(gòu)3-12在圖示的機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及原動(dòng)件1的角速度3 i （順時(shí)針）,在圖示位置時(shí)C點(diǎn)的速度和加速度。（a） 答:（b）答:1分）V:3=V3+V；3BFVd2+V；3C2 （ 2 分） ntkrCpaB+a C3E+aC3E=aC2+a C3c+a C3C2C2=0aC2=0C3E=03 3=0 a（1 分）3分）2分）kC3C2=0（ 3 分）（2 分）V C2=Vb+V；2BFVd3+V:2C32 分） （2分）（c）答:（1 分）3 3= 3 2=0（2 分）匕3

15、=VB2+VB3B2 （ 2 分）Vc=Vb3+VcB3（ 2 分）nt(1分)rB3+aB3=9B2+a B3B2+a B3B23分)3- 13試判斷在圖示的兩機(jī)構(gòu)中.B點(diǎn)足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度為零？怍出相應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置圖。并思考下列問(wèn)題。(1) 什么條件下存在氏加速度？(2) 根椐上一條請(qǐng)檢查一下所有哥氏加速度為零的位置是否已全部找出。(3)圖(a)中，a b2b3=23 2VB2B3對(duì)嗎？為什么。 解1)圖(a)存在哥氏加速度，圖(b)不存在。(2) 由于aB2B3=23 2VB2B3故3 3， VB2B3中只要有一項(xiàng)為零，則哥氏加速度為零。圖 中B點(diǎn)到達(dá)最高和最低點(diǎn)時(shí)

16、構(gòu)件1，3. 4重合，此時(shí)Vb2b3=0,當(dāng)構(gòu)件1與構(gòu)件3相互垂直.即_f=;點(diǎn)到達(dá)最 左及最右位置時(shí)3 2=3 3=0.故在此四個(gè)位置無(wú)哥氏加速度。 故該機(jī)構(gòu)在任何位置哥矢加速度都為零。(3) 對(duì)。因?yàn)?3 3 = 3 203-14 在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中，已知I AE=30mryi l Ac=100mryi l bl=50 mm,lDE=40 mng曲柄以等角速度i =40rad / S回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在© 1=45o位置時(shí)， 角速度和角加速度。解(1)以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(a)所示。(2) 速度分析：以C為重合點(diǎn)，有VC2 = V B + V C2B = V C3 + V C

17、2C3大小？ 3 1l AB ?0'方向 ？丄AB丄BC /BCbdes/A BDE求得d及e,由圖可得以卩i作速度多邊形圖(b)，再根據(jù)速度影像原理，作vd= ypd=0. 23 m/sv e= vpe=0.173m/s3 2= vbcJI bc=2 rad/s(順時(shí)針)(3) 加速度分析： 以C為重合點(diǎn)，有C2a圖(b)中無(wú)論在什么位置都有3 2=3 3=0,3點(diǎn)D及E的速度和加速度，以及構(gòu)件2的ntk+ a C2B + a C2B = ac3 + a C2C3 + a23 2 l BC ?0 23 3VC2C3 '丄BCrC2C3a b3 12l AB0 2BC丄 BCB

18、C2l bc=0.49 m/s2, akc2c3=23 3Vc2c=0.7m/s2,以卩a作加速度多邊形如圖（c）所示，由大小 方向 B A C B其中alp 3 2 圖可得a D=卩 ap'd'=0.6 4m/S 2 a 齊 ap'e'=2.8m/s 2 a 2=atc2E/l BC=卩 an'2C'2/IBC=8.36rad/s 2(順時(shí)針)i3- l5在圖(a )示的機(jī)構(gòu)中，已知 I ae=70 mm,; l AE=40mm l EF=60mm,l de=35 mm,lcD=75mm,lBC=50mm原動(dòng)件以等角速度 3 1=10rad/s

19、回轉(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu)在©1=50。位置時(shí).點(diǎn)C的速度VC和加速度a 解：1 )速度分析：以F為重合點(diǎn).有V F4=V F5=VF1+V F5F1以卩l(xiāng)作速度多邊形圖如圖(b)得，f 4(f 5)點(diǎn)，再利用速度影像求得b及d點(diǎn) 根據(jù)Vc=Vb+VcB=Vd+Vcd繼續(xù)作速度圖，矢量PC就代表了 Vc2 ）加速度分析：根據(jù)a F4= an F4+ a F4= a Fl+ a F5F 汁 a F5F1以卩a作加速度多邊形圖（c），得f' 4（f' 5）點(diǎn)，再利用加速度影像求得b'及d'點(diǎn)。根據(jù) a c=aB+a c+a cB=a+a cc+a cd繼續(xù)作圖

