机构的结构分析补充例题与习题解答

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机械原理课后答案——第二章机构的结构分析

Ⅱ级组
Ⅱ级组
解：3）EG为原动件，拆组
Ⅲ 级组
Ⅱ级组
2-24 试计算如图所示平面高副机构的自由度
解：1）计算自由度 F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ =3×5 - (2×6+1 -0)-1 =1
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度解：2）从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副
2-16 计算如图所示各机构的自由度。
F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ =3×7 - (2×8+2 -0)-2 =1 （2、4处存在局部自由度）
F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ p’ = ( 2Pl ’ + Ph ’)- 3n’ =3×11 - (2×17+0 -2)-0 =2×10 +0 -3 × 6 =1 =2 （C、F、K 处存在复合铰链）（重复部分引入虚约束）
2-14
解：1）绘制机构运动简图
F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ =3×5 - (2×7+0 -0)-0 =1
2）弯曲90º 时的机由度。
F = 3n - ( 2Pl + Ph – p’ )-F’ =3×4 - (2×5+1 -0)-0 =1 （A处为复合铰链）
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度解：2）从结构上去除局部自由度、虚约束、多余的移动副、转动副
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度解：3）高副低代
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度解：4）拆组
Ⅲ 级组
Ⅱ级组
2-21 试计算如图所示平面高副机构的自由度解：3）高副低代

第1章平面机构的结构分析题库答案

第一章平面机构的结构分析一、填空题1.组成机构的要素是构件和运动副;构件是机构中的运动单元体。

2.具有若干个构件的入为组合体、各构件间具有确定的相对运动、完成有用功或实现能量转换等三个特征的构件组合体称为机器.3.机器是由原动机、传动部分、工作机所组成的。

4.机器和机构的主要区别在于是否完成有用机械功或实现能量转换。

5。

从机构结构观点来看,任何机构是由机架,杆组，原动件三部分组成。

6。

运动副元素是指构成运动副的点、面、线。

7。

构件的自由度是指构件具有独立运动的数目；机构的自由度是指机构具有确定运动时必须给定的独立运动数目。

8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副,它产生一个约束，而保留了两个自由度. 9.机构中的运动副是指两构件直接接触而又能产生相对运动的联接。

10。

机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。

11。

在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入2个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph 。

12.平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1.13。

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2，至少为1。

14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性（能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动，即确定应具有的原动件数。

15。

在平面机构中,具有两个约束的运动副是低副，具有一个约束的运动副是高副.16.计算平面机构自由度的公式为F =32n p p --L H ，应用此公式时应注意判断：(A) 复合铰链,（B ）局部自由度,（C ）虚约束。

17.机构中的复合铰链是指由三个或三个以上构件组成同一回转轴线的转动副；局部自由度是指不影响输入与输出件运动关系的自由度;虚约束是指在特定的几何条件下，机构中不能起独立限制运动作用的约束. 18.划分机构杆组时应先按低的杆组级别考虑,机构级别按杆组中的最高级别确定。

