平面机构自由度计算思考题和习题[1]
机械原理平面机构的运动简图及自由度习题答案
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 F2..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定轴轮系ABC1234图2－22ABCDGEHF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3425113. 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3425112)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=自由度312113)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=自由度33241第一章平面机构的运动简图及自由度一、判断题（认为正确的，在括号内画√，反之画×）1.机构是由两个以上构件组成的。
（）2.运动副的主要特征是两个构件以点、线、面的形式相接触。
（）3.机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零。
（）4.转动副限制了构件的转动自由度。
（）5.固定构件（机架）是机构不可缺少的组成部分。
（）个构件在一处铰接，则构成4个转动副。
（）7.机构的运动不确定，就是指机构不能具有相对运动。
（）8.虚约束对机构的运动不起作用。
（）二、选择题1.为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于与实际机构的（）应相同。
A.构件数、运动副的类型及数目B.构件的运动尺寸C.机架和原动件D. A 和B 和C2.下面对机构虚约束的描述中，不正确的是（）。
A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束，在计算机构自由度时应除去虚约束。
B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。
机械设计基础习题与答案
b）
a）
题 3-4 图
题 3-5 试用解析法求一对心直动平底从动件盘形凸轮机构的凸轮轮廓。已知该凸轮以等角速度逆时针方向转动：Φ = 180°，ΦS = 90°，Φ′= 90°；从动件的行程 h 25mm，基圆半径 r0 50mm ；
题解 2-3 图
α γ
Байду номын сангаас
题 2-4 设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆 DC 长度为 150mm，摇杆的两极限位置的夹角为 45°，行程速比系数 K=1.5，机架长度取 90mm。（用图解法求解， l = 4 mm/mm） 解答：
题解 2－4 图 题 2-5 设计一摆动导杆机构，已知摆动导杆机构的机架长度 d = 450 mm，行程速比系数 K=1.40。(比例尺 l 13mm / mm )
题 3-2 图
题解 3-2 图
题 3-3 对于直动尖端从动件盘形凸轮机构,已知凸轮推程运动角Φ = π/2, 行程 h= 50 mm,求 当凸轮转动角速度ω=10 rad/s 时,等加速等减速和正弦加速度这两种常用的基本运动规律的最 大速度 vmax 、最大加速度 amax 以及所对应的凸轮转角 。
题 2-6 如图所示，若要求四杆机构的两连架杆对应位置分别是: 1 45, 1 50, 2 90, 2 80, 3 135 , 3 110 ，试用解析法设计此四杆机构。
90° 45°
50°
题 2-6 图
题 2-7 如图所示，已知滑块和摇杆的对应位置分别是 S1=40mm，φ1=60°，S2=30mm，φ2=90°，S3=20mm，φ3=120°。试用解析法确定机构各构件的长度和偏心距 e。
机械设计基础习题及答案3平面连杆机构的自由度
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。
平面机构结构分析思考题与习题
平⾯机构结构分析思考题与习题
平⾯机构结构分析思考题与习题
1、⾼副低代的特殊形式
试画出⾼副低代后的低副机构。
图中N1为凸轮廓线在C点接触时的曲率中⼼。
平底摆动从动件凸轮机构尖端移动从动件凸轮机构
2、思考题
机构究竟是怎样组成的？按照该组成原理为什么机构的运动⼀定是确定的？
什么是杆组？如何确定杆组的级别？III级杆组有何特点？III级杆组能分解成两个Ⅱ级杆组吗？试举例说明。
试叙述在进⾏机构组成分析时拆杆组的原则和步骤。
如何确定机构的级别？当图⽰的机构选择不同的构件（分别为AB和DE）作原动件时，对机构的级别有何影响？
⾼副低代必须满⾜的条件是什么？
怎样保证⾼副低代前后机构瞬时速度和加速度不变？
为何说⾼副低代具有瞬时性？⾼副低代的⽬的和意义何在？
3、习题