20、，則矢量p' c'就代表了 ac.則求得v c=卩 vpc=0.69 m /s a c= apc=3m/s23-16 在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪1以等角速度3 1=10 rad /s轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪為一偏心圓，其半徑 R=25 mm l AB=15mm l ad=50 mm © 1=90o,試用圖解法求構(gòu)件 2的角速度3 2與角加速度a 2。提示：可先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，然后對(duì)其替代機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。解（1）以卩l(xiāng)作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（a）所示。（2）速度分析：先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，其替代機(jī)構(gòu)如圖（a）所示，并以B為重合點(diǎn)。有V32 = V B4 + V B2B4大小？3 1

21、 l AB ?方向丄BD 丄AB |CD以v=0.005 rn /s2作速度多邊形圖如圖（b），由圖可得3 2=vB2/ lBD=卩 vpb2（卩 IBD）=2.333 rad /s（逆時(shí)針）（3）加速度分析：ntkra B2 = a B2 + a B2 = a B4 + a B2B4 + a B2B4大小 3 2 l BD3 12lAB 23 4VB2B4方向 B- D 丄 BD B -A 丄 CD /CD其中 anB2= 3 22l BD =0.286 m/s 2，a；2B4 =0.746 m/si 作圖（c）得a = atB2 /l bd=u an lb'2/I bd=9.143

22、 rad / s2：（順時(shí)針）3-18 在圖（a）所示的牛頭刨機(jī)構(gòu)中.Iab=200 mn I, lcD=960 mm I d=160 mm,設(shè)曲柄以等角速度31=5 rad /s.逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu)在© 1=135o位置時(shí).刨頭點(diǎn)的速度vc。解1 ）以a作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖.如圖（a）。2 ）利用瞬心多邊形圖（b）依次定出瞬心P36,P13.P15vc=vP1J= 3 1AP5（11=1.24 m/S3 -19 圖示齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中，MM為固定齒條，齒輪3的直徑為齒輪4的2倍.設(shè)已知原動(dòng) 件1以等角速度3 1順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí) E點(diǎn)的速度Ve以

23、及齒輪3, 4 的速度影像。解：（1）以il作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如（a）所示。（2） 速度分斫：此齒輪連桿機(jī)構(gòu)可看作，ABcD受DCEF兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成，則可寫出：vc=Vb+VcbvE=Vc+VEC以1 v作速度多邊形如圖（b）所示由圖得v e= i vpe m/S取齒輪3與齒輪4的嚙合點(diǎn)為k,根據(jù)速度影像原理，作 dckDCK求得k點(diǎn)。然后分別以 c， e為圓心，以ck. ek為半徑作圓得圓g3和圓g4。圓g3代表齒輪3的速度影像，圓g4代表齒輪4 的速度影像。3-21圖示為一汽車雨刷機(jī)構(gòu)。其構(gòu)件I繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條2與構(gòu)件1在B點(diǎn)處鉸接，并與 繞固定軸心D轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪3嚙合（滾子5用來(lái)保征兩

24、者始終嚙合），固連于輪3上的雨刷3作往復(fù) 擺動(dòng)。設(shè)機(jī)構(gòu)的尺寸為I ab=18 mm,輪3的分度圓半徑3=12 mm原動(dòng)件1以等角速度3 =l rad/s 順時(shí)針回轉(zhuǎn)，試以圖解法確定雨刷的擺程角和圖示位置時(shí)雨刷的角速度和角加速度。解：（1）以il作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（a）。在圖作出齒條2與齒輪3嚙合擺動(dòng)時(shí)占據(jù)的兩個(gè)極限位置 C', C”可知擺程角©如圖所示：（2）速度分析：將構(gòu)件6擴(kuò)大到B點(diǎn)，以B為重合點(diǎn)，有B6 = V B2 + V B6B2 大小？3 ll AB ?方向丄BD丄AB / BCVB2= 3 l l aB= 0.01 8 m /s以卩v作速度多邊形圖（b），有3 2=

