机械原理平面机构自由度计算-例题
机械原理计算自由度习题及答案
1． 计算齿轮机构的自由度.
解：由于B. C 副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将 C 副去除。
即如下图所示：
该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F
2. .机构具有确定运动的条件是什么？如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？
机构在滚子B 处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构，则机构可动：
N=4, PL=5, Ph=1;
定轴轮系 A
B C
1 2
3
4 图2－
22
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241。
自由度计算例题
自由度计算例题在机械设计、力学分析以及其他相关领域中，自由度的计算是一个重要的概念和基础技能。
理解和掌握自由度的计算方法，对于解决各种实际问题具有关键意义。
接下来，我们通过几个具体的例题来深入探讨自由度的计算。
例 1：考虑一个平面机构，由三个杆件通过铰链连接而成，形成一个三角形。
其中杆件 1 和杆件 2 的长度分别为 L1 和 L2，杆件 3 的长度为 L3。
在这个平面机构中，每个杆件都可以绕其铰链在平面内自由转动。
我们来计算这个机构的自由度。
首先，确定活动构件的数量 n。
这里有三个杆件，所以 n ＝ 3。
然后，计算低副的数量 P L 。
由于每个铰链都是一个低副，一共有三个铰链，所以 P L ＝ 3。
接下来，根据平面机构自由度的计算公式 F ＝ 3n 2P L ，将 n ＝ 3和 P L ＝ 3 代入公式，得到：F ＝ 3×3 2×3＝ 9 6＝ 3这意味着这个平面机构在平面内有 3 个自由度，即可以在平面内沿x 轴、y 轴方向移动以及绕平面内的某个点转动。
例 2：假设有一个空间机构，由四个杆件通过球铰连接而成，形成一个四面体。
杆件 1、2、3 和 4 的长度分别为 L1、L2、L3 和 L4。
对于这个空间机构，每个杆件都可以在空间中自由转动和移动。
活动构件的数量 n 为 4。
低副的数量 P L ，由于每个球铰都是一个低副，一共有四个球铰，所以 P L ＝ 4。
根据空间机构自由度的计算公式 F ＝ 6n 5P L ，将 n ＝ 4 和 P L ＝4 代入公式，可得：F ＝ 6×4 5×4＝ 24 20＝ 4这表明该空间机构在空间中有 4 个自由度，即可以在 x、y、z 三个方向上移动以及绕这三个轴转动。
例 3：再看一个较为复杂的平面机构，由多个杆件和滑块组成。
其中有 5 个杆件通过铰链连接，同时还有 2 个滑块在水平导轨上移动。
活动构件的数量 n ＝ 7（5 个杆件和 2 个滑块）。
专升本机械类机构自由度计算辅导及习题
专升本机械类-机构自由度计算辅导及习题答案（张庆章）运动副:两个构件直接接触并产生某些相对运动的可动联接两个构件上参加接触的运动副表面称运动副元素，运动副的元素是点、线、面。
运动链是指若干个构件通过运动副连接而成的系统。
运动链自由度计算主要解决的问题是：1、运动链的可动性；2、运动链运动的确定性，即运动链成为机构的条件。