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

机械原理典型例题(第二章机构分析)10-13

4
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。

xg机构的结构分析作业

K
L F M
I C J
D
B A
E
c)
题2-16图图
• c) 分析：该机构存在重复结构部分，故存分析：该机构存在重复结构部分，在虚约束。实际上，在虚约束。实际上，从传递运动的独立性来看，有机构ABCDE就可以了，而其余部就可以了，来看，有机构就可以了分为重复部分，则引入了虚约束。分为重复部分，则引入了虚约束。 • F=3n-(2pl+ph)=3×5-(2×7+0)=1 × × • 或F=3n-(2pl+ph-p')-F′ ′ • =3×11-(2×17+0-2)-0=1 × ×
图a)
图b)
4
3 2 A 1 5
题2-11图
• 构件：与杠杆3构成转动副；与机架构成移构件4：与杠杆构成转动副与机架5构成移构成转动副；动副。所以构件4的符号为的符号为图或图或图d)。动副。所以构件的符号为图c)或图。
3 4 2 A 1 5
题2-11图
图c)
图d)
• 将这些构件符号依次连接起来，就得到机构将这些构件符号依次连接起来，答图a)或所示所示。运动简图，如题2-11答图或b)所示。答图运动简图，如题 • 机构运动简图，如题机构运动简图，如题2-11答图或b)所示。答图a)或所示所示。答图
3 4 2 A 1 5
题2-11图
3
4
A
2
1
5
题2-11图图
3 4 2 A 1 5
• 解 • ⑴分析：绘制机构运动简图分析：
题2-11图
传递的路线， • 沿着运动传递的路线，根据各个活动构件沿着运动传递的路线参与构成运动副的情况运动副的情况（参与构成运动副的情况（两构件组成的运动副的类型，动副的类型，取决于两构件之间的相对运动关系），确定表示各个构件的符号，），确定表示各个构件的符号动关系），确定表示各个构件的符号，再将各个构件符号连接起来连接起来，将各个构件符号连接起来，就得到机构运动简图（或机构示意图）。动简图（或机构示意图）。

机械原理7_机构的结构分析和综合-习题作业答案

第二章机构的结构分析与综合2-2 验算图2-1所示机构能否运动，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。

解：)(a 计算图2-1)(a 所示机构的自由度机构的构件数目：3=n 机构的低副数目：4=L P 机构的高副数目：1=H P 机构的自由度为11423323=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F 该机构不能运动。

修改后的机构运动简图如图2-2所示。

修改时要注意保证原动件和执行构件的运动特征不改变，不要像图2-3所示的那样进行修改。

修改后图2-2所示机构自由度的计算请注意：不要如此修改)(a )(b 图2-1图 2-2图 2-3机构的构件数目：4=n 机构的低副数目：5=L P 机构的高副数目：1=H P 机构的自由度为111524323=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F 与原动件数相同具有确定运动。

)(b 计算图2-1)(b 所示机构的自由度机构的构件数目：4=n 机构的低副数目：6=L P 机构的高副数目：0=H P 机构的自由度为01624323=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F 该机构不能运动。

修改后的机构运动简图如图2-4所示，注意不要像图2-5所示的那样进行修改。

修改后图2-4所示机构自由度的计算机构的构件数目：5=n 机构的低副数目：7=L P 机构的高副数目：0=H P 机构的自由度为101725323=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F 与原动件数相同具有确定运动。

注：方案修改一般准则为，原动件和执行构件的运动类型不能变。

2-4 计算图2-9所示各机构的自由度，并说明注意事项。

图 2-4图 2-5)(a )(b )(c AB CDEFGHIR)(d ABCDEFGHJKOPSQ解：)(a 计算图2-9)(a 所示机构的自由度机构的构件数目：5=n 机构的低副数目：7=L P 机构的高副数目：0=H P 机构的自由度为101725323=⨯-⨯-⨯=--=H L P P n F 注意事项：BCD 为刚性结构，是一个构件。

机构的结构分析与运动分析总复习题及解答

第一章机构的结构分析与运动分析一、考点提要（一）机构的结构分析1.机器与机构机器具有以下三大本质属性：（1）人为实物的组合体、（2）各实物（称为构件）间具有确定的相对运动，能够传递和变换运动。