25、3 6=VB6/l bd=卩 vpb6/ 卩 iBD=0.059rad/s（逆時(shí)針） V B2B6=卩 vb2b6=0.018 45 rn /s加速度分析：nt二 a B6 + a B6 =kra B6B2 + aa B5 -na B2+B6B2大小3 | BD ？2I3 1 IAB23 2VB6B2？方向B- D丄BDB -A丄BC/ BC其中，anB2= 3 12l AB=0.08m/s2, a；6= 3 62l bd=0.000 1 8m /s2, akB2B6=23 6VB2B6=0.00217m/s2.以卩 a 作速 度多邊形圖（c）。有a 6=a B6/l BD=卩 a b6、&#

26、39;r'/lbd=1,71 rad /s2（順時(shí)針）3-22圖示為一縫紉機(jī)針頭及其挑線器機(jī)構(gòu)，設(shè)已知機(jī)構(gòu)的尺寸I AB=32mm l bc=100 mm , l BE=28mryiI FG=90mm原動(dòng)件1以等角速度3 1=5 rad/ s 逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn).試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)縫 紉機(jī)針頭和挑線器擺桿FG上點(diǎn)G的速度及加速度。解：（1）以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（a）所示。（2）速度分析： V C2 = V B2 + V C2B2大小 ？3 IAB ?方向/ /AC丄AB丄BC以s作速度多邊形圖如圖（b），再根據(jù)速度影像原理；作厶b2C2e2s BCE求得e2, 即卩e1。由圖

27、 得3 2=VC2B2/| BC= aC2b2/I BC=0.44/S（逆時(shí)針）以 E 為重合點(diǎn) V E5=VE4+VE5E4大小 ？ V ?方向丄EF V /EF繼續(xù)作圖求得VE5,再根據(jù)速度影像原理，求得vg=卩 Vpg=0.077 m/ se' 20然后利用重合點(diǎn)3 5=卩 Vpg/1 fg=0.86 rad / s（逆時(shí)針） ve5e4=卩 Ve5®=0.165 rn /s（3）加速度分析：t+ a C2B2anC2 = a B2 + anC2B2大小？3 1 I AB3 22|BC？方向/AC B-A C-B 丄BC其中 anB2= 3 12l ab =0.8 m/

28、 s2aC2B2= 3 a c2b2=0.02 m /S以卩a=0,01（rn /s2） /mm作加速度多邊形圖（c），再利用加速度影像求得 E建立方程n tkra E5 十 a E5=aE4+a E5E+a E5E4繼續(xù)作圖。則矢量p'd5就代表了 aE50再利用加速度影像求得g' a g= 口 ap'g'=0.53 m /S2第3章3 1何謂速度瞬心？相對(duì)瞬心與絕對(duì)瞬心有何異同點(diǎn)？答：參考教材3031頁(yè)。32何謂三心定理？何種情況下的瞬心需用三心定理來(lái)確定？ 答：參考教材31頁(yè)。3-3試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置 （用符號(hào)P,直接標(biāo)注在圖上）（a

29、）（b） 答： 答：（10 分）（d）（10 分）（2 分）3-4標(biāo)出圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪1與齒輪3的傳動(dòng)比3 i/ 3 30答：1）瞬新的數(shù)目：K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=152）為求3 1/ 3 3需求3個(gè)瞬心P16、P36、P13的位置3）3 1/ 3 3= P36P13/P 16P13=DK/AK由構(gòu)件1、3在K點(diǎn)的速度方向相同，可知3 3與3 1同向。3-6 在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，l_AB=60mm LcD=90mm,AD=LB（=120mm, 3 2=10rad/s,試用瞬心法求：1）當(dāng)© =165°時(shí)，點(diǎn)的速度vc；2

30、）當(dāng)© =165°時(shí)，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點(diǎn)E的位置及速度的大小；3）當(dāng)VC=0時(shí)，©角之值（有兩個(gè)解）°解：1）以選定的比例尺卩機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖b）2 ）求vc定出瞬心p12的位置（圖b） 因P13為構(gòu)件3的絕對(duì)瞬心，則有3 3=vSBp 13= 3 2I aB 卩 l.Bp13=10X 0.06/0.003 x 78=2.56（rad/s）Vc=卩 c P133 3=0.003 x 52 x 2.56=0.4（m/s）3）定出構(gòu)件3的BC線上速度最小的點(diǎn)E的位置,因BC線上速度最小的點(diǎn)必與p13點(diǎn)的距離最近， 故叢p13引BC線的垂線交于點(diǎn)E