一、平面机构（运动链）自由度：㈠、计算公式：F=3n-2P L-P H⑴式中：F—机构（运动链）自由度；n—机构（运动链）中的运动构件数；—机构（运动链）中低副数，包括移动副和转动副；PLP—机构（运动链）中的高副数。
H㈡、公式用途：运动链类型：⑴、固定运动链：组成运动链的构件之间没有相对运动。
如桥梁、钢结构支架等。
⑵、可动运动链：①、运动不确定的可动运动链：运动链可动，但运动链中构件的运动不能确定。
②、具有确定运动的运动链及机构。
运动链中构件的具有确定性。
1、判别运动链能否运动（运动链可动性分析）：⑴、当F﹥0 运动链能运动，即运动链是可动的。
⑵、当F≦0 运动链不动，即运动链为固定运动链。
例：判别下面运动链的可动性：图示：n=3，P L=4，P H=1 。
F=3n-2P L-P H =3×3-2×4-1=0运动链不可动。
图示：n=4，P L=5，P H=1 。
F=3n-2P L-P H =3×4-2×5-1=1﹥0运动链可动。
2、判别运动链是否成为机构：运动链的运动确定性分析。
⑴、当F≦0 运动链不可动，此种运动链不能成为机构；⑵、当F﹥0 运动链可动：①、若F﹥原动件数，运动链不能成为机构；②、若F=原动件数，运动链运动确定，运动链成为机构；③、若F﹤原动件数，运动链不能成为机构。
结论：运动链成为机构的条件:F﹥0,且F等于机构原动件数。
㈢、机构自由度计算时应注意的问题：1、复合铰链及其处理方法：⑴、概念：复合铰链:多个构件（含固定件）在同一处形成两个或两个以上转动副,该处成为复合铰链。
自由度计算例题
自由度计算例题在机械设计、力学分析以及各种工程领域中，自由度的计算是一项重要且基础的任务。
它帮助我们理解和预测物体或系统在特定条件下的运动可能性。
下面，我们通过几个具体的例题来深入探讨自由度的计算。
首先，来看一个简单的平面机构。
假设有一个平面四连杆机构，由四个杆件通过转动副连接而成。
我们要计算这个机构的自由度。
根据平面机构自由度的计算公式：F ＝ 3n 2PL PH ，其中 F 表示自由度，n 表示活动构件的数目，PL 表示低副的数目，PH 表示高副的数目。
在这个四连杆机构中，活动构件的数目 n 为 3（因为机架不算活动构件），低副的数目 PL 为 4（四个转动副），高副数目 PH 为 0 。
将这些值代入公式，得到：F ＝ 3×3 2×4 0 ＝ 9 8 ＝ 1 。
这意味着这个平面四连杆机构只有一个自由度，其运动是确定的。
再看一个稍微复杂一些的例子。
假设有一个平面凸轮机构，由一个凸轮和一个从动件组成，它们通过高副接触。
在这个例子中，活动构件的数目 n 为 2 ，低副的数目 PL 为 1（一个转动副或移动副），高副的数目 PH 为 1 。
代入公式可得：F ＝ 3×2 2×1 1 ＝ 6 2 1 ＝ 3 。
这说明该平面凸轮机构有 3 个自由度。
接下来，考虑一个空间机构的例子。
假设有一个空间四连杆机构，由四个杆件通过球铰连接。
对于空间机构，自由度的计算公式为：F ＝ 6n 5PL 6PH 。
这里，活动构件数目 n 为 3 ，低副数目 PL 为 4 （四个球铰相当于4 个低副），高副数目 PH 为 0 。
计算可得：F ＝ 6×3 5×4 0 ＝ 18 20 ＝－2 。
自由度为负数，这表明该机构的运动是受到约束的，无法自由运动。
再看一个包含复合铰链的例子。
假设有一个机构，其中三个杆件在同一处通过转动副连接。
在这种情况下，这个连接点处应视为两个复合铰链。
机械原理计算自由度习题及答案
1． 计算齿轮机构的自由度.
