機(jī)械原理部分答案

1、機(jī)械原理 第八版西工大教研室編第2章2-1何謂構(gòu)件？何謂運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)副元素？運(yùn)動(dòng)副是如何進(jìn)行分類的？ 答：參考教材57頁(yè)。2-2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有何用處？它能表示出原機(jī)構(gòu)哪些方面的特征？答：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可以表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)傳遞情況，可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，而且也可用來(lái)進(jìn) 行動(dòng)力分析。2-3機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)少于或多于機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)將發(fā)生什么情況？答：參考教材1213頁(yè)。2-4何謂最小阻力定律？試舉出在機(jī)械工程中應(yīng)用最小阻力定律的1、2個(gè)實(shí)例。2-5在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng) ？答：參考教材1517頁(yè)。2-6在圖2-20所示的機(jī)構(gòu)中，在鉸鏈 C、B

2、、D處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡都是重 合的，那么能說(shuō)該機(jī)構(gòu)有三個(gè)虛約束嗎？為什么？答：不能，因?yàn)樵阢q鏈C、B、D中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合是由于其 他兩處的作用，所以只能算一處。2-7 何謂機(jī)構(gòu)的組成原理？何謂基本桿組？它具有什么特性？如何確定基本桿組的級(jí)別及機(jī)構(gòu) 的級(jí)別？答：參考教材1819頁(yè)。2-8為何要對(duì)平面高副機(jī)構(gòu)進(jìn)行“高副低代? “高副低代”應(yīng)滿足的條件是什么？ 答：參考教材2021頁(yè)。2-9任選三個(gè)你身邊已有的或能觀察到的下列常用裝置 （或其他裝置），試畫出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn) 圖，并計(jì)算其自由度。1）折疊桌或折疊椅；2）酒瓶軟木塞開(kāi)蓋器；3）衣柜上的彈簧合頁(yè)；4）

3、可 調(diào)臂臺(tái)燈機(jī)構(gòu)；5）剝線鉗；6）磁帶式錄放音機(jī)功能鍵操縱機(jī)構(gòu)；7）洗衣機(jī)定時(shí)器機(jī)構(gòu)；8漸車 擋風(fēng)玻璃雨刷機(jī)構(gòu)；9）公共汽車自動(dòng)開(kāi)閉門機(jī)構(gòu)；10）挖掘機(jī)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)；。2-10請(qǐng)說(shuō)出你自己身上腿部的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)分別可視為何種運(yùn)動(dòng)副 ？試畫出仿腿部機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。2-11圖示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪 j輸入，使軸A連續(xù) 回轉(zhuǎn)；而固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目 的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（各尺寸由圖上量取），分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。1）取比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖2）分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意

4、圖解:c?!解cft?3 8 2 10 2 112-12圖示機(jī)構(gòu)為一凸輪齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖并計(jì)算自由度。f 3 3 2 4 10不合理T f 0，可改為2-16試計(jì)算圖示凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度(a)BA為復(fù)合鉸鏈解：(b)此時(shí)在該處6在圖紙平面6,3 4 2 5 11解：(1) n=11, pi=17, ph=O,p=2pi+ph-3n=2, F=0F=3 n-(2p+ph-p)-F=3X 11-(2X 17+0-2)-0=1 去掉虛約束后 F=3n-(2p+ph) =3X 5-(2X 7+0) =1(d) A、B、C處為復(fù)合鉸鏈。自由度為：F=3n-(2pi+ph-p

5、)-F=3X 6-(2X 7+3)-0=1解：(1)圖示機(jī)構(gòu)在D處的結(jié)構(gòu)與圖2-1所示者一致，經(jīng)分析知該機(jī)構(gòu)共有 7個(gè)活動(dòng)構(gòu)件, 8個(gè)低副(注意移動(dòng)副F與F, E與E均只算作一個(gè)移動(dòng)副),2個(gè)高副；因有兩個(gè)滾子2、4 所以有兩個(gè)局部自由度，沒(méi)有虛約束，故機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n- (2p+ph- p )- F =3x 7- (2 x 8+2-0)- 2=1(2)如將D處結(jié)構(gòu)改為如圖b所示形式，即僅由兩個(gè)移動(dòng)副組成。注意， 將帶來(lái)一個(gè)虛約束。因?yàn)闃?gòu)件 3、6和構(gòu)件5、6均組成移動(dòng)副，均要限制構(gòu)件 內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩者是重復(fù)的，故其中有一個(gè)為虛約束。經(jīng)分析知這時(shí)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為 低副數(shù)為7，高副數(shù)和局部

6、自由度數(shù)均為2，虛約束數(shù)為1，故機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n- (2p+ph- p )- F=3X 6- (2x 7+2-1)- 2=1上述兩種結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前者的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但沒(méi) 有虛約束，在運(yùn)動(dòng)中不易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象；后者則相反，由于有一個(gè)虛約束，假如不能保證在 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中構(gòu)件3、5始終垂直，在運(yùn)動(dòng)中就會(huì)出現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對(duì)制造精度要求 較咼。(c)齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目不同，因?yàn)辇X輪 3、5處只有一個(gè) 高副，而齒條7與齒輪5在齒的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個(gè)高副。2-13圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。其偏心輪1繞固定軸心A轉(zhuǎn)

7、動(dòng)，與外環(huán)2固連在一起的滑閥3在可繞固定軸心C轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱4中滑動(dòng)。當(dāng)偏心輪按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)可將設(shè) 備中的空氣吸入，并將空氣從閥5中排出，從而形成真空。(1)試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；(2)計(jì) 算其自由度。解(1)取比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示。(2)F=3n-(2pi+ph-p )-F =3X 4-(2X 4+0-0)-1=12-14圖示是為高位截肢的人所設(shè)汁的一種假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能保持人行走的穩(wěn)定性。 若以脛骨1為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和計(jì)一算其自由度，并作出大腿彎曲時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn) 動(dòng)簡(jiǎn)圖。解 把脛骨I相對(duì)固定作為機(jī)架假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 所示，大腿彎曲90。時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)