31、,由圖可得v e=卩 i. P13E3 3=0.003 x 46.5 x 2.56=0.357（m/s）c）量出B的速度vb（即速度矢量pb），試作出（3分）4）定出vc=0時(shí)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置（圖© 1=26.4 ° © 2=226.6 °3-8機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點(diǎn) 各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的速度多邊形。答：（10 分）（b）答：答：311速度多邊形和加速度多邊彤有哪些特性 ？試標(biāo)出圖中的方向。答 速度多邊形和加速度多邊形特性參見(jiàn)下圖，各速度方向在圖中用箭頭標(biāo)出。3-12在圖示的機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及原動(dòng)件1的角速度3 1 （順時(shí)針），試用圖解法求機(jī)

32、構(gòu)在圖示位置時(shí)C點(diǎn)的速度和加速度。（a）（3 分）答：（b）答:1分）V：3=V3+V3B=V32+M3C2 （ 2 分） ntkrC=aB+a C3B+a C3E=aC2+a C3c+a C3C2C2=0aC2=0C3E=03 3=0 a0；巧（1 分）3分）（2分） kC3C2=0（ 3 分）斶（2 分）§ "名 £ I（2 分）（c）答:（3 分）B+a C2B+a C2E=aC3+a C2c+a C2C3G£s bi ）V33=V2+Vs3B2 （ 2 分）VC=Vb3+VCB3（ 2 分）（2 分）>kf）（1 分）ntkraB3+aB3

33、=aB2+a B3B2+a B3B2（3 分）3- 13試判斷在圖示的兩機(jī)構(gòu)中.B點(diǎn)足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度為零?怍出V c2=Vb+V；2B=Vd3+V:2C3（ 2 分）（1 分）3 3= 3 2=0相應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置圖。并思考下列問(wèn)題(1) 什么條件下存在氏加速度？(2) 根椐上一條請(qǐng)檢查一下所有哥氏加速度為零的位置是否已全部找出。(3)圖(a)中，aB2B3=2 W 2VB2B3 對(duì)嗎？為什么。解1)圖(a)存在哥氏加速度，圖(b)不存在。(2) 由于B2B3=2w 2VB2B3故W 3 , VB2B3中只要有一項(xiàng)為零，則哥氏加速度為零。圖 中B點(diǎn)到達(dá) 最高和最低點(diǎn)時(shí)構(gòu)件

34、1, 3. 4重合，此時(shí)Vb2b3=0,當(dāng)構(gòu)件1與構(gòu)件3相互垂直.即_f=;點(diǎn)到達(dá)最 左及最右位置時(shí)W 2=3 3=0.故在此四個(gè)位置無(wú)哥氏加速度。圖(b)中無(wú)論在什么位置都有W 2=3 3=0, 故該機(jī)構(gòu)在任何位置哥矢加速度都為零。(3) 對(duì)。因?yàn)?3 3 = 3 2。3-14 在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中，已知 I AB=30mm lAC=100mm l bd=50 mmDE=40 mm曲柄以等角速度 3i =40rad/S回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在© 1=45o位置時(shí)，點(diǎn)D及E的速度和加速度，以及構(gòu)件2的 角速度和角加速度。解(1)以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(a)所示。(2)速度分析：以C為重合

35、點(diǎn)，有VC2 = V B + V C2B = V C3 + V C2C3大小？ 3 1I AB ?0'方向 ？丄AB丄BC /BC以3作速度多邊形圖(b)，再根據(jù)速度影像原理，作 bdes/A BDE求得d及e,由圖可得 vd= vpd=0. 23 m/sv e= vpe=0.173m/s3 2= vbcJI bc=2 rad/s（順時(shí)針）(3)加速度分析：ntkrC2B + a C2B = aC3 + a C2C3 + a C2C3以C為重合點(diǎn)，有aC2 = a b大小3 12l AB3 22l BC3 3VC2C3方向 B A C B 丄 BC丄 BC /BC其中a C2= 3 2

