1、第2章機構的結構分析1 判斷題（1） 機構能夠運動的基本條件是其自由度必須大于零。（錯誤）（2） 在平面機構中，一個高副引入兩個約束。（錯誤）（3） 移動副和轉動副所引入的約束數目相等。（正確）（4） 一切自由度不為一的機構都不可能有確定的運動。（錯誤）（5） 個作平面運動的自由構件有六個自由度。（錯誤）2 選擇題rjt（1）兩構件構成運動副的主要特征是（ D ）。A 兩構件以點線面相接觸B 兩構件能作相對運動C .兩構件相連接D .兩構件既連接又能作一定的相對運動（2）機構的運動簡圖與（ D ）無關。 A 構件數目B 運動副的類型C.運動副的相對位置D .構件和運動副的結構（3）有一構件的實

2、際長度 L =0.5m，畫在機構運動簡圖中的長度為20mm，則畫此機構運動簡圖時所取的長度比例尺片是（D ）。A . 25 B . 25mm/mC. 1:25 D. 0. 025m/mm（4）用一個平面低副連接兩個做平面運動的構件所形成的運動鏈共有（B）個自由度。A . 3B . 4C . 5D . 6（5）在機構中，某些不影響機構運動傳遞的重復部分所帶入的約束為（A ）。A.虛約束B .局部自由度C .復合鉸鏈D .真約束（6）機構具有確定運動的條件是（ D ）。A.機構的自由度 F色0B.機構的構件數 N色4C .原動件數 W 1D.機構的自由度F 0,并且F =原動件數 W（7）如圖2-

3、34所示的三種機構運動簡圖中，運動不確定是（C ）。A .（玄）和（b）B.（ b）和（c）C.（玄）和（c）D.（a）、（ b）和（c）(b)圖 2-34(8)川級桿組應由( BA.三個構件和六個低副B)組成。.四個構件和六個低副C 二個構件和三個低副D .機架和原動件(9)有兩個平面機構的自由度都等于1,現用一個有兩鉸鏈的運動構件將它們串成一個平面機構，這時自由度等于( B )。A . 0B . 1C. 2D. 3(10)內燃機中的連桿屬于( C )。A .機器B .機構C.構件D .零件3 簡答題” tI jT v =： 7 I.(1) 何謂構件？何謂運動副及運動副元素？運動副是如何進行

4、分類的？解答：構件是機器中每一個獨立運動的單元體，是組成機構的基本要素之一。運動副是由兩個構件直接接觸而組成的可動連接，是組成機構的基本要素之一。運動副元素是兩構件能夠參加接觸而構成運動副的表面，如點線面等。運動副分類：a) 按兩構件接觸情況分為低副和高副；b) 按兩構件相對運動情況分為平面運動副和空間運動副；c) 按兩構件產生的相對運動分為轉動副、移動副、螺旋副、球面副等；: |d)按引入約束的數目分為I級副、n級副、川級副等；e)按運動副始終保持接觸的方式分為形封閉運動副和力封閉運動副。(2) 機構運動簡圖有何用途？它能表示出原機構哪些方面的特征？解答：方便了解機械的組成和對機械進行運動和

5、動力分析，并表達了機械的簡單結構及運動傳遞情況。機構運動簡圖能表示出原機構的組成形式，包括構件情況和運動副情況。(3) 何謂機構運動簡圖？它與機構示意圖的區別是什么？解答：根據機構的運動尺寸， 按一定的比例尺定出各運動副的位置，用規定的運動副及常用機構運動簡圖的代表符號和一般構件的表示方法將機構的運動傳遞情況表示出來的簡化圖形稱為機構運動簡圖。只是為了表明機構的運動狀態或各構件的相互關系，也可以不按嚴格的比例來繪制簡圖，通常把這樣的簡圖稱為機構示意圖。(4) 機構具有確定運動的條件是什么？當機構的原動件數少于或多于機構的自由度時，機構的運動將發生什么情況？解答：機構具有確定運動的條件是機構的原

6、動件數目等于機構的自由度數目。當機構的原動件數少于機構的自由度時，機構的運動不確定；當機構的原動件數多于機構的自由度時，機構不能正常運轉，嚴重時將損壞機構中最薄弱的環節。m個構件組成的（5）在計算平面機構的自由度時，何為復合鉸鏈、局部自由度和虛約束？在計算自由度時如何處理?解答：復合鉸鏈指兩個以上的構件在同一處以轉動副相連接，在計算自由度時，若存在由復合鉸鏈，則有（m-1）個轉動副；局部自由度是指在有些機構中，某些構件所產生的并不影響其他構件運動的局部運動，的自由度為局部自由度。在計算整個機構的自由度時，應從機構自由度的計算公式中將局部自由度去除不計。虛約束是指在機構中， 對機構的運動起重復約