8、圖，如圖中虛線所示。其自由度為：F=3n-(2p+ph-p )-F =3X 5-(2X 7+0-0)-0=12-15試?yán)L制圖n所示仿人手型機(jī)械手的食指機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（以手掌8作為相對(duì)固定的機(jī)架），井計(jì)算自由度。（1）取比倒尺肌作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（2）計(jì)算自由度解:f 3 7 2 1012-18圖示為一剎車機(jī)構(gòu)。剎車時(shí)，操作桿 j向右拉，通過(guò)構(gòu)件2、3、4、5、6使兩閘瓦剎住 車輪。試計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并就剎車過(guò)程說(shuō)明此機(jī)構(gòu)自由度的變化情況。（注；車輪不屬于剎車機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件。（1）未剎車時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度2）閘瓦G、J之一剃緊車輪時(shí)剎車機(jī)構(gòu)的自由度3）閘瓦G、J同時(shí)剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度

9、解:13 6 2 821試計(jì)算自由度 t并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組。如在解:拾件召為感魴件時(shí)撫購(gòu)茁峯不樣取構(gòu)件EC為原金件時(shí)此杭荷的基233 4 2 62-23圖示為一內(nèi)然機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖， 該機(jī)構(gòu)中改選EG為原動(dòng)件，試問(wèn)組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組是否與前者有所不同。2-21圖示為一收放式折疊支架機(jī)構(gòu)。該支架中的件 1和5分別用木螺釘連接于固定臺(tái)板1和括動(dòng)臺(tái)板5、上兩者在D處鉸接，使活動(dòng)臺(tái)板能相對(duì)于固定臺(tái)極轉(zhuǎn)動(dòng)。又通過(guò) 件1, 2, 3, 4組成的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及連桿 3上E點(diǎn)處的銷子與件5上的連桿曲線槽組成 的銷槽連接使活動(dòng)臺(tái)板實(shí)現(xiàn)收放動(dòng)作。在圖示位置時(shí)，雖在活動(dòng)臺(tái)板上放有較重的重物.活 動(dòng)臺(tái)板也不

10、會(huì)自動(dòng)收起，必須沿箭頭方向推動(dòng)件2,使鉸鏈B, D重合時(shí)活動(dòng)臺(tái)板才可收起（如圖中雙點(diǎn)劃線所示）?，F(xiàn)已知機(jī)構(gòu)尺寸Iab=Iad=90 mm; 1bc=1cd=25 mm,其余尺寸見(jiàn)圖。試?yán)L制該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度解：機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下:D 5BF=3n-(2pi+pb-p)-F=3X 5-(2 X 6+1-0)-1=13 1何謂速度瞬心？相對(duì)瞬心與絕對(duì)瞬心有何異同點(diǎn)？ 答：參考教材3031頁(yè)。3 2何謂三心定理？何種情況下的瞬心需用三心定理來(lái)確定 ？ 答：參考教材31頁(yè)。3-3試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置 (用符號(hào)P，直接標(biāo)注在圖上) (a).1X、/府、/(b)答:答:(1

11、0 分)(d)1與齒輪3的傳動(dòng)比（10 分）3-4標(biāo)出圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪(2分)K=N(N-1)/2=6(6-1)2=15 2）為求3 1/ 3 3需求3個(gè)瞬心P16、P13的位置3）3 l/ 3 3= P36Pl3/Pl6Pl3=DK/AK由構(gòu)件1、3在K點(diǎn)的速度方向相同，可知3 3與3 1同向3-6 在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，LAB=60mm, l_CD=90mm,LAD=LBC=120mm, 32=10rad/s,試用瞬心法求:1）當(dāng) =165時(shí)，點(diǎn)的速度vc；2）當(dāng) =165時(shí)，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點(diǎn)E的位置及速度的大小；3）當(dāng)Vc=0時(shí)，角之值（有

12、兩個(gè)解）。vc=卩 cp13 3 3=0.003X 52X 2.56=0.4(m/s)解：1）以選定的比例尺卩機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖 b）2）求vc定出瞬心p12的位置（圖b）因P13為構(gòu)件3的絕對(duì)瞬心，則有3 3=vb/IBp13=3 21aB 卩 l.Bph3=10X 0.06/0.003 X 78=2.56（rad/s）E的）位置，因BC線上速度最小的點(diǎn)必與P13點(diǎn)的距離最 近，故叢p13引BC線的垂線交于點(diǎn)E,由圖可得ve=卩 1.P13E3 3=0.003X 46.5X 2.56=0.357(m/s)4）定出vc=0時(shí)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置（圖c）量出 1=26.4 2=226.6(3分)&F答P

13、i答ft戶3-8機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點(diǎn) B的速度vb（即速度矢量pb），試作出 各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的速度多邊形。（10 分）（b）311速度多邊形和加速度多邊彤有哪些特性 ？試標(biāo)出圖中的方向。答 速度多邊形和加速度多邊形特性參見(jiàn)下圖，各速度方向在圖中用箭頭標(biāo)出3-12在圖示的機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及原動(dòng)件1的角速度cdi （順時(shí)針），試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)C點(diǎn)的速度和加速度。（a）（3 分）（3 分）pV（fj）（1 分）JVc3=VB+VC3B=VC2+VC3C2 （ 2 分）ntkrac3=aB+a c3B+ac3B=ac2+ac3C2+a C3C2（1 分）Vc2=0ac2