36、1 bc=0.49 it/ s ， a c2c=2 3 3Vc2c=0.7m/ s，以卩a作加速度多邊形如圖（c）所示，由圖可得a d=卩 ap'd'=0.6 4m/S 2a 齊 ap'e'=2.8m/s 2a 2=atC2E/I BC=卩 an'2C'2/IBC=8.36rad/s 2（順時(shí)針）i3- I5在圖（a ）示的機(jī)構(gòu)中，已知 1 ae=70 mm,; I AB=40mm I EF=60mm,I de=35 mm,lcD=75mm,lBC=50mm原動(dòng)件以等角速度 3 1=10rad/s回轉(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu)在 © 1=50。

37、位置時(shí).點(diǎn)C的速度VC和加速度a c解：1 )速度分析：以F為重合點(diǎn).有V F4=V F5=VF1+V F5F1以卩I作速度多邊形圖如圖(b)得，f 4(f 5)點(diǎn)，再利用速度影像求得b及d點(diǎn) 根據(jù)Vc=Vb+Vce=Vd+Vcd繼續(xù)作速度圖，矢量pc就代表了 Vc2 )加速度分析：根據(jù)a F4= an F4+ a F4= a F1+ a F5F 汁 a F5F1以卩a作加速度多邊形圖(c)，得F 4(F 5)點(diǎn)，再利用加速度影像求得b'及d'點(diǎn)。根據(jù) a c=aB+a cB+a cB=aD+a cD+a cd繼續(xù)作圖，則矢量p' c'就代表了 ac.則求得v

38、c=卩 vpc=0.69 m /sa c=卩 apc=3m/s23-16 在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪1以等角速度3 1=10 rad /s轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪為一偏心圓，其半徑 R=25 mm I AB=15mm I ad=50 mm © 1=90o,試用圖解法求構(gòu)件 2的角速度3 2與角加速度a 2。提示：可先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，然后對(duì)其替代機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。 解（1）以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（a）所示。V32 = V B4 + V B2B4?3 1 l AB ?丄 BD 丄 AB |CD/s2作速度多邊形圖如圖（b），由圖可得（2）速度分析：先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，其替代機(jī)構(gòu)如圖（a）所示，

39、并以B為重合點(diǎn)。有大小 方向以 11 v=0.005 rn3 2=vB2/ lBD= i vpb2( 1 IBD)=2.333 rad /s(逆時(shí)針)(3) 加速度分析：ntkraB2 = a B2 + a B2 = a B4 + a B2B4 + a B2B4大小 3 2 I BD ?3 1 I AB 2 3 4VB2B4 ?方向 B- D 丄 BD B -A 丄 CD /CD其中 anB2= 3 22l BD =0.286 m/s 2，akB2B4 =0.746 m/s2.作圖（c）得 a = atB2 /I BD=1 anlb'2/1 bd=9.143 rad /s2：（順時(shí)針）

40、3-18 在圖（a）所示的牛頭刨機(jī)構(gòu)中.Iab=200 mn I, Icd=960 mm I d=160 mm,設(shè)曲柄以等角速度31=5 rad /s.逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu)在© 1=135o位置時(shí).刨頭點(diǎn)的速度vc。解1 ）以ii作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖.如圖（a）。2）利用瞬心多邊形圖（b）依次定出瞬心P36,P13.P15vc=vp15= 3 1AP51 i=1.24 m/S3 -19 圖示齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中，MM為固定齒條，齒輪3的直徑為齒輪4的2倍.設(shè)已知原動(dòng) 件1以等角速度3 1順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí) E點(diǎn)的速度VE以及齒輪3, 4 的速度影像。解

41、：（1）以1I作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如（a）所示。（2） 速度分斫：此齒輪連桿機(jī)構(gòu)可看作，ABCD受DCEF兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成，則可寫出：vc=Vb+Vcbve=Vc+Vec以1 v作速度多邊形如圖（b）所示由圖得v e= i vpe m/S取齒輪3與齒輪4的嚙合點(diǎn)為k,根據(jù)速度影像原理，作 dckDCK求得k點(diǎn)。然后分別以 c， e為圓心，以ck. ek為半徑作圓得圓g3和圓g4。圓g3代表齒輪3的速度影像，圓g4代表齒輪4 的速度影像。3-21圖示為一汽車雨刷機(jī)構(gòu)。其構(gòu)件I繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條2與構(gòu)件1在B點(diǎn)處鉸接，并與 繞固定軸心D轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪3嚙合（滾子5用來(lái)保征兩者始終嚙合），固連于輪3上的雨