解：由于B. C 副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将 C 副去除。
即如下
图所示：
该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F
2. .机构具有确定运动的条件是什么？如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？
机构在滚子B 处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度0
17253231=-⨯-⨯=--=h p p n F 定轴轮系
A
B C
1 2
3 4 图2－22
A B
C
D
G
E
H F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构，则机构可动：
N=4, PL=5, Ph=1;
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
1)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
2)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
3)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241
（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。
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机械原理典型例题第二章机构分析
C 复合铰链
B
E' E F
G
A
D
虚约束 局部自由度
F=3×7+2×9-1=2
F=原动件个数 有确定的运动
23
2-18:图示一内燃机的机构运动简图，试计算其自由 度。当分别以构件AB和EG为原动件时，试对该机构 进行结构分析。
D D CC
B
Ⅱ级杆组
A
E
E
Ⅰ级杆组
F
F
G
Ⅱ级杆组
HH Ⅱ级杆组
F=3×7+2×10=1 （1）AB为原动件： 该机构为Ⅱ级机构 。
1.选择题：
6）平面机构中自由度数目最多为 A 个。 A.一个 B.两个 C.三个
7）平面机构中若引入一个高副将带入 A 个约束。 A.一个 B.两个 C.三个
8）平面机构中若引入一个低副将带入 B 个约束。 A.一个 B.两个 C.三个
9) 图 C 所示构件系统是不能运动的。
14
2.判断题：
1） 运动链能够成为机构的条件是，运动链相对于机 架的自由度大于零，且等于原动件的数目。 Y
G H
C D
I
解：
C处为复合铰链， m=3；
E
B G处为局部自由度；有一个
虚约束。
F A
I处有一个高副虚约束。
机构ABCDEF为平行四边形机 构，构件EF及引入的约束为虚 约束。
机构自由度F
n=6, Pl=7, Ph=2
F=3n-2Pl- Ph
=3×6-2×7-2
=2
5
例5：图示凸轮驱动式四缸活塞空气压缩机的机构运动简图， 计算其自由度。凸轮1为原动件，当其转动时，分别推动装于 四个活塞上的ABCD处的滚子，使活塞在相应的汽缸内往复运 动。连杆长度AB=BC=CD=AD。
机械原理典型例题(第二章机构分析)10-13
ω
1 2 3
解： 机构的自由度， 机构的自由度， n = 4, pl = 6, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×4－2×6－0 × － × － =0 F＜机构原动件数 ＜ 不能运动。 不能运动。 修改： 修改： 增加机构自由度的 方法是： 方法是：在机构的 适当位置添加一个 活动构件和一个低 副或者用一个高副 代替原来机构中的 一个低副。 一个低副。
例9：图示牛头刨机构设计方案图。设计者的意图是动力由曲 ：图示牛头刨机构设计方案图。 输入， 使摆动导杆3做往复摆动 柄1输入，通过滑块 使摆动导杆 做往复摆动，并带动滑枕 输入 通过滑块2使摆动导杆 做往复摆动，并带动滑枕4 往返移动以达到刨削的目的。 往返移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构组成原理 上的错误，若有，请说明原因并修改。 作业：补充修改方案） 上的错误，若有，请说明原因并修改。（作业：补充修改方案）
计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析， 例8: 计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析， 确定杆组和机构的级别。 确定杆组和机构的级别。
2
1 1 3 33 4 4
7
4
5 5
6
2 1
不同的原动件， 不同的原动件，组成机构的杆 组与级别不相同。 组与级别不相同。