14、=0（2 分）（b）答:VC3B=033=0akC3C2=0VC2=Vb+VC2BfVd3+Vc2C333= Cl2=0(2分)(1 分)4； 2后甲幻aaB+anc2B+atc2B=ac3+akc2C3arc2C3（3 分）答:（C）VB3FVB2+VB3B2Vc=Vb3+Vcb3（2 分）（2 分）（2 分）（1分）a n B3+a t B3=aB2+akB3B2+arB3B2（3 分）3- 13試判斷在圖示的兩機(jī)構(gòu)中.B點(diǎn)足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度為零 怍出相應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置圖。并思考下列問(wèn)題。(1) 什么條件下存在氏加速度？(2) 根椐上一條請(qǐng)檢查一下所有哥氏加速度為零的位

15、置是否已全部找出。(3) 圖(a)中，akB2B3=2w 2VB2B3對(duì)嗎？為什么。(b)不存在。(2) 由于akB2B3=23 2VB2B3故3 3, VB2B3中只要有一項(xiàng)為零，則哥氏加速度為零。圖(a)中 B點(diǎn)到達(dá)最高和最低點(diǎn)時(shí)構(gòu)件1, 3. 4重合，此時(shí)Vb2b3=0,當(dāng)構(gòu)件1與構(gòu)件3相互垂直.即_f=; 點(diǎn)到達(dá)最左及最右位置時(shí)3 2= 3 3=0.故在此四個(gè)位置無(wú)哥氏加速度。圖(b)中無(wú)論在什么位置都有3 2=3 3=0,故該機(jī)構(gòu)在任何位置哥矢加速度都為零。(3) 對(duì)。因?yàn)?3 33 2。3-14 在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中，已知 lAB=30mm, lAC=100mm, Ibd=50 mm

16、,lDE=40 mm，曲柄以等 角速度3 i=40rad/S回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在 1=45o位置時(shí)，點(diǎn)D及E的速度和加速度， 以及構(gòu)件2的角速度和角加速度。解(1)以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(a)所示。(2)速度分析：以C為重合點(diǎn)，有VC2 = VB + VC2B= VC3 + VC2C3大??？ 3 1|AB?0方向 ？丄AB丄BC /BC以卩i作速度多邊形圖(b),再根據(jù)速度影像原理，作 bde“/ BDE求得d及e,由圖可得vd=u vpd=0. 23 m/sve=卩 vpe=0.173m/s3 2= vbc2/l bc=2 rad/s順時(shí)針)(3)加速度分析： 以C為重合點(diǎn)，有ac2= a

17、B大小3 12|AB方向BA+ aTlC2B+ dc2B= aC3+ ahc2C3+ Wc2C33 22|BC?0 2 3 3VC2C3 ?c BBC丄 BCBC其中 anC2B= 3 22|bc=0.49 m/s2, akC2C3=23 3vc2C3=0.7m/s2,以卩 a作加速度多邊形如圖 (c)a 2=22砂 BC=卩 an2C2lBC=8.36rad/s2(順時(shí)針)i3- 15 在圖(a)示的機(jī)構(gòu)中，已知 Iae=70 mm,; lAB=40mm, lEF=60mm,Ide=35 mm,lCD=75mm,lBC=50mm.原動(dòng)件以等角速度3 1=10rad/s回轉(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu)

18、在 1=50。位置時(shí).點(diǎn)C的速度Vc和加速度a c解：1)速度分析：以F為重合點(diǎn).有VF4=VF5=VF1+VF5F1以卩I作速度多邊形圖如圖（b）得，f4（f5）點(diǎn)，再利用速度影像求得b及d點(diǎn)根據(jù) VC=VB+VCB=VD+VCD 繼續(xù)作速度圖，矢量 pc就代表了 VC2）加速度分析：根據(jù)a F4= an F4+ a tF4= a fi+ 古 f5f什 a f5fi以卩a作加速度多邊形圖（c）,得f4（f5）點(diǎn)，再利用加速度影像求得b及d點(diǎn)。根據(jù)ac=aB+ancB+atcB=aD+ancD+a：cD繼續(xù)作圖，則矢量p c就代表了 ac.則求得vc=卩 Vpc=0.69 m/sac=卩 ap

19、c=3m/s23-16在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪1以等角速度1=10 rad/ s轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪為一偏心圓，其 半徑R=25 mm, lAB=15mm. Iad=50 mm， 1=90o，試用圖解法求構(gòu)件2的角速度3 2與角加速 度a 2 o提示：可先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，然后對(duì)其替代機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。 解（1）以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（a）所示。（2）速度分析：先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，其替代機(jī)構(gòu)如圖（a）所示，并以B為重合點(diǎn)。有VB2 = VB4 + VB2B4 大小 ？3 1 lAB?方向丄BD 丄AB |CD以卩v=0.005 rn/s2作速度多邊形圖如圖（b），由圖可得3 2=vB2/IBD=

20、y vpb2（卩 IBD）=2.333 radTs（逆時(shí)針）（3）加速度分析：aB2 = anB2 + atB2 = 3B4 + akB2B4+ afB2B4 大小3 22|BD ? 3 12|AB 2 3 4VB2B4 ?方向 B-D 丄 BD B-A 丄 CD /CD其中 anB2=3 22Ibd =0.286 m/s2, akB2B4=0.746 m/s2作圖（c）得a = afB2 /Ibd=卩 anSb2/I bd=9.143 rac/s2:（順時(shí)針）3-18 在圖（a）所示的牛頭刨機(jī)構(gòu)中.Iab=200 mnl, Icd=960 mm , Ide=160 mm,設(shè)曲柄以等角 速度3

