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第二章 机构的结构分析
一、试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写出结果）。
图a) 唧筒机构――用于水井的半自动汲水机构。图中水管4直通水下，当使用者来回摆动手
柄2时，活塞3将上下移动，从而汲出井水。 n= 3
pL= 4 pH= 0
p'= 0 F'= 0 F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
4 = 3×3－（2×4＋0－0）－0 = 1
图b) 缝纫机针杆机构 原动件1绕铰链A作整周转动，使得滑块2沿滑槽滑动，同时针杆作
上下移动，完成缝线动作。
解： 自由度计算： 画出机构示意图：
n= 3
pL= 4 pH= 0
p'= 0 F'= 0 F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′ = 3×3－(2×4＋0－0)－0 = 1
图c）所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心A转动的菱形盘1为原
动件，其与滑块2在B点铰接，通过滑块2推动拨叉3绕固定轴心C转动，而拨叉3与圆盘4为同一构件。当圆盘4转动时，通过连杆5使冲头6实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
3 1 2 2 1 4 观察方向
3 .
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1 3 (4) 2 5 6 7 b) μl= 1 mm/mm 解：1) 选取适当比例尺μl，绘制机构运动简图(见图b)
2) 分析机构是否具有确定运动
n= 5 pL= 7 pH= 0 p'= 0 F'= 0 F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′= 3×5－(2×7＋0－0)－0 ＝ 1 机构原动件数目＝ 1 机构有无确定运动？ 有确定运动
想一想
1．如何判断菱形盘1和滑块是否为同一构件？它们能为同一构件吗?
2 为了使冲头6得到上下运动，只要有机构CDE即可，为什还要引入机构ABC？(可在学过第三章后再来想想)
二、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) 选取适当比例尺μl，绘制机构运动简图(见图b)
2) 分析是否能实现设计意图 n= 3
pL= 4 pH= 1
p'= 0 F'= 0
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F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′ =3×5－(2×7＋0－0)－0 = 1
机构有无确定运动？ 有确定运动 能否实现设计意图？ 不能
3) 提出修改方案（图c）
想一想：
5 4 3 4 5 3 2 4 2 2 3 1’ A b3’’ b c) 1’ 1 1 1．通过本题．你对在设计新的机械或分析现有机械时，首先要绘制机构的运动简图有什么体会? 2．计算机构自由度的目的是什么?
b) μl= 1 mm/mm 3．当机构的自由度小于1时，可通过哪些途径来增加自由度?本题中还可列出哪些简单而又适用的修改方案？
三、计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链、局部自由度和虚约束。
n= 8 pL= 10 pH= 2 p'= 0 F'= 1
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
局部自由度
复合铰链
=3×8－(2×10＋2－0)－1= 1
n= 8 pL= 10 pH= 2
p'= 1 F'= 1
局部自
由度 复合铰链
虚约束
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
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=3×8－(2×10＋2－1)－1= 2
n= 10 pL= 14 pH= 1 p'= 1 F'= 1
局部自由度
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
虚约束
=3×10－(2×14＋1－1)－1= 1
.
复合铰链
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四、对图示翻台机构： (1) 绘出机构简图； (2) 计算自由度；
(3) 进行结构分析，并指出杆组的数目与级别以及机构级别。 图中箭头所在构件为原动件。
G
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浙江工业大学机械原理习题卡