解： 计算机构的自由度 A处为复合铰链，则 处为复合铰链， 处为复合铰链 n = 6, pl = 8, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×6－2×8－0 =2 × － × － 机构的组成 ① 以构件1、2为原动件： 以构件 、 为原动件： 为原动件 6-5为Ⅱ级杆组；3-4为Ⅱ级杆组 为 级杆组； 为 机构为Ⅱ级机构。 机构为Ⅱ级机构。 以构件2、 为原动件 为原动件： 以构件 、6为原动件： 1-3-4-5为Ⅲ级杆组，机构为Ⅲ 为 级杆组，机构为Ⅲ 级机构。 级机构。 以构件1、 为原动件 为原动件： 以构件 、6为原动件： 4-5为Ⅱ级杆组；2-3为Ⅱ级杆组 为 级杆组； 为 机构为Ⅱ级机构。 机构为Ⅱ级机构。
机械原理部分试题目及解答
第一章机构的组成和结构1-1 试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
F＝3×3－2×4＝1 F＝3×3－2×4＝1F＝3×3－2×4＝1 F＝3×3－2×4＝11-2 计算图示平面机构的自由度。
将其中高副化为低副。
确定机构所含杆组的数目和级别，以及机构的级别。
（机构中的原动件用圆弧箭头表示。
）F＝3×7－2×10＝1 F＝3×7－2×10＝1含3个Ⅱ级杆组：6-7，4-5，2-3。
含3个Ⅱ级杆组：6-7，4-5，2-3。
该机构为Ⅱ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F＝3×4－2×5－1＝1 F＝3×3－2×3－2＝1F＝3×5－2×7＝1（高副低代后） F＝3×5－2×7＝1（高副低代后）含1个Ⅲ级杆组：2-3-4-5。
含2个Ⅱ级杆组： 4-5，2-3。
该机构为Ⅲ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F＝3×8－2×11－1＝1 F＝3×6－2×8－1＝1F＝3×9－2×13＝1（高副低代后）F＝3×7－2×10＝1（高副低代后）含4个Ⅱ级杆组：8-6，5-7，4-3，2-11。
含1个Ⅱ级杆组6-7。
该机构为Ⅱ级机构含1个Ⅲ级杆组2-3-4-5。
第二章 连 杆 机 构2-1 在左下图所示凸轮机构中，已知r = 50mm ，l OA =22mm ，l AC =80mm,︒=901ϕ，凸轮1的等角速度ω1=10rad/s ，逆时针方向转动。
试用瞬心法求从动件2的角速度ω2。
解：如右图，先观察得出瞬心P 13和P 23为两个铰链中心。
再求瞬心P 12：根据三心定理，P 12应在P 13与P 23的连线上，另外根据瞬心法，P 12应在过B 点垂直于构件2的直线上，过B 点和凸轮中心O 作直线并延长，与P 13、P 23连线的交点即为P 12。
机械基础模拟题
考试题型：1）简答题；2）作图题；3）计算分析题说明：带传动不考。
机械原理部分一、平面机构自由度计算及注意事项1、试求下列机构的自由度数，并判断机构是否有确定的运动？解：（a）活动构件数目n=4，低副数目Pl=4，高副数目Ph=2，局部自由度为1。
自由度F=3*4-2*4-2-1=1，有确定的相对运动。
（b）n=10，Pl=14，Ph=0 F=2 注意在主动件与机架相连的地方存在一个复合铰链。
不存在确定的运动。
2、计算图示机构的自由度。
F=3*6-2*7-2=23、.计算自由度F，并指出何处为复合铰链、局部自由度、虚约束？存在虚约束和复合铰链。
F=3*5-2*7=14、计算自由度,并判断机构运动是否确定。
F=3*6-2*8-1=1，有确定相对运动。
5、计算下列机构的自由度F=3*3-2*4=1，存在虚约束F=3*4-2*4-2=2F=3*3-2*3-2=16、计算图示平面机构的自由度。
（机构中若含复合铰链，局部自由度或虚约束，应在图上注明出来）F=3*6-2*8-1=1F=3*6-2*8-2=07计算图示平面机构的自由度。
（机构中若含复合铰链，局部自由度或虚约束，应在图上注明出来）F=3*4-2*5-1=1F=3*6-2*7-3=1F=3*3-2*3-2=1二、四杆机构1、曲柄摇杆机构的最小传动角γmin出现于曲柄和机架共线处。
2、平面连杆机构具有急回特征在于极位夹角不为零。
3、铰链四杆机构的基本型式有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
4、曲柄滑块机构的尺寸如图所示，求1、若AB为原动件，作图求出该机构的行程速比系数K。
2、说明该机构在什么条件下有死点，并将此死点位置在图上画出。
1、先作图求出极位夹角，再根据公式求得行程速度比系数；2、滑块作为主动件的时候有死点，死点的位置在连杆与曲柄共线处。
5、图示曲柄滑块机构，作图求：1.滑块的极限位置曲柄与连杆拉直共线与重叠共线处2.曲柄的极位夹角及行程速比系数3.最小传动角4.若要将该机构作成偏心轮滑块机构，如何选取偏心轮半径？6、四杆机构如图，试指出其所属类型，并用图和公式来求解该机构的行程速比系数K＝？三、凸轮机构习题1、在设计机构时，当凸轮的最大压力角超过许用值时，则可。
机械原理计算自由度习题及答案
1． 计算齿轮机构的自由度.