42、刷3'作往復(fù) 擺動(dòng)。設(shè)機(jī)構(gòu)的尺寸為I ab=18 mm,輪3的分度圓半徑3=12 mm原動(dòng)件1以等角速度3 =l rad/s 順時(shí)針回轉(zhuǎn)，試以圖解法確定雨刷的擺程角和圖示位置時(shí)雨刷的角速度和角加速度。解：（1）以1I作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（a）。在圖作出齒條2與齒輪3嚙合擺動(dòng)時(shí)占據(jù)的兩個(gè)極限位置 C', C”可知擺程角©如圖所示：（2）速度分析：將構(gòu)件6擴(kuò)大到B點(diǎn)，以B為重合點(diǎn)，有V B6 = V B2 + V B6B2大小？3 1l AB ?方向丄BD丄AB / BCV B2= 3 I I aB= 0.01 8 m /s以1V作速度多邊形圖（b），有3 2=3 6=vb6/

43、I bd= 1 vpb6/ i iBD=0.059rad/s（逆時(shí)針）V B2B6= 1 vb2b6=0.018 45 rn /s（3）加速度分析：ntnkra B5 = a B6 + a B6 = a B2 + a B6B2 + a B6B2 大小3 6l BD?3 1 I AB23 2VB6B2?方向B- D 丄BDB -A 丄BC/BC其中，anB2= 3 i2I AB=0.08m/s2, anB6= 3 62l bd=0.000 1 8m /s2, akB2B6=23 6VB2B6=0.00217m/s2.以 1 a 作速 度多邊形圖（c）。有a 6=atB6/I BD=1 a b6、

44、'r'/lbd=1,71 rad /s2（順時(shí)針）3-22圖示為一縫紉機(jī)針頭及其挑線器機(jī)構(gòu)，設(shè)已知機(jī)構(gòu)的尺寸I AB=32mm I bc=100 mm , I BE=28mryiI FG=90mm原動(dòng)件1以等角速度3 1=5 rad/ s 逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn).試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)縫 紉機(jī)針頭和挑線器擺桿FG上點(diǎn)G的速度及加速度。解：（1）以11作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（a）所示。（2）速度分析：V C2 = V B2 + V C2B2大小？3 IAB ?方向 /AC丄AB 丄BC<曰以作速度多邊形圖如圖（b），再根據(jù)速度影像原理；作厶b2C2e2s BCE求得e2, 即卩e

45、1。由圖 得3 2=VC2B：/I BC= 1 aC2b2/l BC=0.44/S（逆時(shí)針）以E為重合點(diǎn) V E5=Ve4+Ve5E4 大小 ？ V ?方向 丄EF V /EF繼續(xù)作圖求得vE5,再根據(jù)速度影像原理，求得 vg= i vpg=0.077 m/ s3 5=1 vpg/1 fg=0.86 rad / s（逆時(shí)針） ve5e4= i ve5®=0.165 rn /s（3）加速度分析：a大小方向其中a以inC2 = a B2 + a2|3 1 l AB/AC B-A C-anB2= 3 i2l ab =0.8 m /sntC2B2 + a C2B23 2 l BC ?B 丄B

46、C2C2B2= 3 a C2B2=0.02 m / S=0,01（rn /s2） /mm乍加速度多邊形圖（c），再利用加速度影像求得e、2。然后利用重合點(diǎn) E建立方程n tkra E5 十 a E5=aE4+a E5E+a E5E4a繼續(xù)作圖。則矢量p'd5就代表了 aE5。再利用加速度影像求得g'a g= 1 ap'g'=0.53 m /S2機(jī)械原理第八版西工大教研室編第2章2-1何謂構(gòu)件？何謂運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)副元素？運(yùn)動(dòng)副是如何進(jìn)行分類的？ 答：參考教材57頁(yè)。2-2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有何用處？它能表示出原機(jī)構(gòu)哪些方面的特征？答：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可以表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)