计算下列各题中机构的⾃由度，并在⾼副低代后进⾏机构组成分析，拆出（画出）各杆组，确定杆组和机构的级别。
（A）(B)
4、答案
1）⾼副低代
平底摆动从动件凸轮机构尖端移动从动件凸轮机构
3）
（A）⾃由度：n=4, P L=5, P H=1,F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1×1=1。
⾼副低代拆出1个Ⅲ级组，故机构为Ⅲ级机构（B）n=3, PL=3, PH=2, F=3n-2PL-PH=3×3-2×3-1×2=1。
⾼副低代拆出2个Ⅱ级组，故机构为Ⅱ级机构。
平面机构自由度计算例题及答案
平面机构自由度计算例题及答案在机械设计和分析中，自由度是一个重要的概念，它用来描述机构的运动能力和约束程度。
特别是对于平面机构而言，自由度计算是机构设计和分析的基础。
本文将以一个例题为例，详细介绍平面机构自由度计算的方法，并给出答案。
例题描述：给定一个平面机构，该机构由三个连杆和两个旋转副组成，其中两个连杆用来传递运动，第三个连杆则作为链接杆。
假设该机构中的两个旋转副都分别由一对垂直的直线轴构成。
求该平面机构的自由度。
解题思路：为了计算平面机构的自由度，首先需要明确平面机构的自由度计算公式。
根据机构自由度的定义，平面机构的自由度等于其约束数目减去自由度减去已知条件数目。
对于本例中的平面机构，约束数目为2，已知条件数目为1，因此我们只需要计算平面机构的自由度即可。
解题步骤：1. 确定机构中的运动副：根据题目描述，该机构中的运动副是两个旋转副。
2. 统计机构中的连杆数目：根据题目描述，该机构中共有三个连杆。
3. 计算机构中的运动副数目：根据运动副的定义，旋转副的数目等于直线轴的数目减一。
因此，该机构中的旋转副数目为2。
4. 计算平面机构的自由度：根据平面机构的自由度计算公式，自由度等于连杆数目减去运动副数目。
因此，该机构的自由度为3-2=1。
5. 减去已知条件数目：根据已知条件的定义，已知条件是指在机构中已经确定的尺寸或位置关系。
根据题目描述，已知条件数目为1。
6. 最终计算结果：根据平面机构自由度的定义，平面机构的自由度等于约束数目减去自由度减去已知条件数目。
因此，该平面机构的自由度为2-1=1。
答案解析：根据计算结果，该平面机构的自由度为1。
这意味着该机构具有一个独立自由度，即只能在一个平面内进行单一的自由运动。
根据机构设计和分析的需要，可以对该机构进行进一步优化和改进，以满足特定的运动要求。
总结：通过上述例题的计算，我们了解了平面机构自由度的计算方法。
平面机构自由度的计算是机构设计和分析的基础，对于确定机构的运动能力和约束程度非常重要。
机械设计专升本章节练习题(含答案)——平面机构的自由度
第3章平面机构的自由度【思考题】3-1 什么是高副？什么是低副？在平面机构中高副和低副各引入几个约束？3-2 什么是机构运动简图？绘制机构运动简图的目的和意义？制机构运动简图的步骤？3-3 什么是机构的自由度？计算自由度应注意那些问题？3-4 机构具有确定运动的条件是什么？若不满足这一条件，机构会出现什么情况？A级能力训练题1.构件的自由度为________，运动链的自由度为________，机构的自由度为________。
2.机器是和的总称。
3.通过点、线接触的运动副常称为。
4.计算自由度应注意的三个方面是、和。
5.局部自由度是指________________________。
虚约束是指________________________。
6.平面四杆机构共有________个速度瞬心，其中________个是绝对瞬心。
7.当两构件不直接组成运动副时，瞬心位置用__ ______确定。
8.当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在_______处，组成移动副时，其瞬心在_______处，组成兼有滑动和滚动的高副时，其瞬心在________处。
9.当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将________确定的运动。
（1）有（2）没有（3）不一定10.在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为________。
（1）虚约束（2）复合铰链（3）局部自由度11.平面运动副所提供的约束为________。
（1）3 （2）2 （3）1 （4）l或212.机构具有确定运动的条件是________。
（1）机构自由度数小于原动件数（2）机构自由度数大于原动件数（3）机构自由度数等于原动件数13.机构中只有一个________。
（1）机架（2）原动件（3）从动件（4）闭式运动链14.曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该________。
（1）增大传动角γ（2）减小传动角γ（2）增大压力角α（4）减小极位夹角θ15.在铰链四杆机构中，机构的传动角γ与压力角α的关系是________。
平面机构自由度计算例题及答案
