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
2 3 p'= 0 F'= 0
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
1 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
2 1 4 3 p'= 0 F'= 0
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′ = 3×3－(2×4＋0－0)－0 = 1
观察方向
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。
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
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’ 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
局部自
由度 复合铰链
虚约束
p'= 1 F'= 1
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
=3×8－(2×10＋2－1)－1= 2
n= 10 pL= 14 pH= 1
局部自由度
p'= 1 F'= 1
F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′
虚约束
=3×10－(2×14＋1－1)－1= 1
复合铰链
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
浙江工业大学机械原理习题卡