（3）能对外完成有用的机械功或实现能量转换。

机器是由机构组成的，机构是具有各自特点的，能传递和变换运动的基本组合体。

机构只具有机器的前两个属性。

（1）从结构、运动方面看，机器、机构无区别,机构是机器的组成单元；机器可以有一个或多个机构组成。

（2）从功能方面看，机器、机构有区别。

机器实现能量转换或作机械功而机构是实现运动、动力的传递。

2.机械从结构和运动的角度看，机构和机器是相同的，一般统称为机械。

3.构件与零件构件是机构中的组成元件也是运动单元，零件是机械中的制造单元；构件是由一个或若干个零件固定连接组合而成的，各个零件间不能再有相对运动。

构件在图形表达上是用规定的最简单的线条或几何图形来表示的．但从运动学的角度看，构件又可视为任意大的平面刚体。

机构中的构件可分为三类：(1) 机架。

用来支承活动构件(运动构件)的构件，作为研宪机构运动时的参考坐标系。

每个机构都必须有机架，但尽管机构中的活动构件可以在多处和机架组成运动副，但每个机构仅有一个机架。

机架并不一定是固定不动的构件，而是我们选做静参考系的构件，在分析机构时看作是不动的。

(2) 原动件(主动件)。

输入运动的构件，也是运动规律已知的活动构件，即作用有驱动力的构件。

每个机构至少有一个原动件。

(3) 从动件。

其余随主动件的运动而运动的活动构件，其中至少有一个是运动输出的构件。

4.运动副运动副是两个构件组成的可动联接。

两构件上能够参加接触而构成运动副的表面称为运动副元素。

运动副是约束运动的，因而一个运动副至少引入一个约束，也至少保留一个自由度。

至于两构件组成运动副后还能产生哪些相对运动，则与运动别的类型有关。

运动副按其接触方式分为高副(点线接触)和低副(面接触)，低副又可按相对运动形式分为转动副和移动副，判断依据是看两构件的相对运动轨迹是直线还是圆弧。

机构的结构分析习题(一)参考答案

第2章机构的结构分析习题参考答案2-6 在教材P17图2-20所示的机构中，在铰链C 、B 、D 处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?答：不能，因为在铰链C 、B 、D 中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。

2-12图示机构为一凸轮齿轮连杆组合机构，试绘制其机构示意简图并计算自由度。

计算机构自由度F=3n －（2P L +P h －P ’）－ F’ =3×8－(2×10+2－0)－1=1或：F=3n －2P L －P h =3×7－2×9－2=12-16试计算图示各机构的自由度。

（b ）凸轮-连杆组合机构F=3n －（2P L +P h －P ’）－F’ =3×7－(2×8+2－0)－2=1或：F=3n －2P L －P h =3×5－2×6－2=1 局部自由度解：图示机构在D 处有4个构件，两个移动副，一个转动副，没有复合铰链。

经分析知该机构共有7个活动构件，8个低副(注意移动副F 与C 处均只算作一个移动副)，2个高副；因有两个滚子2、4，所以有两个局部自由度，没有虚约束，故机构的自由度为 12345678局局（c ）精压机构2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。

其偏心轮1绕固定轴心A 转动，与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C 转动的圆柱4中滑动。

当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入，并将空气从阀5中排出，从而形成真空。

(1)试绘制其机构运动简图；(2)计算其自由度。

解 (1)取比例尺作机构运动简图如图所示。

(2) F=3n －2P L －P h =3×3－2×4=1解：C 、F 、Kn=11, P L =17, P h =0, F ’= 0 计算虚约束P ’=2 P L +P h －3n =2 F=3n －（2P L +P h －P ’）－F’ =3×11－(2×17+0－2)－0=1 或：F=3n －2P L －P h =3×5－2×7=112345678复9101112。

平面机构的分析习题与答案

平面机构的分析习题与答案平面机构的分析习题与答案引言：平面机构是机械工程中一个重要的概念，它是由连接在一起的刚性杆件组成的机械系统。

通过研究平面机构的结构和运动，我们能够更好地理解机械系统的工作原理和性能。

本文将介绍一些关于平面机构的分析习题，并给出相应的解答，希望能够帮助读者加深对平面机构的理解。

一、习题：四杆机构的运动分析问题描述：如图1所示，一个四杆机构由四个杆件连接而成，其中AB、BC、CD为等长杆件，AD为活动杆件。

已知杆件AB与水平方向成30度夹角，杆件BC与水平方向成60度夹角，杆件CD与垂直方向成45度夹角。

求活动杆件AD的运动轨迹。

解答：首先，我们需要确定机构的运动副类型。

根据杆件的连接方式，该机构属于转动副。

接下来，我们可以通过几何分析来求解活动杆件AD的运动轨迹。

设杆件AB的长度为l，则杆件BC和CD的长度也均为l。

设活动杆件AD的长度为x。

根据余弦定理，我们可以得到以下关系式：AB^2 + AD^2 - 2 * AB * AD * cos(30°) = l^2BC^2 + AD^2 - 2 * BC * AD * cos(60°) = l^2CD^2 + AD^2 - 2 * CD * AD * cos(45°) = l^2解方程组，我们可以得到x的值。

