机械原理1_3章答案
＜机械原理＞第八版
第2章
2-1何谓构件？何谓运动副及运动副元素？运动副是如何进行分类的？
答：参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征？
答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。
2-3机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？
答：参考教材12~13页。
2-4 何谓最小阻力定律？试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。
2-5在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项？
答：参考教材15~17页。
2-6 在图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。
2-7 何谓机构的组成原理？何谓基本杆组？它具有什么特性？如何确定基本杆组的级别及机构的级别？
答：参考教材18~19页。
2-8为何要对平面高副机构进行“高副低代"? “高副低代”应满足的条件是什么？
答：参考教材20~21页。
2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置（或其他装置），试画出其机构运动简图，并计算其自由度。1）折叠桌或折叠椅；2）酒瓶软木塞开盖器；3）衣柜上的弹簧合页；4）可调臂台灯机构；5）剥线钳；6）磁带式录放音机功能键操纵机构；7）洗衣机定时器机构；8）轿车挡风玻璃雨刷机构；9）公共汽车自动开闭门机构；10）挖掘机机械臂机构；…。
2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副？试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计算其自由度。
2-11 |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j输入，使轴A连续回转；而固装在轴A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。
1）取比例尺绘制机构运动简图
2）分析是否能实现设计意图
解:
f 3 3 2 4 1 0不合理?/ f 0，可改为
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
2-16［试计算图示凸轮-连杆组合机构的自由度
(a)
解： f 342511 A 为复合铰链
(b)
解:( 1)图示机构在D处的结构与图2-1所示者一致，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F', E与E'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
F=3n- (2p i+p h- p ' )- F ' =3x 7- (2 x 8+2-0)- 2=1
(2)如将D处结构改为如图b所示形式，即仅由两个移动副组成。注意，此时在该处将带来一个虚约束。因为构件3、6和构件5、6均组成移动副，均要限制构件6在图纸平面内转动，这两者是重复的，故其中有一个为虚约束。经分析知这时机构的活动构件数为6, 低副数为7，高副数和局部自由度数均为2，虚约束数为1，故机构的自由度为
F=3n- (2p l+p h- p ' )- F ' =3 X 6- (2 x 7+2-1)- 2=1
上述两种结构的机构虽然自由度均为一，但在性能上却各有千秋：前者的结构较复杂，但没有虚约束，在运动中不易产生卡涩现象；后者则相反，由于有一个虚约束，假如不能保证在运动过程中构件3、5始终垂直，在运动中就会出现卡涩甚至卡死现象，故其对制造精度要求较咼。
(c)
解：⑴ n=11, p
1=17, p h =0, p'=2p i '+p h -3n'=2, F'=0 F=3n-(2p 1+P h -P')-F'=3 X 11-(2 X 17+0-2)-0=1
(2)去掉虚约束后 F=3n-(2p i +p h ) =3 X 5-(2 X 7+0) =1
齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目不同，因为齿轮
3、5处只有一个 高副，而齿条7与齿轮5
在齿的两侧面均保持接触，故为两个高副
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。
2-14图示是为高位截肢的人所设汁的一种假肢膝关节机构。该机构能保持人行走的稳定性。 若以(d) A 、B 、C 处为复合铰链。自由度为: F=3n-(2p 1+p h -p')-F'=3 X 6-(2 X 7+3)-0=1
1号构件也可以转动。
B
2
解(1)取比例尺作机构运动简图如图所示
(2) F=3n-(2p 1+p h -p ' )-F ' =3X 4-(2 X 4+0-0)-1=1
胫骨1为机架，试绘制其机构运动简图和计一算其自由度，并作出大腿弯曲时的机构运动简图。
f 3 3 2 4 1 0不合理?/ f 0，可改为
解把胫骨I相对固定作为机架?假肢膝关节机构的机构运动简图如图所示，大腿弯曲90。时的机构运动简图，如图中虚线所示。其自由度为:
F=3n-(2p i+p h-p ' )-F ' =3X 5-(2 X 7+0-0)-0=1
2-15试绘制图n所示仿人手型机械手的食指机构的机构运动简图(以手掌8作为相对
固定的机架)，井计算自由度。
(1)取比倒尺肌作机构运动简图
(2)计算自由度
解：
f 3 7 2 10 1
2-18图示为一刹车机构。刹车时，操作杆j向右拉，通过构件2、3、4、5、6使两闸瓦刹住车轮。试计算机构的自由度，并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。(注；车轮不属于刹车机构中的构件。
(1)未刹车时，刹车机构的自由度
2)闸瓦G J之一剃紧车轮时?刹车机构的自由度
3)闸瓦G J同时刹紧车轮时，刹车机构的自由度
解：1> f 36282
f 3 5 2 7
2>
3> f 3 4 2 6 1
2-23图示为一内然机的机构运动简图，试计算自由度t并分析组成此机构的基本杆组。如在该机构中改选EG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。
解： f 3 7 2 10 1
2-21 图示为一收放式折叠支架机构。该支架中的件1和5分别用木螺钉连接于固定台板1'和括动台板5、上?两者在D处铰接，使活动台板能相对于固定台极转动。又通过件1, 2, 3, 4组成的铰链四杆机构及连杆3上E点处的销子与件5上的连杆曲线槽组成的销槽连接使活动台板实现收放动作。在图示位置时，虽在活动台板上放有较重的重物.活动台板也不会自动收起，必须沿箭头方向推动件2,使铰链B，D重合时?活动台板才可收起（如图中双点划线所示）。现已知机构尺寸I AB=I AD=90 mm l BC=1CD=25 mm其余尺寸见图。试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。
解：机械运动简图如下:
F=3n-(2p 1+p b-p')-F'=3 X 5-(2 X 6+1-0)-1=1
3—1何谓速度瞬心？相对瞬心与绝对瞬心有何异同点？答：参考教材30~31页。3—2何谓三心定理？何种情况下的瞬心需用三心定理来确定？答：参考教材31页。3-31试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号P，直接标注在图上) (a)
（b）
答:
答:
（10 分）
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