机械原理第二章习题ppt课件
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机械原理典型例题第二章机构分析
A
A
B
C
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。 平面机构的级别取决于机构能够分解出的基本杆组的级别。
Y
N
1
2
3
2.判断题：
作业评讲
2-8: 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1输入，使轴A来连续回转，而固定在A轴上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动达到冲压的目的。试绘出机构运动简图，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
例4：图示机构中，AB∥=EF ∥=CD，试计算机构自由度。
解： C处为复合铰链， m=3； G处为局部自由度；有一个虚约束。 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
F=3×8-2×10-2 =2
局部自由度
复合铰链
F=3×7-2×9-2 =1
虚约束
2-14(b):图示凸轮—连杆组合机构的自由度。在D处为铰接在一起的两个滑块。
虚约束
局部自由度
F=3×5+2×6-2=1
2-17: 试计算所示惯性筛机构的自由度，判断机构是否具有确定的运动（标箭头的构件为原动件）。
不同的原动件，组成机构的杆组与级别不相同。
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柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3做往复摆动，并带动滑枕4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）
解： 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。 修改： 增加机构自由度的方法是：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。AEBDCFG
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C
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。 平面机构的级别取决于机构能够分解出的基本杆组的级别。
Y
N
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3
2.判断题：
作业评讲
2-8: 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1输入，使轴A来连续回转，而固定在A轴上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动达到冲压的目的。试绘出机构运动简图，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
例4：图示机构中，AB∥=EF ∥=CD，试计算机构自由度。
解： C处为复合铰链， m=3； G处为局部自由度；有一个虚约束。 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
F=3×8-2×10-2 =2
局部自由度
复合铰链
F=3×7-2×9-2 =1
虚约束
2-14(b):图示凸轮—连杆组合机构的自由度。在D处为铰接在一起的两个滑块。
虚约束
局部自由度
F=3×5+2×6-2=1
2-17: 试计算所示惯性筛机构的自由度，判断机构是否具有确定的运动（标箭头的构件为原动件）。
不同的原动件，组成机构的杆组与级别不相同。
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柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3做往复摆动，并带动滑枕4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）
解： 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。 修改： 增加机构自由度的方法是：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。AEBDCFG
南京理工大学机械原理chapter2ppt课件
2.1 Purpose of Structural Analysis
2.2 Planar Kinematic Pairs(平面运动副) and Planar Mechanisms 2.3 The Kinematic Diagram of a Mechanism(机 构运动简图) 2.4 Degree of Freedom of a Mechanism 2.5 Points for Attention during the Calculation
The shaded(带阴影线) links represent the frame.
2 A revolute is conveniently(方便地) represented 1a small circle by placed at the centre of the 2 revolute no matter how 1 large its radius(半径) is. 1 2 1
Types of kinematic pairs: （根据两构件接触方式的不同）
• • • • • • Revolute pair(转动副) Sliding pair or Prismatic pair(移动副) Screw pair(螺旋副) Spherical pair(球面副) Gear pair(齿轮副) Cam pair(凸轮副)
2.3.1 Definition The Kinematic Diagram of the Mechanism 机构运动简图 This diagram is used only to express the relationship between the motions of links, it should be simple but provide all necessary (but not redundant多余的) information determining the relative motion of all links.