1.2. 3.4. 5.6.1.构件数n为7,低副p为9,高副pn为1,局部自由度为1,虚约束为0.E处为局部自由度,C处为复合铰链.F=3n-2p-pn=3*7-2*9-1=2（与原动件数目一致,运动确定）2. B处有复合铰链，有2个转动副。
无局部自由度。
B点左侧所有构件和运动副带入的约束为虚约束，属于与运动无关的对称部分。
n=5, PL=7, PH=0, F= 3n-2PL -PH=3×5-2×7-1×0=1。
运动链有确定运动，因为原动件数= 自由度数。
3.A处为复合铰链，因为有3个构件在此处组成成转动副，所以应算2个转动副。
B处为局部自由度，假设将滚子同构件CB固结。
无虚约束。
n=6, PL=8, PH=1, F= 3n-2PL -PH=3×6-2×8-1=1。
运动链有确定运动，因为原动件数= 自由度数。
4. 没有复合铰链、局部自由度、虚约束。
n=4, PL=5, PH=1, F= 3n-2PL -PH=3×4-2×5-1=1。
运动链有确定运动，因为原动件数= 自由度数。
5. 计算自由度：n=4, P L=6, P H=0, F= 3n-2P L -P H=3×4-2×6-1×0=0，运动链不能动。
修改参考方案如图所示。
6. F处为复合铰链，因为有3个构件在此处组成成转动副，所以应算2个转动副。
B处为局部自由度，假设将滚子同构件CB固结。
移动副M、N中有一个为虚约束，属于两构件在多处组成运动副。
n=7, PL=9, PH=1, F= 3n-2PL -PH=3×7-2×9-1=2。
运动链没有确定运动，因为原动件数< 自由度数。
机构运动简图与自由度习题及答案
一、填空题1.机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为（自由度）。
2.平面机构的自由度计算公式为：（F=3n-2P L-P H）。
3.从机构结构观点来看，任何机构是由_原动件_、__机架_、_从动件三部分组成。
4.构件的自由度是指构件所具有的独立运动的数目5.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生1个约束，而保留 2 个自由度。
6.机构中的运动副是指使两构件直接接触并产生一定相对运动的连接7.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。
8.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-2P L-P H。
9.当两构件构成运动副后，中，每个运动副引入的约束至多为 2 ，至少为 1 。
10.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。
11.计算平面机构自由度的公式为Ｆ= F=3n-2P L-P 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。
12.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。
13.机构运动简图是的简单图形。
14.机构中，若两构件之间既相互直接接触，又具有一定的相对运动，形成一种可动连接称为运动副，通过面接触而形成的联接称为低副，通过点或线接触而形成的联接称为高副。
15.构成机构的要素是零件和构件；构件是机构中的运动单元体。
16.运动副是指能使两构件之间既能保持_直接_接触，而又能产生一定的形式相对运动的_联接__。
17.图示机构要有确定运动需要有__1_个原动件。
18.平面运动副可分为低副和高副，低副又可分为转动副和移动副。
19.运动副是使两构件接触，同时又具有确定相对运动的一种联接。
平面运动副可分为低副和高副。
20.平面运动副的最大约束数为2 。
21、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目等于主动件数目。
22、在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的工作情况和受力情况。
平面机构的自由度计算分解
F =3×3-2×4=1
2 个原动件
F=3×4-2×6=0
F > 0，但原动件数
目大于自由度数目， 运动链被破坏，不能 成为机构。
F = 0, 运动链不
能运动，不成为 机构
平面机构的结构分析
平面机构具有确定运动的条件： 1）机构自由度数 F≥1; 2）原动件数目等于机构自由度数F。
副。 注意：复合铰链只存在于转动副中 。
平面机构的结构分析
例3.3 计算图示惯性筛机构 的自由度。
解：此机构 C 处由三个构件 组成复合铰链，则n =5，PL =7，PH =0。由机构自由度
公式得
单击上图动画演示
F 3n 2PL PH 35 27 0 1
惯性筛机构
平面机构的结构分析
2.局部自由度
平面机构的结构分析
F= 3×3-2×5=-1
注：应除去虚约束。
F=3×3-2×4 = 1
优点：可以提高支承的稳定性
