<机械原理 > 第八版
第2章
西工大教研室编
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：参考教材 5~7 页。
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：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动 分析，而且也可用来进行动力分析。
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 答：参考教材 12~13 页。 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。
2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项 答：参考教材 15~17 页。 2-6 在图 2-20 所示的机构中，在铰链 C、B、D 处，被连接的两构件 上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗为什么 答：不能，因为在铰链 C、B、D 中任何一处，被连接的两构件上连接 点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理何谓基本杆组它具有什么特性如何确定基 本杆组的级别及机构的级别 答：参考教材 18~19 页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代 \“高副低代”应满足的 条件是什么
答：参考教材 20~21 页。
2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置 ( 或其他装 置) ，试画出其机构运动简图，并计算其自由度。 1) 折叠桌或折叠椅； 2) 酒瓶软木塞开盖器； 3) 衣柜上
2-11 图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j输入，使轴A连续回转；而固装在轴八上的凸轮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。 1) 取比例尺绘制机构运动简图 2) 分析是否能实现设计意图
解:
不合理
???，可改为
2舁2迪示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构， 试绘制其机构示意简图并 计算自由度。
解:
2-16试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度 (a) 解: (b)
为复合铰链
解：(1)图示机构在D处的结构与图2-1所示者一致，经分析知该机 构共有7个活动构件，8个低副(注意移动副F与F' E与E'均只算 作一个移动副)，2个高副；因有两个滚子 2、4,所以有两个局部自由 度，没有虚约束，故机构的自由度为
F=3n- (2p i +ph- p ' )- F ' =3 x 7- (2 x 8+2-0)- 2=1 (2)如将D处结构改为如图b所示形式，即仅由两个移动副组成。 注意，此时在该处将带来一个虚约束。因为构件 3、6和构件5、6均 组成移动副，均要限制构件 6在图纸平面内转动，这两者是重复的， 故其中有一个为虚约束。经分析知这时机构的活动构件数为 6,低副 数为7,高副数和局部自由度数均为 2,虚约束数为1,故机构的自由 度为
F=3n- (2p
l
+ph- p ' )- F ' =3 X 6- (2 x 7+2-1)- 2=1
上述两种结构的机构虽然自由度均为一，但在性能上却各有千秋：前 者的结构较复杂，但没有虚约束，在运动中不易产生卡涩现象；后者 则相反，由于有一个虚约束，假如不能保证在运动过程中构件 3、5 始终垂直，在运动中就会出现卡涩甚至卡死现象，故其对制造精度要 求较高。
(c)
解：⑴ n=11, p 1=17, p h=0, p'=2p i'+ph-3n'=2, F'=0 F=3n-(2p 1+5-p')-F'=3 X 11-(2 X 17+0-2)-0=1
(2)去掉虚约束后 F=3n-(2p i+ph) =3 X 5-(2 X 7+0) =1
(d) A B、C处为复合铰链。自由度为：F=3n-(2p计ph-p')-F'=3 X 6-(2
X 7+3)-0=1
齿轮 3、 5 和齿条 7 与齿轮 5 的啮合高副所提供的约束数目不同， 因为 齿轮 3、 5 处只有一个高副， 而齿条 7 与齿轮 5 在齿的两侧面均保持接 触，故为两个高副。
2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。 其偏心轮1绕固定轴心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。当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入，并将 空气从阀 5 中排出，从而形成真空。 (1) 试绘制其机构运动简图； (2) 计算其自由度。
解 (1) 取比例尺作机构运动简图如图所示。
(2) F=3n-(2p 1+ph-p ')-F '=3X 4-(2 X 4+0-0)-1=1 2-14 图示是为高位截肢的人所设汁的一种假肢膝关节机构。 该机构能 保持人行走的稳定性。若以胫骨 1 为机架，试绘制其机构运动简图和 计一算其自由度，并作出大腿弯曲时的机构运动简图。
解 把胫骨 l 相对固定作为机架．假肢膝关节机构的机构运动简图如 图
所示 , 大腿弯曲 90。时的机构运动简图，如图中虚线所示。其自 由度为：
F=3n-(2p l+ph-p ')-F '=3X 5-(2 X 7+0-0)-0=1
2-15 试绘制图 n 所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图 (以 手掌 8 作为相对
固定的机架 ) ，井计算自由度。 (1) 取比倒尺肌作机构运动简图 (2) 计算自由度 解：
2-18 图示为一刹车机构。刹车时，操作杆 j 向右拉，通过构件 2、 3、
4、5、 6 使两闸瓦刹住车轮。试计算机构的自由度，并就刹车过程说 明此机构自由度的变化情况。 （ 注；车轮不属于刹车机构中的构件。
（1） 未刹车时，刹车机构的自由度
2） 闸瓦 G、 J 之一剃紧车轮时．刹车机构的自由度 3） 闸瓦 G、J 同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度 解： 1>
2> 3>
2-23 图示为一内然机的机构运动简图， 试计算自由度 t 并分析组成此 机构的基本杆组。如在该机构中改选 EG为原动件，试问组成此机构的 基本杆组是否与前者有所不同。 解：
2-21 图示为一收放式折叠支架机构。 该支架中的件 1 和 5 分别用 木螺钉连接于固定台板 1'和括动台板5、上.两者在D处铰接，使
活动台板能相对于固定台极转动。又通过件 1， 2， 3， 4 组成的铰链 四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽组成的销 槽连接使活动台板实现收放动作。在图示位置时，虽在活动台板上 放有较重的重物．活动台板也不会自动收起，必须沿箭头方向推动 件 2，使铰链 B， D 重合时．活动台板才可收起 （如图中双点划线所 示）。现已知机构尺寸l AB=1 AD=90 mm l BC=1 CD=25 mm其余尺寸见图。 试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。 解：机械运动简图如下：
F=3n-(2p i+pb-p )-F =3 X 5-(2 X 6+1-0)-1=1 第3章
3 — 1何谓速度瞬心相对瞬心与绝对瞬心有何异同点 答：参考教材30?31页。
3—2 何谓三心定理何种情况下的瞬心需用三心定理来确定 答：参考教材31页。
3-3试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置 （用符号P，直接标 注在图上）
(b)
答:
答:
(10 分)
(d)
（10 分）
3-4标出图示的齿轮一连杆组合机构中所有瞬心， 与齿轮3的传动比3 1/ 3 3。 答：1）瞬新的数目:
并用瞬心法求齿轮1
（2分）
K=N(N-1)/2=6(6-1)/2=15 2）为求3 1/ 3 3需求3个瞬心P16、P36、P13的位置
机械原理第八版课后练习答案