机械原理课件第二章
1个虚约束
计算机构自由度典型例题分析
例三. 计算下图所示大筛机构的自由度。
1.分析： n = 7, PL = 9, PH = 1
2.计算 F =3n- 2PL-PH = 2 ，
此机构应有两个原动件
例 四 图示牛头刨床 设计方案草图。设计 思路为：动力由曲柄1 输入，通过滑块2使摆 动导杆 3 作往复摆动， 并带动滑枕4作往复移 动 ，以达到刨削加工 目的。 试问图示的构 件组合是否能达到此 目的？ 如果不能，该 如何修改？
§2-6 计算机构自由度应注意的事项（续）
（3） 若两构件在多处相接触构成平面高副，且各接触 点处的公法线重合,则只能算一个平面高副。若公法线方 向不重合，就构成了复合高副，相当于一个低副，将提 供各2个约束。
(a)
(b)
©
§2-6
计算机构自由度应注意的事项（续）
例：计算图示凸轮机构自由度 解：F=3n-2 pl – ph
运动副引入的约束数等于两构件相对自由度减少的数目。
空间运动副引入的约束数最多为5个，平面最多为2个
§2-5 机构自由度的计算公式
◆ 平面机构自由度的计算公式
分析： 平面自由构件：3个自由度 平面低副：引入2个约束 平面高副：引入1个约束 假设平面机构有n个活动构件：
3n个自由度
有Pl个低副和Ph个高副： 引入(2 Pl +Ph)约束 平面机构的自由度计算公式：
F=3n-(2 pl + ph)=3n-2 pl - ph
◆自由度计算实例分析
四杆机构 五杆机构
F=3n-2 pl – ph =3×3 - 2×4-0=1
F=3n-2 Pl – Ph =3×4 - 2×5-0=2
计算下列机构的自由度并分析其运动
机械原理课件第二章
干个基本杆组依次联接于原动件和机架而构成 的。
2020/1/14
习题 P28~32
习题2-8(b)、 (c) 习题2-9 (a)、(b) 习题2-10 (a)、(f) 、(h)
习题2-12 (a)、(d) 习题2-13 (b)、(f) 习题2-14 习题2-15
2020/1/14
思考题：一、填空题
2020/1/14
四杆机构1
第一节 机构的组成（2）
2. 运动副元素: 两构件上参加接触而构成运 动副的点、线、面部分称为运动副元素。 3. 运动副分类： • 按接触形式分：
（1）低副：面接触的运动副。 图 （2）高副：点或线接触的运动副。 图
2020/1/14
第一节 机构的组成（3）
• 按相对运动形式分：
2020/1/14
第一节 机构的组成（6）
四、机构
• 机构：具有确定相对运动的运动链。 固定机架，给定原动件，运动确定。
机架：固定不动的构件。 原动件：按给定的运动规律独立运动的
构件。 从动件：其余的活动构件。
• 平面机构 • 空间机构
2020/1/14
第二节 机构运动简图
一、机构运动简图 • 机构运动简图：用简单的线条和规定的符
号来代表构件和运动副，并按一定比例表 示各运动副的相对位置。这种能够表达机 构运动特性的简单图形称为机构运动简图 。
• 运动副、构件的表示：表2－2 •2020常/1/14见机构表示：表2－3
第二节 机构运动简图（2）
• 二、机构运动简图绘制
• 1.分析机械的结构和动作原理，确定构件的 数目。
• 2.分析构件间的相对运动，确定运动副的数 目和类型。
（1）两构件间组成多个运动副
2020/1/14
习题 P28~32
习题2-8(b)、 (c) 习题2-9 (a)、(b) 习题2-10 (a)、(f) 、(h)
习题2-12 (a)、(d) 习题2-13 (b)、(f) 习题2-14 习题2-15
2020/1/14
思考题：一、填空题
2020/1/14
四杆机构1
第一节 机构的组成（2）
2. 运动副元素: 两构件上参加接触而构成运 动副的点、线、面部分称为运动副元素。 3. 运动副分类： • 按接触形式分：
（1）低副：面接触的运动副。 图 （2）高副：点或线接触的运动副。 图
2020/1/14
第一节 机构的组成（3）
• 按相对运动形式分：
2020/1/14
第一节 机构的组成（6）
四、机构
• 机构：具有确定相对运动的运动链。 固定机架，给定原动件，运动确定。
机架：固定不动的构件。 原动件：按给定的运动规律独立运动的
构件。 从动件：其余的活动构件。
• 平面机构 • 空间机构
2020/1/14
第二节 机构运动简图
一、机构运动简图 • 机构运动简图：用简单的线条和规定的符
