1、2-3 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是什么？當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是什么？當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)少于或多于機(jī)構(gòu)的自由度時，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動將發(fā)生什么情況？少于或多于機(jī)構(gòu)的自由度時，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動將發(fā)生什么情況？ 答：答： 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是：機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目應(yīng)等機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是：機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目。機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目少于機(jī)構(gòu)自由度于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目。機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)目少于機(jī)構(gòu)自由度時，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動將不完全確定；機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)多于機(jī)構(gòu)時，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動將不完全確定；機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)多于機(jī)構(gòu)自由度時，將會導(dǎo)致機(jī)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)的損壞。自由度時，將會導(dǎo)致機(jī)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)的損壞。2-

2、5 在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？ 答：答： 1 1、要正確計(jì)算運(yùn)動副數(shù)目、要正確計(jì)算運(yùn)動副數(shù)目 （1） 復(fù)合鉸鏈問題復(fù)合鉸鏈問題; （2）兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，其軸線互相重合時，只）兩構(gòu)件構(gòu)成多個轉(zhuǎn)動副，其軸線互相重合時，只 能算一個轉(zhuǎn)動副。能算一個轉(zhuǎn)動副。 （3）兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副，其導(dǎo)路互相平行或重）兩構(gòu)件構(gòu)成多個移動副，其導(dǎo)路互相平行或重 合時，只能算一個移動副。合時，只能算一個移動副。 （4）兩構(gòu)件在多處相接觸而構(gòu)成平面高副，且各接觸）兩構(gòu)件在多處相接觸而構(gòu)成平面高副，且各接觸點(diǎn) 的 公 法 線 彼 此 重 合 ， 則 只 能

3、算 一 個 平 面 高 副點(diǎn) 的 公 法 線 彼 此 重 合 ， 則 只 能 算 一 個 平 面 高 副。 2 2、要除去局部自由度、要除去局部自由度3 3 、 要 除 去 虛 約 束、 要 除 去 虛 約 束2-11 2-11 圖示為一簡易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路圖示為一簡易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動力由齒輪是：動力由齒輪1 1輸入，使軸輸入，使軸A A連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸連續(xù)回轉(zhuǎn)；而固裝在軸A A上的上的凸輪凸輪2 2與杠桿與杠桿3 3組成的凸輪機(jī)構(gòu)，將使沖頭組成的凸輪機(jī)構(gòu)，將使沖頭4 4上下運(yùn)動以達(dá)到上下運(yùn)動以達(dá)到?jīng)_壓的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，分析其是否能實(shí)現(xiàn)沖壓

4、的目的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，分析其是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。5 5 自由度：自由度：13(2)3 3 (2 4 1)0hFnpp 所以該簡易機(jī)床設(shè)計(jì)方案的機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動。所以該簡易機(jī)床設(shè)計(jì)方案的機(jī)構(gòu)不能運(yùn)動。答：機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖所示：答：機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖所示：5 5 修改措施：修改措施： （1）在構(gòu)件）在構(gòu)件3、4之間加一連桿及一個轉(zhuǎn)動副之間加一連桿及一個轉(zhuǎn)動副 （2）在構(gòu)件）在構(gòu)件3、4之間加一滑塊及一個移動副之間加一滑塊及一個移動副 （3）在構(gòu)件）在構(gòu)件3、4之間加一局部自由度滾子及一個平面高副。之間加一局部自由度滾子及一個平面高副。 修改措施還可以提出

5、幾種，如杠桿修改措施還可以提出幾種，如杠桿3可利用凸輪輪廓與可利用凸輪輪廓與推桿推桿4接觸推動接觸推動4桿等。桿等。2-13 2-13 圖示為一新型偏心輪滑閥式真空泵。其偏心輪圖示為一新型偏心輪滑閥式真空泵。其偏心輪1 1繞固繞固定軸心定軸心A A轉(zhuǎn)動，與外環(huán)轉(zhuǎn)動，與外環(huán)2 2固連在一起的滑閥固連在一起的滑閥3 3在可繞固定軸心在可繞固定軸心C C轉(zhuǎn)動的圓柱轉(zhuǎn)動的圓柱4 4中滑動。當(dāng)偏心輪中滑動。當(dāng)偏心輪1 1按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時，按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時，可將設(shè)備中的空氣吸入，并將空氣從閥可將設(shè)備中的空氣吸入，并將空氣從閥5 5中排出，從而形成中排出，從而形成真空。試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其

