自由度计算

平面机构的自由度和速度分析

一、复习思考题

1、什么是运动副？运动副的作用是什么？什么是高副？什么是低副？

2、平面机构中的低副和高副各引入几个约束？

3、机构自由度数和原动件数之间具有什么关系？

4、用机构运动简图表示你家中的缝纫机的踏板机构。

5、计算平面机构自由度时，应注意什么问题？

二、填空题

1、运动副是指能使两构件之间既保持接触。而又能产生一定形式相对运动的。

2、由于组成运动副中两构件之间的形式不同，运动副分为高副和低副。

3、运动副的两构件之间，接触形式有接触，接触和接触三种。

4、两构件之间作接触的运动副，叫低副。

5、两构件之间作或接触的运动副，叫高副。

6、回转副的两构件之间，在接触处只允许孔的轴心线作相对转动。

7、移动副的两构件之间，在接触处只允许按

方向作相对移动。

8、带动其他构件的构件，叫原动件。

9、在原动件的带动下，作运动的构件，叫从动件。

10、低副的优点：制造和维修，单位面积压力，承载能力。

11、低副的缺点：由于是摩擦，摩擦损失比大，效率。

12、暖水瓶螺旋瓶盖的旋紧或旋开，是低副中的副在接触处的复合运动。

13、房门的开关运动，是副在接触处所允许的相对转动。

14、抽屉的拉出或推进运动，是副在接触处所允许的相对移动。

15、火车车轮在铁轨上的滚动，属于副。

三、判断题

1、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（）

2、凡两构件直接接触，而又相互联接的都叫运动副。（）

3、运动副是联接，联接也是运动副。（）

4、运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。（）

5、螺栓联接是螺旋副。（）

6、两构件通过内表面和外表面直接接触而组成的低副，都是回转副。（）

7、组成移动副的两构件之间的接触形式，只有平面接触。（）

8、两构件通过内，外表面接触，可以组成回转副，也可以组成移动副。（）

9、运动副中，两构件联接形式有点、线和面三种。（）

10、由于两构件间的联接形式不同，运动副分为低副和高副。（）

11、点或线接触的运动副称为低副。（）

12、面接触的运动副称为低副。（）

13、任何构件的组合均可构成机构。（）

14、若机构的自由度数为2，那么该机构共需2个原动件。（）

15、机构的自由度数应小于原动件数，否则机构不能成立。（）

16、机构的自由度数应等于原动件数，否则机构不能成立。（）

四、选择题

1、两个构件直接接触而形成的，称为运动副。

a.可动联接；

b.联接；

c.接触

2、变压器是。

a.机器；

b.机构；

c.既不是机器也不是机构

3、机构具有确定运动的条件是。

a.自由度数目＞原动件数目；

b.自由度数目＜原动件数目；

c.自由度数目= 原动件数目

4、图1-5所示两构件构成的运动副为。

a.高副；

b.低副

5、如图1-6所示，图中A点处形成的转动副数为个。

a. 1；

b. 2；

c. 3

五、例解

1. 图示油泵机构中，1为曲柄，2为活塞杆，3为转块，4为泵体。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

解：

2. 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

解：

分析与思考：图中构件2与刀架3组成什么运动副？

答：转动副。

3. 计算图a与b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束

应明确指出）。

a）解：滚子D为局部自由度，E、F之一为虚约束。

F=3n–2P L–P h=3×4–2×5–1=1

b）解：A处为复合铰链F=3n–2P L–P h=3×5–2×6–1=2

分析与思考：当机构的自由度2、而原动件数为1时，机构能有确定的运动吗？

答：没有。

4. 计算图a与图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）

a）解：滚子C为局部自由度，E处为复合铰链。

F=3n–2P L–P h=3×8–2×11–1=1。

b）解：齿轮I、J之一为虚约束，A处为复合铰链

F=3n–2P L–P h=3×8–2×10–2=2。

5. 计算图a与图b所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。

a）解：A、B、C处为复合铰链

F=3n–2P L–P h=3×7–2×8–3=2。

b）解：滚子E为局部自由度，滑块H、I之一为虚约束

F=3n–2P L–P h=3×6–2×8–1=1，有确定运动。

填空题答案

1、直接几何联接

2、接触

3、点、线、面

4、面

5、点、线

6、绕

7、给定

8、运动

9、确定10、容易小大11、滑动高副低12、螺旋

13、回转14、移动15、高

判断题答案

1、√

2、×

3、×

4、√

5、×

6、×

7、√

8、√

9、×10、×11、×12、√13、×14、√15、×16、√

选择题答案

1、A

2、C

3、C

4、B

5、B