号来代表构件和运动副，并按一定比例表 示各运动副的相对位置。这种能够表达机 构运动特性的简单图形称为机构运动简图 。
• 运动副、构件的表示：表2－2 •2020常/1/14见机构表示：表2－3
第二节 机构运动简图（2）
• 二、机构运动简图绘制
• 1.分析机械的结构和动作原理，确定构件的 数目。
• 2.分析构件间的相对运动，确定运动副的数 目和类型。
（1）两构件间组成多个运动副
机械原理 第2章-连杆机构
图2-8a
图2-8b
内燃机内的核心构件活塞、连杆、曲轴和缸套就 是曲柄滑块机构。其活塞就是滑块，缸体就相当 于上图的机架，它的制造要求十分精密。
22
2、导杆机构
图2-9(a)就是和图2-8一样的曲柄滑块机构。但如果改AB杆（1杆）为 机架，就变为图（b）所示的导杆机构。在图（b）中，杆4称为导杆，滑 块3相对导杆滑动并一起绕 A点转动，通常把杆2作为原动件。在图（b） 中，由于L1<L 2，两连架杆2 和4 均可相对于机架 1整周回转，称为曲柄转 动导杆机构或转动导杆机构。 但图（b）中如果L1>L2，则图（b）就变成为图2-10了，此时连架杆4 就只能往复摆动，称为曲柄摆动导杆机构或摆动导杆机构。摆动导杆机 构在牛头刨床中应用较多，其简图见右下图。
〖1〗最短杆的对边作为机架，两连架杆就是二个摇杆。 〖2〗这时最短杆与最长杆长度之和不论小于或大于其余两杆长度之和都只 能得到双摇杆机构，且有，如果最短杆和最长杆长度之和大于其余两杆长 度之和，无论哪个构件作机架都只能得到双摇杆机构。
18
（3）双摇杆机构的应用
双摇杆机构有广泛的应用。如下面二图中都是由摇杆机构组成，它们 都是把最短边BC的对边AD作机架。请注意它们的运动轨迹，对左图鹤式 起动机，它能使E点沿水平线EE’移动，这对吊放物体很有利；而对于右 图飞机起落架，放下时ABC成一线，保证了稳定，收起时轮胎成水平，节 约了空间。这些设计十分巧妙，这是我们要学习的。
图2-2e
图2-2e1
图2-2e2 机车车轮联动机构
16
（3）双曲柄机构的应用 双曲柄机构也有一定的应用，如下面惯性筛就是一种， 但用的最多是平行四边形机构，所以又叫平行双曲柄机构。 下面的摄影平台升降机构，就是利用了平行四边形机构运 动中，构件始终保持水平的特点，使人站在上面不觉得倾 斜。
机械原理课件第二章PPT演示文稿
2）按其接触形式分 高副：点、线接触的运动副 低副：面接触的运动副
3）按其相对运动形式分
转动副（回转副或铰链） 移动副 螺旋副 球面副
运动副还可分为平面运动副与空间运动副两类。
4
机构的组成(3/4)
（2）运动副符号
运动副常用规定的简单符号来表达（GB4460－84）。 各种常用运动副模型 常用运动副的符号表
i=m+1
由上式可知，公共约束m=0,1,2,3,4。故相应的机构分别 称为0族、1族、2族、3族、4族机构（五类）。
例2-6 楔形滑块机构
解 因此机构为全移动副平面机构，故 m＝4，则
F＝(6－m)n－(5－m)p5 ＝(6－4)×2－(5－4)×3 ＝1
14
（3）空间开链机构的自由度计算
机构自由度的计算(4/4)
（2）选定视图平面；
（3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运 动副和机构的符号，最后用简单线条连接，即得机构运动简图。
举例： 内燃机机构运动简图绘制
颚式破碎机机构运动简图绘制
9
§2-4 机构具有确定运动的条件
一个机构在什么条件下才能实现确定的运动呢？ 两个例子 例2-3 铰链四杆机构 若给定机构一个独立运动，则机构的运动完全确定； 若给定机构两个独立运动，则机构的最薄弱环节损坏。 例2-4 铰链五杆机构 若给定机构一个独立运动，则机构的运动不确定； 若给定机构两个独立运动，则机构的运动完全确定。
11
§2-5 机构自由度的计算
1.平面机构自由度的计算
（1）计算公式
F＝3n－(2pl＋ph)
式中：n为机构的活动构件数目； pl 为机构的低副数目； ph为机构的高副数目。
(2)举例 1）铰链四杆机构 F＝3n－(2pl＋ph)
机械原理_第二章-2相对运动图解、解析 ppt课件
2 B
A
ω2
D ω4 α4
ω3 a3 3 C
x
5E (E5,E6) 6 ω6 x
（3） 求vE3: 用速度影像求解
（4） 求vE6: vE6 vE5 vE6E5 大小： ？ √ ?