6、自由度。真空。試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，并計(jì)算其自由度。解（解（1）取比例尺作）取比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖所示：機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖如圖所示： （2） 自由度：自由度：13(2) 3 3 (2 4 0) 1hFnpp FD2-16 2-16 試計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自由度。圖試計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自由度。圖a a、d d為齒輪為齒輪- -連桿組連桿組合機(jī)構(gòu)；圖合機(jī)構(gòu)；圖b b為凸輪為凸輪- -連桿組合機(jī)構(gòu)（圖中連桿組合機(jī)構(gòu)（圖中D D處為鉸接在一起處為鉸接在一起的兩個滑塊）；圖的兩個滑塊）；圖c c為一精壓機(jī)構(gòu)。并問在圖為一精壓機(jī)構(gòu)。并問在圖d d所示機(jī)構(gòu)中，所示機(jī)構(gòu)中，齒輪齒輪3 3、5 5和齒條和齒條7 7與齒

7、輪與齒輪5 5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目是的嚙合高副所提供的約束數(shù)目是否相同，為什么？否相同，為什么？FD解解 （a）A處為復(fù)合鉸鏈，自由度為：處為復(fù)合鉸鏈，自由度為：13(2)3 4(2 5 1 0)01hFnpppF （b）B、E處為局部自由度，處為局部自由度，C和和F只能各算一個移動副，所以：只能各算一個移動副，所以：13(2)3 7(2 820)21hFnpppF 1111,17,0,232,0hhnpppppnF（c）13(2)3 11 (2 1702)01hFnpppF （d）A、B、C處為復(fù)合鉸鏈，自由度為：處為復(fù)合鉸鏈，自由度為：13(2)3 6(2 73 0)01hFnppp

8、F 齒輪齒輪3，5和齒條和齒條7與齒輪與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)的嚙合高副所提供的約束數(shù)目不同，因?yàn)槟坎煌驗(yàn)?，5處只有一個高副，而齒條處只有一個高副，而齒條7與齒輪與齒輪5在齒在齒的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個高副。的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個高副。3-1 3-1 何為速度瞬心？相對瞬心與絕對瞬心有何異同點(diǎn)？何為速度瞬心？相對瞬心與絕對瞬心有何異同點(diǎn)？答：速度答：速度瞬心是瞬心是互作平面相對運(yùn)動的兩構(gòu)件互作平面相對運(yùn)動的兩構(gòu)件上瞬時相對速上瞬時相對速度為零的重合點(diǎn)，也就是具有同一瞬時絕對速度的重合點(diǎn)度為零的重合點(diǎn)，也就是具有同一瞬時絕對速度的重合點(diǎn)(即瞬時即瞬時絕對速度絕對速度速度相

9、等的重合點(diǎn)速度相等的重合點(diǎn))，簡稱瞬心。若瞬心簡稱瞬心。若瞬心處的絕對速度為零，則該瞬心稱為絕對瞬心，否則稱為相處的絕對速度為零，則該瞬心稱為絕對瞬心，否則稱為相對瞬心。對瞬心。3-2 3-2 何為三心定理？何種情況下的瞬心需用三心定理來確何為三心定理？何種情況下的瞬心需用三心定理來確定？定？答：答： 三心定理是指三個彼此作平面平行運(yùn)動的構(gòu)件的三個三心定理是指三個彼此作平面平行運(yùn)動的構(gòu)件的三個瞬心必位于同一直線上。瞬心必位于同一直線上。對于不通過運(yùn)動副直接相連的兩構(gòu)件間的瞬心位置，需用對于不通過運(yùn)動副直接相連的兩構(gòu)件間的瞬心位置，需用三心定理來確定。三心定理來確定。3-3 3-3 試求圖示機(jī)構(gòu)