然后，我们可以通过绘制活动杆件AD的运动轨迹来进一步理解机构的运动特性。

二、习题：连杆机构的运动分析问题描述：如图2所示，一个连杆机构由三个杆件连接而成，其中AB、BC为等长杆件，AC为活动杆件。

已知杆件AB与水平方向成30度夹角，杆件BC与水平方向成60度夹角。

求活动杆件AC的运动轨迹。

解答：同样地，我们首先需要确定机构的运动副类型。

根据杆件的连接方式，该机构属于转动-转动副。

接下来，我们可以通过几何分析来求解活动杆件AC的运动轨迹。

设杆件AB的长度为l，则杆件BC的长度也为l。

设活动杆件AC的长度为x。

机构的结构分析—习题答案

4-1画出图 4-32 所示机构的机构简图并计算其自由度解：(a)(b)(c) (d)(e) (f)(g)(h)(i)(j)(k) (l)(m) (n)(o) (p)计算各构件自由度：(q)(r)(a)(b) n = 9, P L = 13, P Hn = 5, P L = 7, P H = 0, F = 3n - 2P L - P H= 1= 0, F = 3n - 2P L - P H = 1(c)(d)(e)(f)n = 3, P L = 4, P H n = 5, P L = 7, P H n = 5, P L = 7, P H n = 3, P L= 4, P H= 0, F = 3n - 2P L - P H= 1 = 0, F = 3n - 2P L - P H= 1 = 0, F = 3n - 2P L - P H = 1= 0, F = 3n - 2P L- P H= 1(g) n = 4, P L= 5, P H= 1, F = 3n - 2P L- P H= 1(h) 间歇时， n = 4, P L= 5, P H= 1, F = 3n - 2P L- P H= 1；销进入槽轮时， n = 5, P L= 7, P H= 0, F = 3n - 2P L- P H= 1(i) (j) (k)(l) n = 4, P L= 5, P H= 1, F = 3n - 2P L- P H= 1n = 3, P L = 3, P H = 2, F = 3n - 2P L - P H = 1 n = 4, P L = 5, P H = 0, F = 3n - 2P L - P H = 2 n = 4, P L = 5, P H = 1, F = 3n - 2P L - P H = 1 (m) (n)(o) n = 5, P L= 6, P Hn = 5, P L = 6, P H n = 5, P L= 6, P H= 1, F = 3n - 2P L- P H= 2= 2, F = 3n - 2P L - P H = 1= 2, F = 3n - 2P L- P H= 1(p) n = 12, P L= 17, P H= 0, F = 3n - 2P L- P H= 25321 3421534214 5321(q)(r) n = 5, P L = 7, P Hn = 3, P L = 3, P H = 0, F = 3n - 2P L - P H= 1= 2, F = 3n - 2P L - P H = 14-2 图 4-33 所示为一简易冲床的初拟设计方案。

2机构的结构分析习题

第二章机构的结构分析作业学号姓名一、填空题1.组成机构的要素是和。

2.从机构结构观点来看，任何机构都是由、、三部分组成。

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，而保留了个自由度。

4.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。

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.在右图所示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件，则成为级机构；若以构件2为机架，3为原动件，则成为级机构。

二、选择题1.一种相同的机构组成不同的机器。

A可以B不能2.机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间产生任何相对运动。

A可以B不能3.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。

A0B1C24.原动件的自由度应为。

A-1B1C05.基本杆组的自由度应为。

A-1B1C06.高副低代中的虚拟构件及其运动副的自由度应为。

A-1B+1C0D67.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8.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9.构件运动确定的条件是。