47、傳遞情況，可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，而且也可用來(lái)進(jìn)行動(dòng)力分析。2-3機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)少于或多于機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 將發(fā)生什么情況？答：參考教材1213頁(yè)。2-4 何謂最小阻力定律？試舉出在機(jī)械工程中應(yīng)用最小阻力定律的 1、2個(gè)實(shí)例。2-5在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng) ？ 答：參考教材1517頁(yè)。2-6 在圖2-20所示的機(jī)構(gòu)中，在鉸鏈 C B D處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡都是重合的，那么能說(shuō)該機(jī)構(gòu)有三個(gè)虛約束嗎？為什么？答：不能，因?yàn)樵阢q鏈C、B、D中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合是由于其他兩處 的作用，所以只能算一處。2-7 何謂機(jī)構(gòu)

48、的組成原理？何謂基本桿組？它具有什么特性？如何確定基本桿組的級(jí)別及機(jī)構(gòu)的級(jí)別？答：參考教材1819頁(yè)。2-8為何要對(duì)平面高副機(jī)構(gòu)進(jìn)行“高副低代"? “高副低代”應(yīng)滿足的條件是什么？答：參考教材2021頁(yè)。2-9任選三個(gè)你身邊已有的或能觀察到的下列常用裝置(或其他裝置)，試畫出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。1)折疊桌或折疊椅；2)酒瓶軟木塞開(kāi)蓋器；3)衣柜上的彈簧合頁(yè)；4)可調(diào)臂臺(tái)燈 機(jī)構(gòu)；5)剝線鉗；6)磁帶式錄放音機(jī)功能鍵操縱機(jī)構(gòu)；7)洗衣機(jī)定時(shí)器機(jī)構(gòu)；8)轎車擋風(fēng)玻璃雨刷 機(jī)構(gòu)；9)公共汽車自動(dòng)開(kāi)閉門機(jī)構(gòu)；10)挖掘機(jī)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)；。2-10 請(qǐng)說(shuō)出你自己身上腿部的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)

49、和踝關(guān)節(jié)分別可視為何種運(yùn)動(dòng)副？試畫出仿腿部機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。2-11圖示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪j輸入，使軸A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸八上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出 其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(各尺寸由圖上量取)，分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。1) 取比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2) 分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖解：f =3疋3 _2疋4 _1 =0不合理f =0，可改為2-12圖示機(jī)構(gòu)為一凸輪齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖并計(jì)算自由度。解：2-16試計(jì)算圖示凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度(a)解:f =3 4-2

50、A為復(fù)合鉸鏈(b)解：(1)圖示機(jī)構(gòu)在D處的結(jié)構(gòu)與圖2-1所示者一致，經(jīng)分析知該機(jī)構(gòu)共有 7個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，8個(gè) 低副(注意移動(dòng)副F與F', E與E'均只算作一個(gè)移動(dòng)副)，2個(gè)高副；因有兩個(gè)滾子2、4,所以有 兩個(gè)局部自由度，沒(méi)有虛約束，故機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n- (2p l+ph- p ' )- F ' =3x 7- (2 x 8+2-0)- 2=1(2)如將D處結(jié)構(gòu)改為如圖b所示形式，即僅由兩個(gè)移動(dòng)副組成。注意，此時(shí)在該處將帶來(lái) 一個(gè)虛約束。因?yàn)闃?gòu)件3、6和構(gòu)件5、6均組成移動(dòng)副，均要限制構(gòu)件6在圖紙平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩 者是重復(fù)的，故其中有一個(gè)為虛約束。經(jīng)分析知這

51、時(shí)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為6，低副數(shù)為7，高副數(shù)和局部自由度數(shù)均為2，虛約束數(shù)為1，故機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n- (2p l+ph- p ' )- F ' =3 X 6- (2 x 7+2-1)- 2=1上述兩種結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前者的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但沒(méi)有虛約束，在運(yùn)動(dòng)中不易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象；后者則相反，由于有一個(gè)虛約束，假如不能保證在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中構(gòu) 件3、5始終垂直，在運(yùn)動(dòng)中就會(huì)出現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對(duì)制造精度要求較高。(c)解：(1) n=11, p 1=17, p h=0, p'=2p 1、+ph-3n'=2, F'=0F=3n