10、在圖示位置時全部瞬心的位置。試求圖示機(jī)構(gòu)在圖示位置時全部瞬心的位置。答答 瞬心的位置如圖所示：瞬心的位置如圖所示：P13P12P14 P24P34P23 P12P23(P24)P13 P14 P34P12 P34 P14 P13 P24 P23 P12 P14 P34 P23 P13 P24 3-4 3-4 在圖示的齒輪在圖示的齒輪- -連桿組合機(jī)構(gòu)中，試用瞬心法求齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)中，試用瞬心法求齒輪1 1與與3 3的傳動比的傳動比1 1/3 3。答：（答：（1）機(jī)構(gòu)所有的瞬心數(shù)：）機(jī)構(gòu)所有的瞬心數(shù)：K=（N-1）/2=6(6-1)/2=15。 （2）求出如下三個瞬心）求出如下三個瞬心P16，

11、P36，P13，如下圖所示。，如下圖所示。1336131613/P PP PK（P13）P23P36P16P123-11 3-11 速度多邊形和加速度多邊形有哪些特性？試標(biāo)出圖速度多邊形和加速度多邊形有哪些特性？試標(biāo)出圖中中V VABAB、V VBCBC、V VCACA及及V VA A、V VB B、V VC C的方向？的方向？答：速度多邊形具有以下特點(diǎn)：答：速度多邊形具有以下特點(diǎn)： （1）作圖起點(diǎn)）作圖起點(diǎn)p稱為速度多邊形的極點(diǎn)稱為速度多邊形的極點(diǎn)p，它代表機(jī)構(gòu)中速，它代表機(jī)構(gòu)中速度為零的點(diǎn)。度為零的點(diǎn)。 （2）在速度多邊形中，連接）在速度多邊形中，連接p點(diǎn)和任一點(diǎn)的矢量代表該點(diǎn)點(diǎn)和任一點(diǎn)的

12、矢量代表該點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)的絕對速度，其指向是從在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)的絕對速度，其指向是從p點(diǎn)指向該點(diǎn)。點(diǎn)指向該點(diǎn)。 （3）在速度多邊形中，連接其他任意兩點(diǎn)的矢量代表該兩）在速度多邊形中，連接其他任意兩點(diǎn)的矢量代表該兩點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)間的相對速度，其指向與速度的下角標(biāo)點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)間的相對速度，其指向與速度的下角標(biāo)相反。相反。 (4）BCEbce，圖形，圖形bce稱為圖形稱為圖形BCE的速度影像。的速度影像。 （5）在速度多邊形中，當(dāng)已知同一構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度時，）在速度多邊形中，當(dāng)已知同一構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度時，利用速度影像原理可求得此構(gòu)件上其余各點(diǎn)的速度。利用速度影像原理可求得此構(gòu)件上其余各

13、點(diǎn)的速度。 加速度多邊形與速度多邊形特性相似。加速度多邊形與速度多邊形特性相似。加速度多邊形具有以下特點(diǎn)：加速度多邊形具有以下特點(diǎn)：1）在加速度多邊形中，連接極點(diǎn)和任一點(diǎn)的矢量代表該點(diǎn)）在加速度多邊形中，連接極點(diǎn)和任一點(diǎn)的矢量代表該點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中的同名點(diǎn)的絕對加速度，其指向是從極點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中的同名點(diǎn)的絕對加速度，其指向是從極點(diǎn)p 指向該點(diǎn)。指向該點(diǎn)。2）每個加速度的兩個分量必須銜接著畫，不能分開。）每個加速度的兩個分量必須銜接著畫，不能分開。3）在加速度多邊形中，連接兩絕對加速度矢端的矢量代表）在加速度多邊形中，連接兩絕對加速度矢端的矢量代表該兩點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中的同名點(diǎn)的相對加速度，其指向和加該兩點(diǎn)