21、 i=5 rad/s.逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu)在 i=135o位置時(shí).刨頭點(diǎn)的速度vc。解1）以卩I作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖.如圖（a）。2）利用瞬心多邊形圖 （b）依次定出瞬心P36,Pl3.Pl5vc=vpi5=3 1AP15 卩 i=1.24 m/S3 -19圖示齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中，MM為固定齒條，齒輪3的直徑為齒輪4的2倍.設(shè)已 知原動(dòng)件1以等角速度3 1順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí) E點(diǎn)的速度VE 以及齒輪3, 4的速度影像。解：（1）以卩丨作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如（a）所示。（2）速度分斫：此齒輪連桿機(jī)構(gòu)可看作，ABCD受DCEF兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成，則可寫出：vc=vb+vc

22、bVE=VC+VEC以v作速度多邊形如圖（b）所示.由圖得ve=卩 vpe m/S取齒輪3與齒輪4的嚙合點(diǎn)為k,根據(jù)速度影像原理，作 dcksA DCK求得k點(diǎn)。然后 分別以c，e為圓心，以ck. ek為半徑作圓得圓g3和圓g4。圓g3代表齒輪3的速度影像，圓 g4代表齒輪4的速度影像。3-21圖示為一汽車雨刷機(jī)構(gòu)。其構(gòu)件I繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條2與構(gòu)件1在B點(diǎn)處鉸接， 并與繞固定軸心D轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪3嚙合（滾子5用來(lái)保征兩者始終嚙合），固連于輪3上的雨刷3 作往復(fù)擺動(dòng)。設(shè)機(jī)構(gòu)的尺寸為Iab=18 mm,輪3的分度圓半徑r3=12 mm，原動(dòng)件1以等角速度3 =l rad/s順時(shí)針回轉(zhuǎn)，試以圖解法

23、確定雨刷的擺程角和圖示位置時(shí)雨刷的角速度和角加速 度。解： 以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（a）。C C可知擺程角如圖所示:在圖作出齒條2與齒輪3嚙合擺動(dòng)時(shí)占據(jù)的兩個(gè)極限位置r（2）速度分析：將構(gòu)件6擴(kuò)大到B點(diǎn)，以B為重合點(diǎn)，有VB6 = VB2 + VB6B2 大小？3 llAB ?方向丄BD丄AB / BCVB2=3 llAB= 0.01 8 m/s 以卩v作速度多邊形圖(b),有3 2=3 6=VB6/l bd=卩 vpb6/ 卩 lBD=0.059rad/s逆時(shí)針)VB2B6=卩 vb2b6=0.018 45 rn/s（3）加速度分析：aB5 = anB6 + atB6 = anB2 + akB

24、6B2 + arB6B2大小 3 26lBD?3 12lAB23 2vB6B2?方向 B-D 丄BD B-A 丄BC / BC其中，anB2=3 12lAB=0.08m/s2, anB6= 362Ibd=0.000 1 8m/s2, akB2B6=23 6VB2B6=0.00217m/s2.以 卩a作速度多邊形圖（c）。有a 6=a（B6/l BD=卩 a b6r/lBD=1,71 rad/s2（順時(shí)針）3-22圖示為一縫紉機(jī)針頭及其挑線器機(jī)構(gòu)，設(shè)已知機(jī)構(gòu)的尺寸lAB=32mm，Ibc=100 mm ,，lBE=28mm，lFG=90mm，原動(dòng)件1以等角速度3 1=5 rad/ s逆時(shí)針?lè)较蚧?/p>

25、轉(zhuǎn).試用圖解法求機(jī)構(gòu) 在圖示位置時(shí)縫紉機(jī)針頭和挑線器擺桿 FG上點(diǎn)G的速度及加速度。解:(1)以u(píng)i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖(a)所示。(2)速度分析：VC2=vB2 +vC2B2大?。? lAB ?方向/AC丄AB丄BC以卩v作速度多邊形圖如圖(b),再根據(jù)速度影像原理；作厶b2C2e2sBCE求得e2,即ei由圖得3 2=vc2B2/l bc=卩 aC2b2/l bc=0.44 rad/s（逆時(shí)針）以E為重合點(diǎn)VE5FVE4+VE5E4大小 ？ V ? 方向 丄EF V /EF繼續(xù)作圖求得vE5,再根據(jù)速度影像原理，求得vg=卩 vpg=0.077 m/ s3 5=卩 vpg/ Ifg=0.86

26、 rad/s逆時(shí)針） ve5E4=卩 ve5e4=0.165 rn/s（3）加速度分析：aC2JJ=a B2 +a C2B2+atC2B2大小?223 1 lAB3 2 iBC?方向/ACB-AC-B丄BC其中anB2= 3i2Iab =0.8 m/ s2aPc2B2 =3 anC2B2=0.02 m/ S?以卩a=0,01(rn/s2)/mm作加速度多邊形圖(c)，再利用加速度影像求得 e、2。然后利用重 合點(diǎn)E建立方程aPE5 十 at E5=aE4+akE5E4+arE5E4繼續(xù)作圖。則矢量pd5就代表了 aE5。再利用加速度影像求得gaG= 口 apg=0.53 m/S23 1何謂速度

27、瞬心？相對(duì)瞬心與絕對(duì)瞬心有何異同點(diǎn)？ 答：參考教材3031頁(yè)。3 2何謂三心定理？何種情況下的瞬心需用三心定理來(lái)確定 答：參考教材31頁(yè)。,直接標(biāo)注在圖上)3-3試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置仙符號(hào)P, (a)H3*Y(b)答4P.2答_ 0 裟1P為(10 分)(d)（10 分）3-4標(biāo)出圖示的齒輪一連桿組合機(jī)構(gòu)中所有瞬心，并用瞬心法求齒輪 31/ Cl8o1與齒輪3的傳動(dòng)比答：1)瞬新的數(shù)目：K=N(N-1)/2=6(6-1)2=15(2 分)2）為求3 1/ 3 3需求3個(gè)瞬心P16、F36、P13的位置3）3 1/ 3 3= %P13/P16Pl3=DK/AK由構(gòu)件1、3在K