解：由于B. C 副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将 C 副去除。
即如下图所示：
该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F
2. .机构具有确定运动的条件是什么？如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？
机构在滚子B 处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构，则机构可动：
N=4, PL=5, Ph=1;
定轴轮系 A
B C
1 2
3
4 图2－
22
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241。
机械原理平面机构自由度计算例题课件
PART 05
平面机构自由度计算例题 三：间歇运动机构
间歇运动机构的组成及运动特点
组成
间歇运动机构由固定构件、运动构件和机架组成，其中运动构件又分为主动件和从动件。
运动特点
间歇运动机构能够在特定角度范围内实现主动件与从动件之间的传动，当主动件转动一圈时，从动件 完成一次或多次的间歇运动。
间歇运动机构的运动副及约束
平面机构的运动副及其约束
运动副
机构中两构件之间通过点、线或 面的接触形成的可动连接。
低副
两构件之间为点或线接触的副， 如转动副、移动副等。每个低副 引入两个约束，限制了构件的2
个自由度。
高副
两构件之间为面接触的副，如凸 轮机构中的凸轮与从动件之间的 副。每个高副引入一个约束，限
制了构件的1个自由度。
约束
齿轮机构中的轴和轴承之间的约束是 固定约束，轴承和轴承座之间的约束 也是固定约束。
齿轮机构的自由度计算
计算公式
自由度 = 3n - (2p + q)
n
活动构件数
p
低副数
q
高副数
计算结果
根据公式计算，齿轮机构的自由度为1。
结果分析
由于齿轮机构中有一个齿轮和一个轴，因此活动构件数为 2，低副数为2（两个转动副），高副数为0。根据公式计 算，自由度为1，符合平面机构的自由度计算规则。
组合机构的自由度计算
要点一
计算方法
对于组合机构，需要分别计算各组成机构的自由度，再根 据连接方式和约束情况，综合计算组合机构的总自由度。
要点二
注意事项
在计算组合机构的自由度时，需要注意各组成机构之间的 连接方式和约束情况，以及是否存在冗余自由度。同时， 还需考虑机构的实际运动情况，以确定机构的真实自由度数。
机械原理计算自由度习题及答案
1． 计算齿轮机构的自由度.
解：由于B. C 副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将 C 副去除。
即如下图所示：
该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F
2. .机构具有确定运动的条件是什么？如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？
机构在滚子B 处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构，则机构可动：
N=4, PL=5, Ph=1;
定轴轮系 A
B C
1 2
3
4 图2－
22
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241。
自由度计算例题
D4 E
B3
1
2
5 F
6
7 G
A C
H
I
8 K 9
局部自由度
D4 E
B3
1
5
7
2F
6 G
A C
H
I
复合铰链
虚约束
8 K 9
n 8 ; PL 11 ; PH 1 F 3n 2PL PH 38 2 111 1
例 3 计算图所示机构旳自由度 (若存在局部自由度、 复合铰链、虚约束请标出）。
合铰链、虚约束请标出）。
I
H
8
ห้องสมุดไป่ตู้
7
G
J
10
6
B
9
C
1
K 11 L
2
A
D E3
4
F
5
虚约束
复合铰链
局部自由度
I
H
8
7
J
G
6
B
10
9
C
1
11
K
L
2
A
E 3D
4
F
5
n 8 ; PL 11; PH 1 F 3n 2PL PH 38 2111 1
例 5 计算下图机构旳自由度 (若存在局部自由度、复 合铰链、虚约束请标出）。
即表达假如按此方案设计机构，机构是不能运动旳。必 须修改，以到达设计目旳。
改善措施： 1、增长一种低副和一种活动构件； 2、用一种高副替代低副。
改善方案
改善方案
改善方案
改善方案
例 2 如图所示，已知： DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG， 且相互平行；DH=EI，且相互平行。计算此机构旳自由度 (若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请标出）。