14、在機(jī)構(gòu)圖中的同名點(diǎn)的相對加速度，其指向和加速度的角標(biāo)相反，例如：矢量速度的角標(biāo)相反，例如：矢量 代表加速度代表加速度 而不而不是是 ，方向由，方向由b 指向指向c。4）極點(diǎn)）極點(diǎn)p 代表機(jī)構(gòu)所有構(gòu)件上加速度為零的影像點(diǎn)。代表機(jī)構(gòu)所有構(gòu)件上加速度為零的影像點(diǎn)。5）BCEb c e ，圖形，圖形b c e 稱為構(gòu)件圖形稱為構(gòu)件圖形BCE的的加速度影像，字母加速度影像，字母BCE的順序與字母的順序與字母b c e 的順序相同。的順序相同。 也就是說，在加速度關(guān)系中也存在和速度影像原理一致也就是說，在加速度關(guān)系中也存在和速度影像原理一致的加速度影像原理。所以，若要求的加速度影像原理。所以，若要求E點(diǎn)的

15、加速度點(diǎn)的加速度aE,可以可以b c 為邊作為邊作b c e BCE，且其角標(biāo)，且其角標(biāo)字母順序的繞字母順序的繞行方向相同，即可求得行方向相同，即可求得e 點(diǎn)和點(diǎn)和aE 。cb CBaBCa3-12 3-12 在圖示各機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸，原動件在圖示各機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知各構(gòu)件的尺寸，原動件1 1以以等角速度等角速度1 1順時針方向轉(zhuǎn)動，試以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位順時針方向轉(zhuǎn)動，試以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時構(gòu)件置時構(gòu)件3 3上上C C點(diǎn)的速度及加速度（比例尺任選）。點(diǎn)的速度及加速度（比例尺任選）。A解解 分別如圖分別如圖（a）、（）、（b）、）、 （c）所示：）所示：b(c3)p(c2,c4,

16、a)23(,)pckca3()bnAp(b3,d,c3,a)b(b2,b1)3(,)pnad213(,)bbkc3bbpp(a,d)b(b2, b1,b3)c312(,)b b bk33,nc(c)3b3-14 3-14 圖示曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中，已知圖示曲柄搖塊機(jī)構(gòu)中，已知lAB=30mm,l,lAC=100mm，lBD=50mm, ,lDE=40mm, ,曲柄曲柄以等角速度以等角速度1 1=10rad/s=10rad/s回轉(zhuǎn)。試用圖解法求機(jī)構(gòu)在回轉(zhuǎn)。試用圖解法求機(jī)構(gòu)在 位置時，位置時，D D點(diǎn)和點(diǎn)和E E點(diǎn)的速度和加速度，以及點(diǎn)的速度和加速度，以及構(gòu)件構(gòu)件2 2的角速度和角加速度。的角速度和角加

17、速度。0145答答 （1）以）以 作機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，如下圖所示作機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，如下圖所示： （2）速度分析）速度分析 以以C為重合點(diǎn)，有為重合點(diǎn)，有?vC2C2大小大小=vC2BC2B+vC2C3C2C3vC3C3方向方向vB B=+？1lAB？0？BCA BBClC(C2,C3,C4)C2pebdC3C(C2,C3,C4)?vC2C2大小大小=vC2BC2B+vC2C3C2C3vC3C3方向方向vB B=+？1lAB？0？BCA BBC 以以 作作速度多邊形如圖（速度多邊形如圖（b）所示）所示v0.23 /Dvvpdm sC(C2,C3,C4)C2pebdC3 再根據(jù)速度影像原理，作再根據(jù)速度

18、影像原理，作bde BDE求得求得d及及e，由圖可得由圖可得 （3）加速度分析）加速度分析 以以C為重合點(diǎn)，有為重合點(diǎn)，有=+2Ca32 32C Cv21ABl2nC BaBa+2tC Ba=3Ca+23kC Ca+23rC Ca大小大小方向方向？22 BCl0 0BCBCBCBACBp3C2Cke2nb其中其中222222 332 30.49 /,20.7 /nkC BBCC CC Calm s avm sC(C2,C3,C4)p3C2Cke2nb22.64/Daap dm s 22.8/Eaap em s 22222/8.36/()tC BBCaBCaln clrad s 順時針以以 作加速度多邊形如圖（作加速度多邊形如圖（c c）所示，由圖可得：所示，由圖可得：aC(C2,C3,C4)3-15 3-15 圖示機(jī)構(gòu)中，已知圖示機(jī)構(gòu)中，已知lAE=70mm，l lAB=40mm，lEF=60mm, ,lDE=35