28、點(diǎn)的速度方向相同，可知3 3與3 1同向3-6 在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，LAB=60mm, LcD=90mm,LAD=LBC=120mm, 32=10rad/s,試用瞬心法求:1）當(dāng) =165時(shí)，點(diǎn)的速度vc；2）當(dāng) =165時(shí)，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點(diǎn)E的位置及速度的大小；Vc=0 時(shí)0解：1）以選定的比例尺卩機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖b)2）求vc定出瞬心p12的位置（圖b） 因P13為構(gòu)件3的絕對(duì)瞬心，則有3 3=vb/IBp13=3 21aB 卩 l.Bph3=10X 0.06/0.003 X 78=2.56(rad/s) vc=卩 cp13 3 3=0.003X 52X 2.56=0.4(m

29、/s)3）定出構(gòu)件3的BC線上速度最小的點(diǎn)（E的位置，因BC線上速度最小的點(diǎn)必與p13點(diǎn)的距離最 近，故叢p13引BC線的垂線交于點(diǎn)E,由圖可得ve=卩 1.P13E3 3=0.003X 46.5X 2.56=0.357(m/s)4）定出vc=0時(shí)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置（圖c）量出 1=26.4 2=226.6(3分)&F答Pi答ft戶3-8機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點(diǎn) B的速度vb（即速度矢量pb），試作出 各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的速度多邊形。（10 分）（b）311速度多邊形和加速度多邊彤有哪些特性 ？試標(biāo)出圖中的方向。答 速度多邊形和加速度多邊形特性參見(jiàn)下圖，各速度方向在圖中用箭頭標(biāo)出3-12在圖示

30、的機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及原動(dòng)件1的角速度cdi （順時(shí)針），試用圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)C點(diǎn)的速度和加速度。（a）（3 分）（3 分）pV（fj）（1 分）JVc3=VB+VC3B=VC2+VC3C2 （ 2 分）ntkrac3=aB+a c3B+ac3B=ac2+ac3C2+a C3C2（1 分）Vc2=0ac2=0（2 分）（b）答:VC3B=033=0akC3C2=0VC2=Vb+VC2BfVd3+Vc2C333= Cl2=0(2分)(1 分)4； 2后甲幻aaB+anc2B+atc2B=ac3+akc2C3arc2C3（3 分）答:（C）VB3FVB2+VB3B2Vc=Vb3+Vc

31、b3（2 分）（2 分）（2 分）（1分）a n B3+a t B3=aB2+akB3B2+arB3B2（3 分）3- 13試判斷在圖示的兩機(jī)構(gòu)中.B點(diǎn)足否都存在哥氏加速度？又在何位置哥氏加速度為零 怍出相應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置圖。并思考下列問(wèn)題。(1) 什么條件下存在氏加速度？(2) 根椐上一條請(qǐng)檢查一下所有哥氏加速度為零的位置是否已全部找出。(3) 圖(a)中，akB2B3=2w 2VB2B3對(duì)嗎？為什么。(b)不存在。(2) 由于akB2B3=23 2VB2B3故3 3, VB2B3中只要有一項(xiàng)為零，則哥氏加速度為零。圖(a)中 B點(diǎn)到達(dá)最高和最低點(diǎn)時(shí)構(gòu)件1, 3. 4重合，此時(shí)Vb2b3=0,當(dāng)

32、構(gòu)件1與構(gòu)件3相互垂直.即_f=; 點(diǎn)到達(dá)最左及最右位置時(shí)3 2= 3 3=0.故在此四個(gè)位置無(wú)哥氏加速度。圖(b)中無(wú)論在什么位置都有3 2=3 3=0,故該機(jī)構(gòu)在任何位置哥矢加速度都為零。(3) 對(duì)。因?yàn)?3 33 2。3-14 在圖示的搖塊機(jī)構(gòu)中，已知 lAB=30mm, lAC=100mm, Ibd=50 mm,lDE=40 mm，曲柄以等 角速度3 i=40rad/S回轉(zhuǎn)，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在 1=45o位置時(shí)，點(diǎn)D及E的速度和加速度， 以及構(gòu)件2的角速度和角加速度。解(1)以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(a)所示。(2)速度分析：以C為重合點(diǎn)，有VC2 = VB + VC2B= VC3 + V

33、C2C3大?。?3 1|AB?0方向 ？丄AB丄BC /BC以卩i作速度多邊形圖(b),再根據(jù)速度影像原理，作 bde“/ BDE求得d及e,由圖可得vd=u vpd=0. 23 m/sve=卩 vpe=0.173m/s3 2= vbc2/l bc=2 rad/s順時(shí)針)(3)加速度分析： 以C為重合點(diǎn)，有ac2= aB大小3 12|AB方向BA+ aTlC2B+ dc2B= aC3+ ahc2C3+ Wc2C33 22|BC?0 2 3 3VC2C3 ?c BBC丄 BCBC其中 anC2B= 3 22|bc=0.49 m/s2, akC2C3=23 3vc2C3=0.7m/s2,以卩 a作