机械原理平面机构自由度计算-例题
其实，世上最温暖的语言，“ 不是我爱你，而是在一起。” 所以懂得才是最美的相遇！只有彼此以诚相待，彼此尊重， 相互包容，相互懂得，才能走的更远。 相遇是缘，相守是爱。缘是多么的妙不可言，而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时，错过一世！ 择一人深爱，陪一人到老。一路相扶相持，一路心手相牵，一路笑对风雨。在平凡的世界，不求爱的轰轰烈烈；不求誓 言多么美丽；唯愿简单的相处，真心地付出，平淡地相守，才不负最美的人生；不负善良的自己。 人海茫茫，不求人人都能刻骨铭心，但求对人对己问心无愧，无怨无悔足矣。大千世界，与万千人中遇见，只是相识的 开始，只有彼此真心付出，以心交心，以情换情，相知相惜，才能相伴美好的一生，一路同行。 然而，生活不仅是诗和远方，更要面对现实。如果曾经的拥有，不能天长地久，那么就要学会华丽地转身，学会忘记。 忘记该忘记的人，忘记该忘记的事儿，忘记苦乐年华的悲喜交集。 人有悲欢离合，月有阴晴圆缺。对于离开的人，不必折磨自己脆弱的生命，虚度了美好的朝夕；不必让心灵痛苦不堪， 弄丢了快乐的自己。擦汗眼泪，告诉自己，日子还得继续，谁都不是谁的唯一，相信最美的风景一直在路上。 人生，就是一场修行。你路过我，我忘记你；你有情，他无意。谁都希望在正确的时间遇见对的人，然而事与愿违时， 你越渴望的东西，也许越是无情无义地弃你而去。所以美好的愿望，就会像肥皂泡一样破灭，只能在错误的时间遇到错的人。 岁月匆匆像一阵风，有多少故事留下感动。愿曾经的相遇，无论是锦上添花，还是追悔莫及；无论是青涩年华的懵懂赏 识，还是成长岁月无法躲避的经历……愿曾经的过往，依然如花芬芳四溢，永远无悔岁月赐予的美好相遇。 其实，人生之路的每一段相遇，都是一笔财富，尤其亲情、友情和爱情。在漫长的旅途上，他们都会丰富你的生命，使 你的生命更充实，更真实；丰盈你的内心，使你的内心更慈悲，更善良。所以生活的美好，缘于一颗善良的心，愿我们都能 善待自己和他人。 一路走来，愿相亲相爱的人，相濡以沫，同甘共苦，百年好合。愿有情有意的人，不离不弃，相惜相守，共度人生的每 一个朝夕……直到老得哪也去不了，依然是彼此手心里的宝，感恩一路有你！
机械原理计算自由度习题含答案
1．计算齿轮机构的自由度.
解：由于B. C 副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将C副去除。
即如下图所示：该机构的自由度1
2
1
3
2
3
3
2
3
1
=
⨯
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
h
p
p
n
F
2..机构具有确定运动的条件是什么？如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？
机构在滚子B处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度0
1
7
2
5
3
2
3
1
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
h
p
p
n
F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构，则机构可动：
定轴轮系
A
B C
1
2
3
4
图2－22
A
B
C
D G
E
H
F
N=4, PL=5, Ph=1;
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241。
机械原理计算自由度习题及答案
1． 计算齿轮机构的自由度。
解：由于B 。
C 副中之一为虚约束,计算机构自由度时，应将 C 副去除。
即如下图所示:
该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F
2。
.机构具有确定运动的条件是什么？如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？
机构在滚子B 处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F
当自由度F=1时，该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动.
该机构当修改为下图机构，则机构可动：
N=4， PL=5, Ph=1;
定轴轮系 A
B C
1 2
3
4 图2－22 A B C
D
G
E
H
F
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3。
计算机构的自由度.
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241。
机械原理计算自由度习题及答案
1．计算齿轮机构的自由度.