A自由度大于1B自由度大于零C自由度等于原动件数10.渐开线齿轮机构的高副低代机构是一铰链四杆机构，在齿轮传动过程中，该四杆机构的。

A两连架杆的长度是变化的B连杆长度是变化的C所有杆件的长度均变化D所有杆件的长度均不变三、计算分析题1.请你画出一把直柄雨伞的机构运动简图。

2.请画出下列机构的运动简图，并计算其自由度。

3.计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。

(a )(b )(c )(d )(e )(f )A4.请计算图示平面高副机构的自由度，并在高副低代后分析组成该机构的基本杆组。

机构的结构分析与运动分析总复习题及解答

（3）能对外完成有用的机械功或实现能量转换。

机器是由机构组成的，机构是具有各自特点的，能传递和变换运动的基本组合体。

机构只具有机器的前两个属性。

（1）从结构、运动方面看，机器、机构无区别,机构是机器的组成单元；机器可以有一个或多个机构组成。

（2）从功能方面看，机器、机构有区别。

机器实现能量转换或作机械功而机构是实现运动、动力的传递。

2.机械从结构和运动的角度看，机构和机器是相同的，一般统称为机械。

构件在图形表达上是用规定的最简单的线条或几何图形来表示的．但从运动学的角度看，构件又可视为任意大的平面刚体。

机构中的构件可分为三类：(1) 机架。

用来支承活动构件(运动构件)的构件，作为研宪机构运动时的参考坐标系。

每个机构都必须有机架，但尽管机构中的活动构件可以在多处和机架组成运动副，但每个机构仅有一个机架。

机架并不一定是固定不动的构件，而是我们选做静参考系的构件，在分析机构时看作是不动的。

(2) 原动件(主动件)。

输入运动的构件，也是运动规律已知的活动构件，即作用有驱动力的构件。

每个机构至少有一个原动件。

(3) 从动件。

其余随主动件的运动而运动的活动构件，其中至少有一个是运动输出的构件。

4.运动副运动副是两个构件组成的可动联接。

两构件上能够参加接触而构成运动副的表面称为运动副元素。

运动副是约束运动的，因而一个运动副至少引入一个约束，也至少保留一个自由度。

至于两构件组成运动副后还能产生哪些相对运动，则与运动别的类型有关。

机构的运动分析补充含全部例题

c b
p
VCB＝μ
v
bc
江汉大学专用
作者：潘存云教授
ω ＝VBA/LBA＝μ vab/μ l AB 方向：CW 同理：ω ＝μ vca/μ l CA ω ＝μ vcb/μ l CB 得：ab/AB＝bc/ BC＝ca/CA
强调用相对速度求
C
A
作者：潘存云教授
ω
a a
B
∴ △abc∽△ABC
称pabc为速度多边形（或速度图解) p为极点。
1.位置分析
B
C A
①确定机构的位置（位形），绘制机构位置图。 ②确定构件的运动空间，判断是否发生干涉。 ③确定构件(活塞)行程，找出上下极限位置。 ④确定点的轨迹（连杆曲线），如鹤式吊。
江汉大学专用作者：潘存云教授
2.速度分析 ①通过分析，了解从动件的速度变化规律是否满足工作要求。如牛头刨
2
P233 ω 3 P13
结论:
①两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对瞬心的距离之反比。 ②角速度的方向为：
相对瞬心位于两绝对瞬心之间时，两构件转向相反。
江汉大学专用作者：潘存云教授
相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧时，两构件转向相同。
4.用瞬心法解题步骤 ①绘制机构运动简图； ②求瞬心的位置； ③求出相对瞬心的速度; ④求构件绝对速度V或角速度ω 。瞬心法的优缺点： ①适合于求简单机构的速度，机构复杂时因瞬心数急剧增加而求解过程复杂。 ②有时瞬心点落在纸面外。 ③仅适于求速度V,使应用有一定局限性。
同理有： VC＝VB+VCB 大小： ? √ ? 方向： ? √ ⊥CB 联立方程有： VC＝VA+VCA ＝VB+VCB 大小： ? √ ? 方向： ? √ ⊥CA √ ? √ ⊥CB