34、加速度多邊形如圖 (c)a 2=22砂 BC=卩 an2C2lBC=8.36rad/s2(順時(shí)針)i3- 15 在圖(a)示的機(jī)構(gòu)中，已知 Iae=70 mm,; lAB=40mm, lEF=60mm,Ide=35 mm,lCD=75mm,lBC=50mm.原動(dòng)件以等角速度3 1=10rad/s回轉(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu) 在 1=50。位置時(shí).點(diǎn)C的速度Vc和加速度a c解：1)速度分析：以F為重合點(diǎn).有VF4=VF5=VF1+VF5F1以卩I作速度多邊形圖如圖（b）得，f4（f5）點(diǎn)，再利用速度影像求得b及d點(diǎn)根據(jù) VC=VB+VCB=VD+VCD 繼續(xù)作速度圖，矢量 pc就代表了 VC2）加速

35、度分析：根據(jù)a F4= an F4+ a tF4= a fi+ 古 f5f什 a f5fi以卩a作加速度多邊形圖（c）,得f4（f5）點(diǎn)，再利用加速度影像求得b及d點(diǎn)。根據(jù)ac=aB+ancB+atcB=aD+ancD+a：cD繼續(xù)作圖，則矢量p c就代表了 ac.則求得vc=卩 Vpc=0.69 m/sac=卩 apc=3m/s23-16在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪1以等角速度1=10 rad/ s轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪為一偏心圓，其 半徑R=25 mm, lAB=15mm. Iad=50 mm， 1=90o，試用圖解法求構(gòu)件2的角速度3 2與角加速 度a 2 o提示：可先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，然后對(duì)其替代

36、機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。 解（1）以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖（a）所示。（2）速度分析：先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，其替代機(jī)構(gòu)如圖（a）所示，并以B為重合點(diǎn)。有VB2 = VB4 + VB2B4 大小 ？3 1 lAB?方向丄BD 丄AB |CD以卩v=0.005 rn/s2作速度多邊形圖如圖（b），由圖可得3 2=vB2/IBD=y vpb2（卩 IBD）=2.333 radTs（逆時(shí)針）（3）加速度分析：aB2 = anB2 + atB2 = 3B4 + akB2B4+ afB2B4 大小3 22|BD ? 3 12|AB 2 3 4VB2B4 ?方向 B-D 丄 BD B-A 丄 CD /CD其中 a

37、nB2=3 22Ibd =0.286 m/s2, akB2B4=0.746 m/s2作圖（c）得a = afB2 /Ibd=卩 anSb2/I bd=9.143 rac/s2:（順時(shí)針）3-18 在圖（a）所示的牛頭刨機(jī)構(gòu)中.Iab=200 mnl, Icd=960 mm , Ide=160 mm,設(shè)曲柄以等角 速度3 i=5 rad/s.逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn).試以圖解法求機(jī)構(gòu)在 i=135o位置時(shí).刨頭點(diǎn)的速度vc。解1）以卩I作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖.如圖（a）。2）利用瞬心多邊形圖 （b）依次定出瞬心P36,Pl3.Pl5vc=vpi5=3 1AP15 卩 i=1.24 m/S3 -19圖示齒輪一連桿組

38、合機(jī)構(gòu)中，MM為固定齒條，齒輪3的直徑為齒輪4的2倍.設(shè)已 知原動(dòng)件1以等角速度3 1順時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，試以圖解法求機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí) E點(diǎn)的速度VE 以及齒輪3, 4的速度影像。解：（1）以卩丨作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如（a）所示。（2）速度分斫：此齒輪連桿機(jī)構(gòu)可看作，ABCD受DCEF兩個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成，則可寫出：vc=vb+vcbVE=VC+VEC以v作速度多邊形如圖（b）所示.由圖得ve=卩 vpe m/S取齒輪3與齒輪4的嚙合點(diǎn)為k,根據(jù)速度影像原理，作 dcksA DCK求得k點(diǎn)。然后 分別以c，e為圓心，以ck. ek為半徑作圓得圓g3和圓g4。圓g3代表齒輪3的速度影像，圓 g4代表齒輪4的速

39、度影像。3-21圖示為一汽車雨刷機(jī)構(gòu)。其構(gòu)件I繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條2與構(gòu)件1在B點(diǎn)處鉸接， 并與繞固定軸心D轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪3嚙合（滾子5用來(lái)保征兩者始終嚙合），固連于輪3上的雨刷3 作往復(fù)擺動(dòng)。設(shè)機(jī)構(gòu)的尺寸為Iab=18 mm,輪3的分度圓半徑r3=12 mm，原動(dòng)件1以等角速度3 =l rad/s順時(shí)針回轉(zhuǎn)，試以圖解法確定雨刷的擺程角和圖示位置時(shí)雨刷的角速度和角加速 度。解： 以卩i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（a）。C C可知擺程角如圖所示:在圖作出齒條2與齒輪3嚙合擺動(dòng)時(shí)占據(jù)的兩個(gè)極限位置r（2）速度分析：將構(gòu)件6擴(kuò)大到B點(diǎn)，以B為重合點(diǎn)，有VB6 = VB2 + VB6B2 大小？3 llAB ?方向

40、丄BD丄AB / BCVB2=3 llAB= 0.01 8 m/s 以卩v作速度多邊形圖(b),有3 2=3 6=VB6/l bd=卩 vpb6/ 卩 lBD=0.059rad/s逆時(shí)針)VB2B6=卩 vb2b6=0.018 45 rn/s（3）加速度分析：aB5 = anB6 + atB6 = anB2 + akB6B2 + arB6B2大小 3 26lBD?3 12lAB23 2vB6B2?方向 B-D 丄BD B-A 丄BC / BC其中，anB2=3 12lAB=0.08m/s2, anB6= 362Ibd=0.000 1 8m/s2, akB2B6=23 6VB2B6=0.0021