14
平面机构的结构分析
虚约束之二：
高副接触点公法线重合——两构
件在多处接触而构成平面高副且各
接触点处的公法线彼此重合时，只
有一个高副起约束作用。
虚约束
虚约束之三：
两构件上某两点之间的距离 在运动中保持不变。
改进后设计方案简图
五杆机构
【思考题3.4】简易冲床改进后设计方案除了图所示设计方案外 ，是否还有其它方案？
平面机构的结构分析
平面机构的结构分析
平面机构的结构分析
机架 原动件 从动件
平
构 件
面 运 动
副
高副 （点或线接触）
低副 （面接触）
机械原理平面机构自由度计算-例题
探索机械原理平面机构自由度计算。从定义到计算方法，深入讲解铰连机构、 双曲柄摇杆机构、牛顿-奥氏连杆机构、齿轮机构等的自由度计算。同时解析 计算过程示例、取舍问题和误差分析。
什么是平面机构自由度
自由度是指机构内部独立运动的数量。在平面机构中，自由度决定了机构的 运动灵活性和可实现的运动副类型。
卷绕机构的自由度等于连接轮杆的数量减去张紧轮的数量。
平面七杆机构的自由度计算
平面七杆机构的自由度等于连接杆数目减去基础杆件的数量再减去悬线杆件的数量。
螺旋副的自由度计算
螺旋副的自由度等于连接杆数目减去基础杆件的数量。
自由度的确定
根据机构的构造特点和运动副类型，可以准确确定机构的独立性来计算 自由度。
将机构关系用矩阵表示，从 矩阵的秩来确定自由度。
铰连机构的自由度计算
铰连机构的自由度等于机构中连接杆数目减去基础杆件的数量。
平面双曲柄摇杆机构的自由度计算
双曲柄摇杆机构的自由度等于连接杆数目减去基础杆件的数量再减去悬线杆件的数量。
牛顿-奥氏连杆机构的自由度计 算
制造误差的影响
制造误差会对机构的运动特性和自由度产生一定影响，需要进行充分考虑和补偿。
磨损与冲击的影响
磨损和冲击是机构长期运行中的特殊因素，会对自由度和机构性能产生一定 影响。
实际应用中的注意事项
在实际机构设计和应用中，需要注意一些关键问题，如安全性、可靠性和效 率等。
牛顿-奥氏连杆机构的自由度等于连接杆数目减去基础连杆的数量再减去实际 存在运动副的数量。
齿轮机构的自由度计算
齿轮机构的自由度等于连接轮杆的数量减去约束齿轮的数量再减去齿轮对的数量。
齿轮-摆线轮减速机构的自由度计算
平面机构自由度计算例题
对齿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，那么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，那么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。
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
(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：
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，那么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，那么在计算机构的自由度时， 只能算一个平面低副。
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。
• 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 I
• D处为复合铰链； • 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。
计
算
计算如下图机构的自由度
实
例
牛 头 刨 床 机 构
解: F 3 n 2 P L P图机构的自由度
实
机械设计基础复习思考题解答
第5 章
轮 系
1.何谓定轴轮系？何谓周转轮系？它们有何区别？ 2.何谓基本周转轮系？它有何特点？
上海海运大学专用
3 .何谓行星轮系？何谓差动轮系？它们有何区别？ 4 .何谓转化轮系？它与原来的轮系有何联系与区别？为什么要 引进此概念？ 5.轮系传动比的正负表示什么意思？这种表示方法的适用范围 如何？ 6 .既然轮系中的过桥齿轮不影响轮系的传动比大小，为什么要 采用过桥齿轮？ 7.在计算转化轮系的传动比iH1n时，方程右边的齿数比一定要考 虑正负号，这是为什么？ 8.周转轮系传动比计算的一般公式如何？具体应用时应注意 什么问题？ 9.如何计算复合轮系的传动比？ 10.在工程上，轮系有何功用？试举例说明。
上海海运大学专用