解：由于B. C 副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将C副去除。
即如下图所示：
该机构的自由度1
2
1
3
2
3
3
2
3
1
=
⨯
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
h
p
p
n
F
2..机构具有确定运动的条件是什么？如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？
机构在滚子B处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度0
1
7
2
5
3
2
3
1
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
h
p
p
n
F
定轴轮系
A
B C
1
2
3
4
图2－22
A
B
C
D G
E
H
F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构，则机构可动：
N=4, PL=5, Ph=1;
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
1)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
2)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
3)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241。
机械原理计算自由度习题及答案
N=4,PL=5,Ph=1;
自由度
3.计算机构的自由度.
1)由于机构具有虚约束,机构可转化为下图机构。
自由度
2)由于机构具有虚约束,机构可转化为下图机构。
自由度
3)由于机构具有虚约束,机构可转化为下图机构。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ自由度
1．计算齿轮机构的自由度.
解：由于B.C副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将C副去除。即如下图所示：
该机构的自由度
2..机构具有确定运动的条件是什么？如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？
机构在滚子B处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度
当自由度F=1时,该机构才能运动,如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
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n=5 PL=6 PH=2 F=3×5-(2×6+2)=1
n=5 PL=5 PH=4 (或相当于两个转动副) F=3×5-(2×5+4)=1 或F=3×5-(2×7)=1
计 算 实 例
计算如图所示机构的自由度
牛 头 刨 床 机 构
F = 3n − 2 PL − PH = 3 × 6 − 2 × 8 − 1 = 1
对齿轮副提供的约束情况分两种： 对ห้องสมุดไป่ตู้轮副提供的约束情况分两种：
• 如一对齿轮副（包括内、外啮合副和齿轮与齿条啮合副）的两轮中心 相对位置被约束，则这对齿轮副仅提供一个约束即为一个高副。（因此 时两齿轮轮齿为单侧接触） • 如一对齿轮副（包括内、外啮合副和齿轮与齿条啮合副）的两轮中心 相对位置未被约束，则这对齿轮副将提供两个约束即两个高副或相当于 一个转动副。
绘制平面机构运动简图的主要步骤
大致分六大步： 大致分六大步：
①找出原动件、从动件和机架； ②从原动件开始依次搞清机构的运动顺序； ③选择恰当的投影面，一般选择机构多数构件的运动平面作为投影面； ④选择合适的比例尺； µ l =
真实长度(mm) 图上所画长度（mm)
⑤选择合适的位置，定出各运动副间的相对位置，并画出各运动副和构 件； ⑥标出运动副代号、构件编号、原动件运动方向和机架。
计 算 实 例 （ 不 讲 ）
双 曲 线 画 规 机 构
计算如图所示机构的自由度
F = 3n − 2 PL − PH = 3 × 5 − 2 × 7 − 0 = 1
计算实例 计算图示机构的自由度
解： (a) F =3×7-2×9-2＝1
(b) F =3×4-2×4-2＝2
• 滚子2′为局部自由度； • I处为虚约束。
实例
(a) AB、CD、EF平行且相 等 (b)平行导路多处移动副 (c)同轴多处转动副 (d) AB=BC=BD且A在D、C 轨迹交点 (e)两构件上两点始终等距 (f)轨迹重合 (g)全同的多个行星轮 (h)等径凸轮的两处高副 (i)等宽凸轮的两处高副
补充： 补充
• 如果两构件在多处接触而构成平面高副，且在各接触点处的公法线彼 此重合，则在计算机构的自由度时，只能算一个平面高副。· • 如果两构件在多处接触而构成平面高副，且在各接触点处的公法线方 向并不彼此重合，则在计算机构的自由度时，只能算一个平面低副。
• A处为复合铰链； • 2′、2″为虚约束。
计算实例 计算图示机构的自由度
解： F =3×6-2×7-3＝1
F
• D处为复合铰链；
D I
• 滚子3、6为局部自由度； • FI 两点在运动过程中距离 始终不变，为虚约束。
包装机送纸机构
计算实例 计算图示机构的自由度
计算实例 计算图示机构的自由度