方向：⊥EF √ ∥xx
（5） 求3、4、5
3
vCB l BC
bcv BCl
rad / s; 4
c´
acbt
n
b
acbn
2）在加速度多边形中，联接绝对加速度矢端两点的矢量，代
表构件上相应两点的相对加速度，例如
:
b
c
代表
aCB
。
3）在加速度多边形中，极点 p´ 代表机构中加速度为零的点。
4） 已知某构件上两点的加速度，可用加速度影象法求该构件上
第三点的加速度。
ppt课件
12
三、两构件重合点间的速度和加速度的关系
取长度比例尺 l
实际尺寸 图示尺pp寸t课件m
/
mm
,
作机构运动简图。
4
（1） 速度关系：
①根据运动合成原理，列出 速度矢量方程式： VC2 VB2 VC2B2
大小： ? ω1lAB ?
方向： ∥xx ⊥AB ⊥BC
②确定速度图解比例尺μv( (m/s)/mm) ③作图求解未知量：
lBC
4
aCt D lCD
n4 ca
lCD
(3) 求aE ：利ppt课用件影像法求解 aE3 pe22a
(4) 求aE6和6
akE6E5 = 25vrE6E5
n3
b
2 B
A
机械原理第二章(武科大)
2-4 试绘制图 2-40 中工件输送机的机构运动简图，并计算其自由度。若 AB 为原动件，说明工件被输送的过程。
2-5 试绘制图 2-41 所示火车蒸汽机车的机构运动简图，并计算其自由度。 2-6 试计算图 2-42 所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
H
I
J
K
7
G
H
G F
8J I
9
ED
6
B
A
O 2
3 4
2 1
5
图 2-38
F 压头
D C
E B
ω A
O
图 2-39
滚子 摆杆 滑块
滑杆 齿轮及凸轮
连杆 齿轮及偏心轮
机架
2-3 图 2-39 所示为一小型压力机，其中，1 为滚子；2 为摆杆；3 为滑块；4 为滑杆；5 为齿轮及凸轮；6 为连杆；7 为齿轮及偏心轮；8 为机架；9 为压头。 试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
第二章习题
2-1 试画出图 2-37 中各平面机构的运动简图，并计算其自由度。
2 3
1
4Байду номын сангаас
1
3
2
4
3
4 1
5
4 3
2 B
2
A 1
a)
b)
c)
d)
图 2-37
2-2 图 2-38 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 构将使冲头 4 上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动 是否确定，并提出修改措施。
3
B
1A
F
E
2-5 试绘制图 2-41 所示火车蒸汽机车的机构运动简图，并计算其自由度。 2-6 试计算图 2-42 所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
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图 2-38
F 压头
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E B
ω A
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图 2-39
滚子 摆杆 滑块
滑杆 齿轮及凸轮
连杆 齿轮及偏心轮
机架
2-3 图 2-39 所示为一小型压力机，其中，1 为滚子；2 为摆杆；3 为滑块；4 为滑杆；5 为齿轮及凸轮；6 为连杆；7 为齿轮及偏心轮；8 为机架；9 为压头。 试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
第二章习题
2-1 试画出图 2-37 中各平面机构的运动简图，并计算其自由度。
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图 2-37
2-2 图 2-38 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 构将使冲头 4 上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动 是否确定，并提出修改措施。
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B
1A
F
E
机械原理(第二章自由度培训课件
自由度数
机械系统中的自由度数等于系统 中独立构件的数目乘以每个构件 的自由度。
自由度在机械系统中的作用
确定机械系统的运动状态
自由度数决定了机械系统的运动状态，即系统能够完成的运动类型和数量。
判断机构的运动性质
通过计算自由度，可以判断机构是否具有确定的运动性质，即是否能够实现预 定的运动轨迹。
计算自由度的方法
详细描述