7. 何谓行程速比系数K？它描述了机构的什么特性？它与极位 夹角有何关系？ 8. 曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构及摆动导杆机构是否都存 在急回特性？什么情况下没有急回特性？ 9.曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，是否存在死点？ 10.曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构、曲柄滑块机构 和摆动导杆机构等各在什么条件下会出现死点？机构在死点位 置会出现什么后果？可采取哪些措施解决？ 11 . 机构的压力角和传动角是如何定义的？它们对传力性能有何 影响？设计四杆机构时，对传动角有何要求？ 12 .曲柄摇杆机构的最大和最小传动角出现在什么位置？当摇 杆主动时，其传动角又如何？ 13.导杆机构的传动角是多少 14.曲柄滑块机构的最大和最小传动角出现在什么位置？当滑 块主动时，其传动角又如何？ 15 .你掌握了按给定行程速比系数K和连杆位置设计铰链四杆机 构的方法吗？ 上海海运大学专用
第3 章
凸轮机构
1.凸轮机构有哪些类型？特点如何？ 2.凸轮机构从动件常用运动规律有哪几种？有何特点？适用于 哪些场合？ 3.何谓刚性冲击和柔性冲击？它们出现在哪几种常用运动规律中？ 4 .当盘形凸轮机构从动件的运动规律完全一样时，若分别采用 尖顶、滚子和平底等形式的推杆，凸轮形状也相同吗？为什么？
1平面机构运动简图和自由度习题答案
1-1至1-4绘制图示机构的机构运动简图。
题1-1图顿式破碎机
题1-2图柱塞泵
题1-3图旋转式水泵
I
題1-4图冲压机构
1-5至1-10指岀机构运动简图中的复合铁链、局部自由度和虚约束，并计算各机构的
自由度。
解：构件3、4、5在D处形成一个复合钱
链，没有局部自由度和虚约朿。
F=3H —2P L—P H=3X5-2X7-0=1
题1-5图
解：没有复合铁链、局部自由度和虚约束。
F = 3n-2P L-P H=3X9-2X13-0=1
题1-6图
1
1
解：A处为复合绞链，没有局部自由度和虚约
朿。
F = 3n-2R —P H=3X7-2X10-0=1
解：C处为复合较链，E处为局部自由度, 没有
虚约束。
F=3H_2P I_P H=3X7-2X9-1=2
题1-10图
题1-8图
1-11图示为一手动冲床机构，试绘制其机构运动简图，并计算自由度。
试分析该方案 是否可行；如果不可行，给出修改方案。
答：此方案自由度为0,不可行。
改进方案如图所示:
于•动冲床改进方
案。
机械设计平面机构自由度习题
一、填空题[1]决定机构具有确定运动的独立运动参数称为机构的__________________。
[4]形成运动副的两个构件只能在一个平面内相对转动叫_________________________。
[5]房门的开关运动，是____________________副在接触处所允许的相对转动。
[6]在平面机构中，具有两个约束的运动副是___________副。
[7]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。
[8]两构件之间作________________接触的运动副，叫低副。
[9]5个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有_____________个转动副。
[10]平面运动副的最大约束数为________，最小约束数为__________。
[11]平面机构中假设引入一个高副将带入_________个约束，而引入一个低副将带入_________个约束。
[12]机构具有确定运动的条件是_______________________________________________________________________________ ________________。
[13]机构具有确定运动的条件是__________的数目等于自由度数F〔F＞0〕。
[14]当机构的原动件数目_______________其自由度时，该机构具有确定的运动。
[15]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_____________。
[16]抽屉的拉出或推进运动，是______________副在接触处所允许的相对移动。
[17]两构件之间作______________或____________接触的运动副，叫高副。
[18]组成机构的要素是__________________和________________。
哈工大机械原理考研-第1章 复习思考题与习题
1.4 复习思考题与习题一、复习思考题1．构件和零件的本质区别是什么？2．机构和运动链的本质区别是什么？3．绘制机构运动简图应注意哪些事项？4．构件自由度和机构自由度有何区别？机构自由度的计算和运动链的自由度计算有何区别？5．计算机构自由度时应注意哪些事项？6．平面机构的自由度计算公式与一般空间自由度计算公式有何区别？平面机构能否使用一般空间机构的自由度计算公式？7．对机构进行组成和结构分析的目的是什么？它们分别用于什么场合？8．如何确定机构的级别？影响机构级别变化的因素是什么？为什么？9．杆组有何特点？如何确定杆组的级别？试举例说明。
10．叙述对机构进行结构分析时拆杆组的原则和步骤。