7、束作用的約束稱為虛約束。在計算機構的自由度時， 應從機構的約束數中減去虛約束數。（6）既然虛約束對于機構的運動實際上不起約束作用，那么在實際機構中為什么又常常存在虛約束？解答：在實際機構中又常常引入虛約束為了用來改善機構的受力狀況：使機構受力狀態更合理、使機構平衡、考慮機構在特殊位置的運動等。（7）在圖2-21所示的機構中，在鉸鏈 C、B、D處，被連接的兩構件上連接點的軌跡都是重合的，那么 能說該機構有三個虛約束嗎？為什么？解答：不能。因為對于鉸鏈 C、B、D處，被連接的兩構件上連接點的軌跡重合都是由其它兩處制約而形成的，所以只能算作一個虛約束。（8 ）請說出自己身上腿部的髖關節、膝關節和踝關

8、節分別可視為何種運動副?解答：髖關節和踝關節可視為球面副，膝關節可視為球銷副。（9）何謂機構的組成原理？何謂基本桿組？它具有什么特性？解答：機構的組成原理：任何機構都可以看作是有若干個基本桿組依次連接于原動件和機架上而構成。 基本桿組：不能再拆分的最簡單的自由度為零的構件組，特性為不可再分、自由度為零。（10）如何確定基本桿組的級別及機構的級別？解答：基本桿組的級別：桿組中包含有最多運動副的構件的運動副數。機構的級別：機構中最高級別基本桿組的級別。（1）圖2-35所示為一簡易沖床的初擬設計方案。設計者的思路是：動力由齒輪輸入，使軸A連續回轉，而固定在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機構，將使沖

9、頭4上下運動以達到沖壓的目的。試繪出其機構運動簡圖，分析其是否能實現設計意圖，并提出修改方案。圖 2-35解答：機構運動簡圖如解圖2-35a所示，因其活動構件數 n=3，Pl尸4，pH = 1 ，所以得機構自由度為2-35b 所F =3 n- (2Pl+Ph )=3匯3-(2漢4+1)= 0 ,故該設計者的設計意圖不能實現。修改方案如解圖解圖2-35b(2)在圖2-36所示偏心輪機構中,為機架，2為偏心輪，3為滑塊，4為擺輪。試繪制該機構的運動簡圖, 并計算其自由度。繪制該機構的機構運動簡圖：題解圖2-36a ）曲柄搖塊機構；題解圖 2-36b）擺動導桿塊機構。解圖2-36b擺動導桿機ACM解

10、題分析：偏心輪 2繞固定鉸鏈點 A轉動，其幾何中心 B與A點之間距離AB為偏心距，亦為曲柄長度。擺輪4繞其固定中心C擺動，滑塊在擺輪 4的滑槽中移動，故此機構看成4為搖塊、3為導桿的曲柄搖塊機構,也可看成4為擺動導桿、3為滑塊的擺動導桿機構。計算該機構的自由度：F（3）圖2-37所示為沖床刀架機構，當偏心輪1刀架3上下移動。B點為偏心輪的幾何中心，構件= 3n_ (2Pl +Ph) = 33_(2X4+0)=1繞固定中心 A轉動時，構件2繞活動中心C擺動，同時帶動4為機架。試繪制該機構的機構運動簡圖，并計算其自由度。精心整理423圖-37解答：繪制該機構的機構運動簡圖：題解圖 2-37 （曲柄

11、滑塊機構）。解題分析：偏心輪1的回轉中心A與其幾何中 心B點之間距離為偏心距，故 AB為曲柄。構件2（連桿）繞活動中心C擺動，并帶動刀架 3 （滑塊）在機架 4的 滑槽中上下移動。故該機構為曲柄滑塊機構（連桿包括在加大了結構尺寸的滑塊內）。解圖2-37計算該機構的自由度：F =3n -（2Pl Ph）二3 3-（2 4 0H 1L I.| i ,-S I j-r f|I* I *.:. I（4）試計算如圖2-38所示的各機構自由度，并明確指出復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。1(C)(d)(e)圖 2-38解答：(a) F =3n -(2PL PH) =3 8-(2 11 1) =1在C處存在復合

12、鉸鏈；在 F處有局部自由度；在 J或I處有虛約束。(b) F =3n -(2Pl PH) =3 4-(2 5 11，滾子為局部自由度；對稱處看做虛約束。(c) F =3n -(2Pl PH ) = 3 4 -(2 5 1)=1，滾子為局部自由度；有1處虛約束。(d) F =3n (2Pl +Ph) =3x4(2x5 +1) =1，在1處存在復合鉸鏈；沒有局部自由度；沒有虛約束。(e) F =3n- (2PL PH) =3 9 -(2 12 2) =1存在1處復合鉸鏈；1處有局部自由度；1處有虛約束。(f)F =3 n (2pl +Ph) =3x6(2x7+3) =1在3處存在二副復合鉸鏈；沒有有局部自由度；沒有虛約束。(5)如圖2-39所示牛頭刨床設計方案草圖。設計思路