在机械设计阶段，通过绘制机构运动简图可以初步评估 机构的运动性能和自由度，为后续的设计优化提供依据 。在机构分析阶段，机构运动简图可用于研究机构的运 动规律、动态特性和稳定性等。在机械制造阶段，机构 运动简图可以用于指导生产装配和调试，确保机构的正 常运转。此外，机构运动简图还可以用于教学和培训， 帮助学生和工程师更好地理解机构的运动原理和工作方 式。
机械原理在工程实践中具有广泛 的应用价值，对于推动机械工程 领域的发展和技术进步具有重要
意义。
机械原理的发展历程
古代机械原理
古代人类在制造工具和机械时就开始积累机械知识，如轮子、杠杆、斜面等简单机械的发 明和应用。
工业革命时期的机械原理
随着工业革命的兴起，人们对机械系统的需求不断增加，促进了机械原理的发展。蒸汽机 、内燃机等复杂机械系统的出现和应用推动了机械工程领域的进步。
若要增加机构的自由度，可以通过增加活动构件数、减少低 副数或减少高副数来实现。
05 空间机构的自由度计算
空间机构自由度的计算公式
自由度的定义
自由度是指机构在空间中独立运动的 数量，用于描述机构在空间中的运动 状态。
计算公式的应用
通过将机构的构件数、运动副数和局 部自由度代入公式，即可求出机构的 自由度。
计算每个独立构件的自由度
机械系统中的自由度数等于系统 中独立构件的数目乘以每个构件 的自由度。
自由度在机械系统中的作用
确定机械系统的运动状态
自由度数决定了机械系统的运动状态，即系统能够完成的运动类型和数量。
判断机构的运动性质
通过计算自由度，可以判断机构是否具有确定的运动性质，即是否能够实现预 定的运动轨迹。
计算自由度的方法
详细描述
在机械设计阶段，通过绘制机构运动简图可以初步评估 机构的运动性能和自由度，为后续的设计优化提供依据 。在机构分析阶段，机构运动简图可用于研究机构的运 动规律、动态特性和稳定性等。在机械制造阶段，机构 运动简图可以用于指导生产装配和调试，确保机构的正 常运转。此外，机构运动简图还可以用于教学和培训， 帮助学生和工程师更好地理解机构的运动原理和工作方 式。
机械原理在工程实践中具有广泛 的应用价值，对于推动机械工程 领域的发展和技术进步具有重要
意义。
机械原理的发展历程
古代机械原理
古代人类在制造工具和机械时就开始积累机械知识，如轮子、杠杆、斜面等简单机械的发 明和应用。
工业革命时期的机械原理
随着工业革命的兴起，人们对机械系统的需求不断增加，促进了机械原理的发展。蒸汽机 、内燃机等复杂机械系统的出现和应用推动了机械工程领域的进步。
若要增加机构的自由度，可以通过增加活动构件数、减少低 副数或减少高副数来实现。
05 空间机构的自由度计算
空间机构自由度的计算公式
自由度的定义
自由度是指机构在空间中独立运动的 数量，用于描述机构在空间中的运动 状态。
计算公式的应用
通过将机构的构件数、运动副数和局 部自由度代入公式，即可求出机构的 自由度。
计算每个独立构件的自由度
机械原理孙恒精PPT课件
编辑版pppt
14
运动副的分类： (1) 按引入约束的数目分：I级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副、Ⅴ级副。 (2) 按两构件的接触情况进行分：点或线接触而构成的运动副统称为 高副；面接触(surface contact)而构成的运动副则称为低副(lower pair )。 (3) 按两构件之间的相对运动的不同分：转动副或回转副(revolute pair)、移动副(sliding pair)、螺旋副、球面副、平面运动(plane motion)副、 空间运动副。
的 比 例 尺 表 示 运 动 副 的 相 对 位 置 的 简 单 图 形 称 为 机 构 运 动 简 图 (kinematic
sketch of mechanism)。绘制步骤如下：
(1) 分析机构的运动情况，定出其原动部分、工作部分，搞清楚传动部分。
(2) 合理选择投影面及原动件适当的投影瞬时位置。
编辑版pppt
3
• 第六章 平面连杆机构及其设计 §6-1 连杆机构及其传动特点 §6-2 平面四杆机构的类型和应用 §6-3 有关平面四杆机构的一些基本知识 §6-4 平面四杆机构的设计
• 第七章 凸轮机构及其设计 §7-1 凸轮机构的应用和分类 §7-2 推杆的运动规律 §7-3 凸轮轮廓曲线的设计 §7-4 凸轮机构基本尺寸的确定
(3) 选择适当的比例尺(scale)。
(4) 用简单的线条和规定的符号绘图。
(5) 检验。
编辑版pppt
17
a
1
6
A
F O
2 5
4
3
b
B
D
E
C
图2-8 颚编式辑版碎p石ppt机
18
§2-4 机构具有确定运动的条件
机械原理课件第二章
第二章
机构的组成和结构分析
局部自由度F’ ——与整个机构运动无关的自由度。 凸 轮 机 构
单击……
左图：
F 3n 2PL PH 3 3 2 3 1 2 （计算错误）
右图： F
3n 2PL PH 3 2 2 2 1 1
第二章
机构的组成和结构分析
第二章
机构的组成和结构分析
1 机构结构分析的目的
2 平面机构的组成及运 动简图的绘制
3 机构自由度的计算
4 平面机构的组成原理与 结构分析 5 平面机构的结构综合
第二章
机构的组成和结构分析
绘制机构运动简图
1分析运动、数清构件 2判定运动副性质并表达之 3表达构件