机构的结构分析(第1章)

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陆宁编著《机械原理考研复习题详解》 8
图 1.15 题 1.2.2 图解：如图 1.16 所示机构运动简图
图 1.16 题 1.2.2 解答 1.2.3 绘制图 1.17 所示机构的运动简图
图 1.17 题 1.2.3 图解：如图 1.18 所示
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陆宁编著《机械原理考研复习题详解》 9
图 1.18 题 1.2.3 解答 [评注] 注意图 1.12a)中的几何条件可判断出构件 2 和构件 4 的高副是虚约束。 1.2.4 绘制图 1. 题 1.2.7 图解： a) F 3 6 2 8 1 1 b) F 3 5 2 7 0 1 c) F 3 7 2 10 0 1 d) 由于 E,G 点分别是刚性连接，所以平行四边形 DEFG 是一个刚性构件，彼此不可能有相对运动。
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陆宁编著《机械原理考研复习题详解》 6
图 1.8 题 1.1.13 图 1.1.14 如何发现和判定虚约束？答：虚约束是不起真正约束作用的重复约束。例如图 1.9 中的两个机构 a)是真实约束，而 b) 虽然也是一个活动构件两个低副却能动，这是因为两个低副都使构件不能转动，不能上下运动，只能水平运动，所以有一个是“虚”的。常见的有以下几种情况：
图 1.11 虚约束（3）
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陆宁编著《机械原理考研复习题详解》 7
图 1.12 虚约束（4）
1.2 习题与解答
1.2.1 绘制图 1.13 所示机构的运动简图
图 1.13 解：如图 1.14 所示机构运动简图
题 1.2.1 图
图 1.14 题 1.2.1 解答 1.2.2 绘制图 1.15 所示机构的运动简图
图 1.3 题 1.1.8 图 1.1.9 图 1.4 的四个机构中哪个是有确定运动的？哪个没有？为什么？

结构分析习题2

第二章平面机构的结构分析基本要求了解平面机构的结构分析的目的和内容。

搞清运动副、运动链、机构等概念。

控制机构运动简图的绘制；机构具有决定运动的条件及平面机构自由度的计算。

基本概念题与答案1.什么是平面机构？答：组成机构的所有构件都在同一平面或互相平行的平面上运动。

2.什么是运动副？平面运动副分几类，各类都有哪些运动副？其约束等于几个？答：运动副：两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接叫运动副。

平面运动副分两类：（1）平面低副（面接触）包括：转动副、移动副，其约束为 2。

（2）平面高副（点、线接触）包括：滚子、凸轮、齿轮副等，约束为 1。

3.什么是运动链，分几种？答：若干个构件用运动副联接组成的系统。

分开式链和闭式链。

4.什么是机架、原动件和从动件？答：机架：支承活动构件运动的固定构件。

原动件：运动逻辑给定的构件。

从动件：随原动件运动，并且具有决定运动的构件。

5.机构决定运动的条件是什么？什么是机构自由度？答：条件：原动件的数目等于机构的自由度数。

机构自由度：机构具有决定运动所需要的自立运动参数。

第 1 页/共 4 页6 .平面机构自由度的计算式是怎样表达的？其中符号代表什么？答：F ＝3n- 2PL -PH其中：n----活动构件的数目，PL ----低副的数目，pH----高副的数目。

7.在应用平面机构自由度计算公式时应注重些什么？答：应注重复合铰链、局部自由度、虚约束。

8.什么是复合铰链、局部自由度和虚约束，在计算机构自由度时应如何处理？答：复合铰链：多个构件在同一轴线上组成转动副，计算时，转动副数目为m-1个局部自由度：与囫囵机构运动无关的自由度，计算时将滚子与其组成转动副的构件假想的焊在一起，预先排除局都自由度。