52、-(2p1+ph-p')-F'=3 X 11-(2 X 17+0-2)-0=1(2)去掉虛約束后 F=3n-(2p i+ph) =3 X 5-(2 X 7+0) =1(d) A、B、C處為復(fù)合鉸鏈。自由度為：F=3n-(2p 1+ph-p')-F'=3 X 6-(2 X 7+3)-0=1齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目不同，因?yàn)辇X輪3、5處只有一個(gè)高副，而齒條7與齒輪5在齒的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個(gè)高副。2-13圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。其偏心輪1繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，與外環(huán)2固連在一起的滑閥3在可繞固定軸心C轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱4中滑動(dòng)。當(dāng)偏心輪

53、按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)可將設(shè)備中的空氣吸入，并將空氣從閥5中排出，從而形成真空。(1)試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖； 計(jì)算其自由度。解(1)取比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示。(2) F=3n-(2p計(jì)ph-p ' )-F ' =3X 4-(2 X 4+0-0)-1=12-14圖示是為高位截肢的人所設(shè)汁的一種假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能保持人行走的穩(wěn)定性。若以 脛骨1為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和計(jì)一算其自由度，并作出大腿彎曲時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。解 把脛骨I相對(duì)固定作為機(jī)架假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示，大腿彎曲90。時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖中虛線所示。其自由度為：F=3n-(2pi+ph-p

54、 ' )-F ' =3X 5-(2 X 7+0-0)-0=12-15試?yán)L制圖n所示仿人手型機(jī)械手的食指機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(以手掌8作為相對(duì)固定的機(jī)架)，井計(jì)算自由度。(1) 取比倒尺肌作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(2) 計(jì)算自由度解：2-18圖示為一剎車機(jī)構(gòu)。剎車時(shí)，操作桿j向右拉，通過(guò)構(gòu)件2、3、4、5、6使兩閘瓦剎住車輪。 試計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并就剎車過(guò)程說(shuō)明此機(jī)構(gòu)自由度的變化情況。(注；車輪不屬于剎車機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件。(1)未剎車時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度2)閘瓦G J之一剃緊車輪時(shí)剎車機(jī)構(gòu)的自由度3) 閘瓦G J同時(shí)剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度解. 1>f =3 62 8 =22>

55、f = 3 5 -2 7 =13>f =3 4 -2 6=12-23圖示為一內(nèi)然機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，試計(jì)算自由度 t并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組。如在該機(jī) 構(gòu)中改選EG為原動(dòng)件，試問(wèn)組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組是否與前者有所不同。解.f = 3 7 2 10 =12-22圖示為一收放式折疊支架機(jī)構(gòu)。該支架中的件1和5分別用木螺釘連接于固定臺(tái)板1'和括動(dòng)臺(tái)板5'上兩者在D處鉸接，使活動(dòng)臺(tái)板能相對(duì)于固定臺(tái)極轉(zhuǎn)動(dòng)。又通過(guò)件1，2，3，4組成的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及連桿3上E點(diǎn)處的銷子與件5上的連桿曲線槽組成的銷槽連接使活動(dòng)臺(tái) 板實(shí)現(xiàn)收放動(dòng)作。在圖示位置時(shí)，雖在活動(dòng)臺(tái)板上放有較重的重物活動(dòng)臺(tái)板也不會(huì)

56、自動(dòng)收起，必須沿箭頭方向推動(dòng)件2,使鉸鏈B, D重合時(shí)活動(dòng)臺(tái)板才可收起(如圖中雙點(diǎn)劃線所示)。現(xiàn) 已知機(jī)構(gòu)尺寸I ab=I ad=90 mm I bc=I cd=25 mm其余尺寸見(jiàn)圖。試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算 其自由度。解：機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下：F=3n-(2p 1 +pb-p )-F =3X 5-(2 X 6+1-0)-1=13 1何謂速度瞬心？相對(duì)瞬心與絕對(duì)瞬心有何異同點(diǎn) 答：參考教材3031頁(yè)。32何謂三心定理？何種情況下的瞬心需用三心定理來(lái)確定？ 答：參考教材31頁(yè)。3-3試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置(用符號(hào)P,直接標(biāo)注在圖上)(a)(b)答：答:(10 分)(d)(10 分)（2 分）3-4標(biāo)出圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪1與齒輪3的傳動(dòng)比s i/ 3 30答：1）瞬新的數(shù)目：K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=152）為求s i/ s 3需求3個(gè)瞬心Pi6、P36、P13的位置3）