机器
机械 零件 构件 + 运动副→→运动链→→
从动件
结构综合
第二章
机构的组成和结构分析
（1） 研究机构的组成及机构具有确定运动的条件。 （2） 研究机构运动简图的绘制方法，即研究如何用简单的图 形表示机构的结构和运动状态。 （3）研究机构的组成原理，并根据结构特点对机构进行分 类，以便于对机构进行结构分析。
第二章
机构的组成和结构分析
平面机构：所有构件在同一平面或相互
n＝ ４，ＰL＝５，ＰH＝０
Ｆ＝３×４－２×５－０＝２
（构件１为原动件，处于AB位置时，构
件2、3、4位置不确定。当取构件1和4为 原动件时，机构各构件的运动确定。） 铰链五杆机构
第二章
机构的组成和结构分析
二、机构具有确定运动的条件：
通常，每个原动件只具有一个独立运 动，因此，机构自由度数与原动件的数目 相等时，机构才能有确定的运动。
束数
机械原理第二章习题ppt课件
PL
3
P H 2
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F 1
5. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 7
F3n2PLPH
PL
10
P H 0
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F 1
6. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 7
F3n2PLPH
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9
P H 1
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F 2
P
L
7
P H 3
.
F 1
13. 图示机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的 修改办法。
n 3
F3n2PLPH
P
L
4
P
H
1
F 0
注意：主动件和执行构件的运动类型通常不能改变！
.
14. 计算如图所示平面机构的自由度。
n——活动构件数目
5
F(6m)n(im)P i
复合铰链
两个以上构件在同一处构成的转动轴线重合的转动副称为复合铰链。 由m个构件构成的复合铰链应当包含(m-1)个转动副。
n 10
F3n2PLPH
P
L
14
P H 0
活动构件的数目 低副的数目 高副的数目
.
F 2
2. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
D4 E
B3
1
5
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F5
6 7G
A
C
HH
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8 K 9
n 8
F3n2PLPH
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F 1
9. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
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虚约束-5 轨迹重合的情况可能引入虚约束。
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3. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
局部自由度
虚约束
n 6
F3n2PLPH
P
L
8
P H 1
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F 1
4. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 3
F3n2PLPH
局部自由度
不影响机构整体运动的自由度，称为局部自由度。
n 8
F3n2PLPH
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P H 1
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F 1
3. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
局部自由度
虚约束
.
虚约束-1 当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余
都是虚约束。
.
虚约束-2
当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起约束作用，其余转动副都 是虚约束。
.
虚约束-3
如果机构中两活动构件上某两点的距离始终保持不变，此时若用具有两个转动副的附加构件来 连接这两个点，则将会引入一个虚约束。
.