41、7m/s2.以 卩a作速度多邊形圖（c）。有a 6=a（B6/l BD=卩 a b6r/lBD=1,71 rad/s2（順時(shí)針）3-22圖示為一縫紉機(jī)針頭及其挑線器機(jī)構(gòu)，設(shè)已知機(jī)構(gòu)的尺寸lAB=32mm，Ibc=100 mm ,，lBE=28mm，lFG=90mm，原動(dòng)件1以等角速度3 1=5 rad/ s逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn).試用圖解法求機(jī)構(gòu) 在圖示位置時(shí)縫紉機(jī)針頭和挑線器擺桿 FG上點(diǎn)G的速度及加速度。解:(1)以u(píng)i作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖(a)所示。(2)速度分析：VC2=vB2 +vC2B2大?。? lAB ?方向/AC丄AB丄BC以卩v作速度多邊形圖如圖(b),再根據(jù)速度影像原理；作厶b2C2

42、e2sBCE求得e2,即ei由圖得3 2=vc2B2/l bc=卩 aC2b2/l bc=0.44 rad/s（逆時(shí)針）以E為重合點(diǎn)VE5FVE4+VE5E4大小 ？ V ? 方向 丄EF V /EF繼續(xù)作圖求得vE5,再根據(jù)速度影像原理，求得vg=卩 vpg=0.077 m/ s3 5=卩 vpg/ Ifg=0.86 rad/s逆時(shí)針） ve5E4=卩 ve5e4=0.165 rn/s（3）加速度分析：aC2JJ=a B2 +a C2B2+atC2B2大小?223 1 lAB3 2 iBC?方向/ACB-AC-B丄BC其中anB2= 3i2Iab =0.8 m/ s2aPc2B2 =3 an

43、C2B2=0.02 m/ S?以卩a=0,01(rn/s2)/mm作加速度多邊形圖(c)，再利用加速度影像求得 e、2。然后利用重 合點(diǎn)E建立方程aPE5 十 at E5=aE4+akE5E4+arE5E4繼續(xù)作圖。則矢量pd5就代表了 aE5。再利用加速度影像求得gaG= 口 apg=0.53 m/S2機(jī)械原理第八版西工大教研室編第2章2-1何謂構(gòu)件？何謂運(yùn)動(dòng)副及運(yùn)動(dòng)副元素？運(yùn)動(dòng)副是如何進(jìn)行分類的？ 答：參考教材57頁(yè)。2-2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖有何用處？它能表示出原機(jī)構(gòu)哪些方面的特征？答：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖可以表示機(jī)構(gòu)的組成和運(yùn)動(dòng)傳遞情況，可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，而且也可用來(lái)進(jìn) 行動(dòng)力分析。2-3機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)

44、動(dòng)的條件是什么？當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)少于或多于機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，機(jī)構(gòu) 的運(yùn)動(dòng)將發(fā)生什么情況？答：參考教材1213頁(yè)。2-4何謂最小阻力定律？試舉出在機(jī)械工程中應(yīng)用最小阻力定律的1、2個(gè)實(shí)例。2-5在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng) ？答：參考教材1517頁(yè)。2-6在圖2-20所示的機(jī)構(gòu)中，在鉸鏈 C、B、D處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡都是重 合的，那么能說(shuō)該機(jī)構(gòu)有三個(gè)虛約束嗎？為什么？答：不能，因?yàn)樵阢q鏈C、B、D中任何一處，被連接的兩構(gòu)件上連接點(diǎn)的軌跡重合是由于其 他兩處的作用，所以只能算一處。2-7 何謂機(jī)構(gòu)的組成原理？何謂基本桿組？它具有什么特性？如何確定基本桿組的級(jí)別及機(jī)構(gòu) 的級(jí)別

45、？答：參考教材1819頁(yè)。2-8為何要對(duì)平面高副機(jī)構(gòu)進(jìn)行“高副低代? “高副低代”應(yīng)滿足的條件是什么？ 答：參考教材2021頁(yè)。2-9任選三個(gè)你身邊已有的或能觀察到的下列常用裝置（或其他裝置），試畫出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。1）折疊桌或折疊椅；2）酒瓶軟木塞開(kāi)蓋器；3）衣柜上的彈簧合頁(yè)；4）可 調(diào)臂臺(tái)燈機(jī)構(gòu)；5）剝線鉗；6）磁帶式錄放音機(jī)功能鍵操縱機(jī)構(gòu)；7）洗衣機(jī)定時(shí)器機(jī)構(gòu)；8漸車 擋風(fēng)玻璃雨刷機(jī)構(gòu)；9）公共汽車自動(dòng)開(kāi)閉門機(jī)構(gòu)；10）挖掘機(jī)機(jī)械臂機(jī)構(gòu)；。2-10請(qǐng)說(shuō)出你自己身上腿部的髖關(guān)節(jié)、 膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)分別可視為何種運(yùn)動(dòng)副 ？試畫出仿腿 部機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算其自由度。2-1

46、1圖示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)者的思路是：動(dòng)力由齒輪 j輸入，使軸A連續(xù) 回轉(zhuǎn)；而固裝在軸A上的凸輪2與杠桿3組成的凸輪機(jī)構(gòu)使沖頭4上下運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到?jīng)_壓的目 的。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（各尺寸由圖上量?。治鍪欠衲軐?shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。1）取比例尺繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖解:3 3 2 4 10不合理 f 0，可改為2-12圖示機(jī)構(gòu)為一凸輪齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖并計(jì)算自由度。解:f 3 8 2 10 2112-16試計(jì)算圖示凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度(a)A為復(fù)合鉸鏈解：(1)圖示機(jī)構(gòu)在D處的結(jié)構(gòu)與圖2-1所示者一致，經(jīng)分析知該機(jī)構(gòu)共有 7個(gè)活動(dòng)構(gòu)件， 8個(gè)低副(注意移