虚约束：不起自立限制作用的约束，计算时除去不计。

9.什么是机构运动简图，有什么用途？答：抛开构件的几何形状，用容易的线条和运动副的符号，按比例尺画出构件的运动学尺寸，用来表达机构运动情况的图形。

结构分析习题1

第一章平面机构的结构分析1-1验算下列机构能否运动，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。

a）b）题1-11-2绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度（其中构件1均为机架）。

a）b）题1-21-3计算下列机构自由度，并说明注意事项。

a）b）c）d）e）题1-31-4计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别（分别以构件2、4、8为原动件）。

题1-41-5计算图示各机构的自由度，并指出其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束，说明计算自由度时应做何处理。

1-6计算图示各机构的自由度，用低副代替高副，并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。

1-7试绘制图示夹持机械手的机构运动简图，并计算其自由度。

题1-71-8如图所示为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能保持人行走时的稳定性。

若以颈骨1为机架，试绘制其机构运动简图和计算其自由度，并作出大腿弯曲90°时的机构运动简图。

题1-81-9如图所示为一简易冲床机构的初拟设计方案。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴连续回转；而固装在轴上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。

题1-91-10试对图示翻台机构：（图中箭头所在构件为原动件）(1)绘出机构简图；(2)计算自由度；(3)进行结构分析。

G题1-10第一章选择填空部分1、组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。

2、从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。

3、构件的自由度是指;机构的自由度是指。

4、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，而保留了个自由度。

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。

机构结构分析答案

1-1确定下列自由度，并指出其复合铰链，局部自由度及虚约束。

(1)平炉堵塞渣口机构答案：解：F=3 n-2P L-P H n=6, P L=8, P H =1F=3X 6-2 X 8-1=1答案：解：F=3n-2P L-P Hn=6, P L=8, P H =1答案：解：F=3 n-2P L -P H n=7, P L =9, P H =1 F=3X 7-2 X 9-1=1 C 为复合铰链，F 为局部自由度(3)缝纫机的送布机构 (4)筛料机机构 C 答案：解：F=3 n-2P L -P Hn=4, P L =4, P H =2F=3X 4-2 X 4-2=2C 为局部自由度答案：解：F=3 n-2P L-P H n=3, P L =4F=3X 3-2 X 4=1AB=BC=BDC为虚约束(6)汽车自卸装置答案：解：F=3 n-2P L-P Hn=5, P L =7F=3X 5-2 X 7=1答案：解：F=3n-2P L -P Hn=3, P L =4F=3X 3-2 X 4=1B为虚约束n=7, P L =10F=3X 7-2 X 10=1C 为复合铰链(7)直角定块机构(8)压缩机机构答案：解：F=3 n-2P L -P H n=8, P L =11, P H =1 F=3X 8-2 X 11-1=1M 为局部自由度 (9)电锯机构(10 )五杆机构答案：解：F=3 n-2P L -P Hn=3, P L =4F=3X 3-2 X 4=1BC 为虚约束(14)夹紧机构答案：解：F=3 n-2P L-P Hn=3, P L =3, P H =2F=3X 3-2 X 3-2=1答案：解：F=3 n-2P L-P Hn=5, P L =7F=3X 5-2 X 7=1C为复合铰链(16)筛选机构答案：解：F=3 n-2P L-P Hn=7, P L=10F=3X 7-2 X 10=1答案：解：F=3 n-2P L-P H n=6, P L =8, P H =1F=3X 6-2 X 8-1=1CD为虚约束，G为局部自由度答案：解：F=7X 3-9 X 2-2=15—凸轮、齿轮一体1—曲柄、齿轮一体(17)如图所示为一小型压力机，试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。

机构分析

1、计算图示机构的自由度；当构件1作为原动件时，分析组成机构的基本杆组数目及级别，并判定机构的级别；
解：n=5 P l=7 P h=0 F=1 （其中有一个复合铰链）
当以构件1为原动件时，该机构为Ⅱ级机构
2、计算图示机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。

如果在该机构中改选FG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。

解、 n = 7 ，p l =10 ，p h = 0
101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F
Ⅱ级组 Ⅲ级组
当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。

Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组
当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。

可见同一机构，若所取的原
动件不同，则有可能成为不同级别的机构。

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