二、习题题1-1试验算如题1-1图所示机构的运动是否确定？如果机构的运动不确定，请同学提出此机构具有确定运动的修改方案。
题1-1图一、 题1-2 计算题1-2图示机构的自由度，机构中CD=DE=DF ，CE⊥CF 。
若机构中有复合铰链、局部自由度、虚约束，请在图中标题1-3题1-3图题1-4 当原动件为整周转动时，设计一种机构，使其执行构件为往复请画图另外举出两个例子。
当原动件为整周转动时，设计一种机构使其执行构件为往复直线运动，如题1-4图(c)、(d)图所示。
题题题1-6图题1-7计算题1-7 所示平面机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度及虚约束。
题1-7图题1-8 计算题1-8所示平面机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度及虚约束。
题1-8图题1-9 计算题1-9所示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请明确指出）。
并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的构件是原动件）。
若运动时确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组级别，数目以及机构的级别。
题1-9图题1-10 计算题1-10所示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请明确指出）。
并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的构件是原动件）。
平面机构自由度计算例题及答案
平面机构自由度计算例题及答案在机械原理中，平面机构自由度的计算是一个重要的知识点。
通过计算机构的自由度，可以判断机构的运动可能性和确定性，为机构的设计和分析提供重要依据。
下面我们通过几个例题来详细讲解平面机构自由度的计算方法。
例题 1：如图所示的平面机构，由 4 个杆件组成，其中杆件 1 为机架，杆件2 和杆件 3 通过转动副连接，杆件 3 和杆件 4 通过移动副连接。
试计算该机构的自由度。
分析：首先，我们需要确定机构中的运动副类型和数量。
在这个机构中，有 2 个转动副（分别在杆件 2 和杆件 3 的连接处，以及杆件 1 和杆件 2 的连接处）和 1 个移动副（在杆件 3 和杆件 4 的连接处）。
接下来，我们根据自由度的计算公式 F ＝ 3n 2PL PH 进行计算。
其中，n 为活动构件的数目，PL 为低副的数目，PH 为高副的数目。
在这个机构中，活动构件的数目 n ＝ 3（杆件 2、3、4），低副的数目 PL ＝ 3（2 个转动副和 1 个移动副），高副的数目 PH ＝ 0。
将这些值代入公式，得到：F ＝ 3×3 2×3 0 ＝ 9 6 ＝ 3所以，该机构的自由度为 3。
例题 2：考虑一个平面机构，由 5 个杆件组成，杆件 1 固定不动，杆件 2 与杆件 1 通过转动副连接，杆件 2 与杆件 3 通过移动副连接，杆件 3 与杆件 4 通过转动副连接，杆件 4 与杆件 5 通过移动副连接。
计算该机构的自由度。
分析：首先明确运动副类型及数量。
此机构有 3 个转动副（分别在杆件 1 和杆件 2、杆件 3 和杆件 4 、杆件 4 和杆件 5 的连接处），2 个移动副（分别在杆件 2 和杆件 3、杆件 4 和杆件 5 的连接处）。
然后计算活动构件数目 n ＝ 4（杆件 2、3、4、5），低副数目 PL ＝ 5（3 个转动副和 2 个移动副），高副数目 PH ＝ 0。
将数值代入自由度计算公式：F ＝ 3×4 2×5 0 ＝ 12 10 ＝ 2所以该机构的自由度为 2。
平面机构自由度计算例题及答案
平面机构自由度计算例题及答案在机械原理的学习中，平面机构自由度的计算是一个非常重要的知识点。
它能够帮助我们判断机构是否具有确定的运动，以及机构的运动是否受到合理的约束。
下面，我们通过几个具体的例题来深入理解平面机构自由度的计算方法。
例题 1如下图所示的平面机构，其中构件 1 为机架，构件 2 与构件 1 以转动副连接，构件 3 与构件 2 以移动副连接，构件 4 与构件 3 以转动副连接，构件 5 与构件 4 以转动副连接。
试计算该机构的自由度。
！平面机构示例 1(解题思路首先，我们需要确定活动构件的数量。
在这个机构中，活动构件有构件 2、3、4、5，共 4 个。
然后，计算低副的数量。
转动副有 4 个（构件 2 与构件 1 之间、构件 4 与构件 3 之间、构件 5 与构件 4 之间），移动副有 1 个（构件 3与构件 2 之间），所以低副总数为 5 个。
接下来，计算高副的数量。
在这个机构中没有高副。
最后，根据自由度的计算公式：F ＝ 3n 2PL PH （其中 F 为自由度，n 为活动构件数，PL 为低副数，PH 为高副数），代入数值计算。
n ＝ 4，PL ＝ 5，PH ＝ 0F ＝ 3×4 2×5 0＝ 12 10 0＝ 2答案该平面机构的自由度为 2。