47、動(dòng)副F與F, E與E均只算作一個(gè)移動(dòng)副)，2個(gè)高副；因有兩個(gè)滾子2、4, 所以有兩個(gè)局部自由度，沒(méi)有虛約束，故機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n- (2p+ph- p )- F =3x 7- (2 x 8+2-0)- 2=1(2)如將D處結(jié)構(gòu)改為如圖b所示形式，即僅由兩個(gè)移動(dòng)副組成。注意，此時(shí)在該處 將帶來(lái)一個(gè)虛約束。因?yàn)闃?gòu)件 3、6和構(gòu)件5、6均組成移動(dòng)副，均要限制構(gòu)件 6在圖紙平面 內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩者是重復(fù)的，故其中有一個(gè)為虛約束。經(jīng)分析知這時(shí)機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)為6,低副數(shù)為7，高副數(shù)和局部自由度數(shù)均為2，虛約束數(shù)為1，故機(jī)構(gòu)的自由度為F=3n- (2p+ph- p )- F =3X 6- (2x 7+2-

48、1)- 2=1解： n=11, pi=17, ph=O,p=2pi+ph-3 n=2, F=0上述兩種結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)雖然自由度均為一，但在性能上卻各有千秋：前者的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但沒(méi) 有虛約束，在運(yùn)動(dòng)中不易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象；后者則相反，由于有一個(gè)虛約束，假如不能保證在 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中構(gòu)件3、5始終垂直，在運(yùn)動(dòng)中就會(huì)出現(xiàn)卡澀甚至卡死現(xiàn)象，故其對(duì)制造精度要求 較咼。(2)F=3n-(2pi+ph-p )-F =3X 4-(2X 4+0-0)-1=1(d) A、B、C處為復(fù)合鉸鏈。自由度為:解(1)取比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示F=3 n-(2p+ph-p)-F=3X 11-(2X 17+0-2)-0=1 去掉虛約

49、束后 F=3n-(2p+pQ =3X 5-(2X 7+0) =1F=3n-(2pi+ph-p )-F =3X 6-(2 X 7+3)-0=1齒輪3、5和齒條7與齒輪5的嚙合高副所提供的約束數(shù)目不同，因?yàn)辇X輪3、5處只有一個(gè)高副，而齒條7與齒輪5在齒的兩側(cè)面均保持接觸，故為兩個(gè)高副2-13圖示為一新型偏心輪滑閻式真空泵。其偏心輪1繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，與外環(huán)2固連在一起的滑閥3在可繞固定軸心C轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱4中滑動(dòng)。當(dāng)偏心輪按圖示方向連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)可將設(shè) 備中的空氣吸入，并將空氣從閥5中排出，從而形成真空。(1)試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；(2)計(jì) 算其自由度。2-14圖示是為高位截肢的人所設(shè)汁的一種假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)

50、構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能保持人行走的穩(wěn)定性。 若以脛骨1為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖和計(jì)一算其自由度，并作出大腿彎曲時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn) 動(dòng)簡(jiǎn)圖。解 把脛骨I相對(duì)固定作為機(jī)架假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖 所示，大腿彎曲90。時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖中虛線所示。其自由度為：F=3n-(2p+ph-p )-F =3X 5-(2X 7+0-0)-0=12-15試?yán)L制圖n所示仿人手型機(jī)械手的食指機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(以手掌8作為相對(duì)固定的機(jī)架)，井計(jì)算自由度。(1) 取比倒尺肌作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(2) 計(jì)算自由度解:f 3 7 2 1012-18圖示為一剎車機(jī)構(gòu)。剎車時(shí)，操作桿 j向右拉，通過(guò)構(gòu)件2、3、4、5、6使兩閘瓦剎住

51、 車輪。試計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并就剎車過(guò)程說(shuō)明此機(jī)構(gòu)自由度的變化情況。(注；車輪不屬于剎車機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件。（1）未剎車時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度2）閘瓦G、J之一剃緊車輪時(shí)剎車機(jī)構(gòu)的自由度3）閘瓦G、J同時(shí)剎緊車輪時(shí)，剎車機(jī)構(gòu)的自由度解：1 f 36282231試計(jì)算自由度 t并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組。如在3 4 2 62-23圖示為一內(nèi)然機(jī)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖， 該機(jī)構(gòu)中改選EG為原動(dòng)件，試問(wèn)組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組是否與前者有所不同。解：f 3 7 2 101村件沖昌為堆詰件時(shí)機(jī)駒材輩心杵駆購(gòu)件EC為原歸件時(shí)甜粒肖皆基2-22圖示為一收放式折疊支架機(jī)構(gòu)。該支架中的件 1和5分別用木螺釘連接于固定臺(tái)板1和括動(dòng)臺(tái)板5、上兩者在D處鉸接，使活動(dòng)臺(tái)板能相對(duì)于固定臺(tái)極轉(zhuǎn)動(dòng)。又通過(guò) 件1，2，3，4組成的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)及連桿 3上E點(diǎn)處的銷子與件5上的連桿曲線槽組成 的銷槽連接使活動(dòng)臺(tái)板實(shí)現(xiàn)收放動(dòng)作。在圖示位置時(shí)，雖在活動(dòng)臺(tái)板上放有較重的重物.活 動(dòng)臺(tái)板也不會(huì)自動(dòng)收起，必須沿箭頭方向推動(dòng)件2,使鉸鏈B，D重合時(shí)活動(dòng)臺(tái)板才可收起（如圖中雙點(diǎn)劃線所示）?，F(xiàn)已知機(jī)構(gòu)尺寸Iab=