虚约束-4 机构中对运动起重复限制作用的对称部分也往往会引入虚约束。
机械原理(第三版)习题 Principles of Mechanism (The third edition)
哈尔滨工业大学 丁刚
.
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第2章 机构的结构分析
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1. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
复合铰链
.
1. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
.
齿轮高副接触 1、两轮中心固定【按单齿啮合分析】 2、两轮中心不固定【按双齿啮合分析】
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？
高副低代
？
运动形式的实现与转换
.
THE END !
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3
P H 2
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F 1
5. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 7
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P H 0
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6. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 7
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P H 1
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F 2
复合铰链
两个以上构件在同一处构成的转动轴线重合的转动副称为复合铰链。 由m个构件构成的复合铰链应当包含(m-1)个转动副。
n 10
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活动构件的数目 低副的数目 高副的数目
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2. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
D4 E
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9. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
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E
D
5F
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8示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
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F 1
13. 图示机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的 修改办法。
n 3
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P
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1
F 0
注意：主动件和执行构件的运动类型通常不能改变！
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14. 计算如图所示平面机构的自由度。
n——活动构件数目
5
F(6m)n(im)P i
n 12
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P H 1
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11. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 5
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12. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 6
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Pi(i1,2,3,4,5)—— i级运动副的数目
im1
i —— i级运动副的约束数目
m——公共约束数目，m=0,1,2,3,4，相应的机构分别称为0族、
1族、2族、3族、4族机构。
.
15. 计算如图所示平面机构的自由度。
(1) 法线重合的情况：按1个高副计算； (2) 法线不重合的情况：按2个高副计算。
7. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 8
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8. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。 DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。
虚约束-5 轨迹重合的情况可能引入虚约束。
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3. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
局部自由度
虚约束
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4. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
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局部自由度
不影响机构整体运动的自由度，称为局部自由度。
n 8
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3. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
局部自由度
虚约束
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虚约束-1 当两构件组成多个移动副，且其导路互相平行或重合时，则只有一个移动副起约束作用，其余
都是虚约束。
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虚约束-2
当两构件构成多个转动副，且轴线互相重合时，则只有一个转动副起约束作用，其余转动副都 是虚约束。
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虚约束-3
如果机构中两活动构件上某两点的距离始终保持不变，此时若用具有两个转动副的附加构件来 连接这两个点，则将会引入一个虚约束。
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虚约束-4 机构中对运动起重复限制作用的对称部分也往往会引入虚约束。
机械原理(第三版)习题 Principles of Mechanism (The third edition)
哈尔滨工业大学 丁刚
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第2章 机构的结构分析
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1. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
复合铰链
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1. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
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齿轮高副接触 1、两轮中心固定【按单齿啮合分析】 2、两轮中心不固定【按双齿啮合分析】
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？
高副低代
？
运动形式的实现与转换
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THE END !
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P H 2
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5. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 7
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6. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 7
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复合铰链
两个以上构件在同一处构成的转动轴线重合的转动副称为复合铰链。 由m个构件构成的复合铰链应当包含(m-1)个转动副。
n 10
F3n2PLPH
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P H 0
活动构件的数目 低副的数目 高副的数目
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2. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
D4 E
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6 7G
A
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8 K 9
n 8
F3n2PLPH
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11
P H 1
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F 1
9. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
B 1
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5F
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G 7
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8示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
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P H 3
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13. 图示机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的 修改办法。
n 3
F3n2PLPH
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1
F 0
注意：主动件和执行构件的运动类型通常不能改变！
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14. 计算如图所示平面机构的自由度。
n——活动构件数目
5
F(6m)n(im)P i
n 12
F3n2PLPH
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17
P H 1
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F 1
11. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 5
F3n2PLPH
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P H 0
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F 1
12. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 6
F3n2PLPH
Pi(i1,2,3,4,5)—— i级运动副的数目
im1
i —— i级运动副的约束数目
m——公共约束数目，m=0,1,2,3,4，相应的机构分别称为0族、
1族、2族、3族、4族机构。
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15. 计算如图所示平面机构的自由度。
(1) 法线重合的情况：按1个高副计算； (2) 法线不重合的情况：按2个高副计算。
7. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。
n 8
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8. 计算如图所示平面机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出。 DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。