例题 2如下图所示的平面机构，构件 1 为机架，构件 2 与构件 1 以转动副连接，构件 3 与构件 2 以转动副连接，构件 4 与构件 3 以转动副连接，同时构件 4 与构件 1 以移动副连接。
计算该机构的自由度。
！平面机构示例 2(解题思路活动构件有构件 2、3、4，共 3 个。
低副方面，转动副有 3 个（构件 2 与构件 1 之间、构件 3 与构件 2之间、构件 4 与构件 3 之间），移动副有 1 个（构件 4 与构件 1 之间），低副总数为 4 个。
高副数量为 0。
n ＝ 3，PL ＝ 4，PH ＝ 0F ＝ 3×3 2×4 0＝ 9 8 0＝ 1答案该平面机构的自由度为 1。
平面机构自由度计算例题及答案
平面机构自由度计算例题及答案自由度是指机构中独立运动的最小单位数量，它反映了机构的灵活性和可变性。
在平面机构中，自由度的计算是非常重要的，它可以帮助我们分析和设计机构的性能。
本文将提供一个平面机构自由度计算的例题及答案，以帮助你更好地理解和应用这一概念。
例题：在下图所示的平面四杆机构中，AB为平面机构的固定基准杆，BC、CD、DA均为连杆。
BC杆可绕B点转动，CD杆可绕C点转动，DA杆可绕D点转动。
A/ \/ \/ \B--------C\ /\ /\ /\ /D问题：请计算该平面机构的自由度。
答案：1. 首先，我们需要确定机构中的连接杆关系。
根据题目给出的机构结构，我们可以看到BC杆仅与AB杆相连，CD杆仅与BC杆相连，DA杆仅与CD杆相连，因此它们之间存在着逐级连接的关系。
2. 接下来，我们需要明确机构中的独立运动。
根据题目给出的机构结构，我们可以观察到以下几种独立运动方式：a) BC杆绕点B的转动；b) CD杆绕点C的转动；c) DA杆绕点D的转动。
3. 根据独立运动的数量，我们可以得出该平面机构的自由度。
在本例中，存在3种独立运动方式，因此，该平面四杆机构的自由度为3。
以上是关于平面机构自由度计算的例题及答案。
通过对机构结构的分析，我们可以确定连接杆关系和独立运动的方式，进而计算出机构的自由度。
这对于分析和设计机构的性能具有重要意义。
总结：自由度计算是平面机构设计和分析中常用的方法之一。
它可以帮助我们了解机构的灵活性和可变性，并为机构的运动学和动力学分析提供基础。
通过了解和应用自由度计算的方法，我们可以更好地理解和解决与平面机构相关的问题。
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平面机构自由度计算思考题和习题
1、思考题
什么是构件、运动副、运动链自由度？它们有何异同点？
什么是运动副约束？平面运动副中最多约束数为多少？为什么？
试写出计算平面运动链自由度公式，并从物理概念简述其推演过程。
计算运动链自由度的目的何在？
机构具有确定运动的条件是什么？如果不满足该条件可能会出现哪些情况？
什么是虚约束？总结归纳出现虚约束的几种情
况。
2、习题
1）通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动
（图中箭头所示构件为原动件）。
如果不满足有确
定运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。
2）计算下列各运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束。
最后判断该机构是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件），为什么？
（A） (B)
(C) (D)
3、习题答案
1）计算自由度：n=4, P L=6, P H=0, F= 3n-2P L -P H=3×4-2×6-1×0=0，运动链不能动。
修改参考方案如图所示。
2）答案
(A）没有复合铰链、局部自由度、虚约束。
n=4, PL=5, PH=1, F= 3n-2PL -PH=3×4-2×5-1=1。
运动链有确定运动，因为原动件数= 自由度数。
（B）A处为复合铰链，因为有3个构件在此处组成成转动副，所以应算2个转动副。
B处为局部自由度，假设将滚子同构件CB固结。
无虚约束。
n=6, PL=8, PH=1, F= 3n-2PL -PH=3×6-2×8-1=1。
运动链有确定运动，因为原动件数= 自由度数。
(C) F处为复合铰链，因为有3个构件在此处组成成转动副，所以应算2个转动副。
B处为局部自由度，假设将滚子同构件CB固结。
移动副M、N中有一个为虚约束，属于两构件在多处组成运动副。
n=7, PL=9, PH=1, F= 3n-2PL -PH=3×7-2×9-1=2。
运动链没有确定运动，因为原动件数< 自由度数。
(D) B处有复合铰链，有2个转动副。
无局部自由度。
B点左侧所有构件和运动副带入的约束为虚约束，属于与运动无关的对称部分。
n=5, PL=7, PH=0, F= 3n-2PL -PH=3×5-2×7-1×0=1。
运动链有确定运动，因为原动件数= 自由度数。