(完整word版)平面机构自由度及平面连杆机构习题

机械设计基础

第三章平面机构运动简图及自由度

班级：学号：姓名：

一、填空题

1.从机构结构观点来看，任何机构是由_________、_________、__________三部分组成。

2.构件的自由度是指。

3.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。

4.机构中的运动副是指。

5.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。

6.在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。

7.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。

8.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是

副。

9.计算平面机构自由度的公式为Ｆ= ，应用此公式时应注意判断：

A. 铰链，

B. 自由度，

C. 约束。

10.机构中的复合铰链是指；局部自由度是

指；虚约束是指。

11.机构运动简图是的简单图形。

二、选择题

1.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于。

A. 0

B. 1

C. 2

2.原动件的自由度应为。

A. 1

B. +1

C. 0

3.基本杆组的自由度应为。

A. -1

B. +1

C. 0 。

4.在机构中原动件数目机构自由度时，该机构具有确定的运动。

A. 小于

B. 等于

C. 大于。

5.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会。

A. 增多

B. 减少

C. 不变。

6.构件运动确定的条件是。

A. 自由度大于1

B. 自由度大于零

C. 自由度等于原动件数。

三、分析与计算

1.图示为一机构的初拟设计方案。试：

(1)计算其自由度，分析其设计是否合理？如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。

(2)如此初拟方案不合理，请修改并在右侧用简图表示。

2.试计算下列图示机构的自由度。(若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。)

1、 2、

3、

6.如图所示为一缝纫机下针机构，试绘制其机构运动简图。

缝纫机下针机构

机械设计基础

第四章平面连杆机构

一、填空：

1.平面连杆机构由一些刚性构件用__ __副和__ _副相互联接而组成。

2. 在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_______，只能来回摇摆某一角度的构件称为_______，直接与连架杆相联接，借以传动和动力的构件称为_______。

3. 图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件：

（1）____________________________。

（2）以_______为机架，则_______为曲柄。

4.在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得机构。

5.在四杆机构中L AB=40mm，l BC=40mm，l CD=60mm，AD为机架，该机构是。

6.铰链四杆机构有曲柄的条件是，双摇杆机构存在的条件

是。(用文字说明) 7.铰链四杆机构演化成其它型式的四杆机构(1) ，

2) ，3). 等三种方法。

二、选择题：

1．绞链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和，大于其余两杆的长度之和时，机

构

A.有曲柄存在

B.不存在曲柄

C. 有时有曲柄，有时没曲柄

D. 以上答案均不对

2．曲柄滑决机构是由演化而来

的。

A. 曲柄摇杆机构

B.双曲柄机构

C.双摇杆机构

D. 以上答案均不对

3．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于

其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫做。

A.曲柄摇杆机构

B.双曲柄机构

C.双摇杆机构

D. 以上答案均不对

4．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆

的长度之和，最短杆为连杆，这个机构叫做。

A.曲柄摇杆机构

B.双曲柄机构

C.双摇杆机构

D. 以上答案均不对

三、判别图示铰链四杆机构属哪种基本形式？

四、计算题

1. 图示为一铰链四杆机构，已知各杆长度：L AB=10cm，L BC=25cm,L CD=20cm,L AD=30cm。当分别固定构件1、2、3、4为机架时，它们各属于哪一类机构？

解： (1) 若能成为曲柄摇杆机构，则机构必须满足“杆长之和的条件”，即：b+a ≤c+d 50+a ≤ 35+30

且AB应为最短杆，即：0< a ≤ 30mm

所以0 < a ≤15m

(2) 若能成为双曲柄机构，则应满足“杆长之和的条件”，且AD必须为最短杆。这时，应考虑两种情况

① a≤50 mm时，BC为最长杆，应满足

b+d ≤ a+c

即：50+30≤a+35 a≥45 mm

∴ 45mm≤a≤50mm (1)

②a＞50mm时，AB为最长杆，应满足a+d ≤ b+c

即：a+30 ≤ 50+35 a ≤ 55 mm

∴ 50 mm＜a ≤55mm (2)

将两种情况下得出的结果综合起来，即得a的取值范围为

45 mm ≤a ≤ 55 mm

(3) 若能成为双摇杆机构，则应该不满足“杆长之和的条件”。这时，需按下述三种情况加以讨论：

若①a＜30mm时，AB为最短杆，BC为最长杆，则应有

15mm ＜a ＜30mm (a)

② 50 mm＞a≥30 mm时，AD为最短杆，BC为最长杆，则应有

d+b＞a+c 即30+50＞a+35

得 a＜45mm

∴ 30mm≤a＜45mm (b)

③a＞50mm时，AB为最长杆，AD为最短杆，则应有

a+d＞b+c a+30＞50+35

∴a＞55mm

另外，还应考虑到BC与CD杆延长成一直线时，需满足三角形的边长关系(一边小于另两边之和)，即

a＜b+c+d = 50+35+30

∴ 0

即 55 mm＜a＜115 mm (c)

将不等式(a)和(b)加以综合，并考虑到式(c)，得出a的取值范围应为

15 mm＜a＜45mm 55 mm＜a＜115mm