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1、第二章 机构的结构分析一、 填空与选择题1、 B、A 2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对运动3、低副，高副，2，1 4、后者有作为机架的固定构件5、自由度的数目等于原动件的数目 ；运动不确定或机构被破坏6、 7、 8、m-1 9、受力情况 10、原动件、机架、若干个基本杆组11、A、B 12、C13、C二、绘制机构简图1、 计算自由度 n=7, PL=9，PH=2 F=3n-2PL-PH=37-29-2=12、 3、 4、 三、自由度计算(a)E处为局部自由度；F处(或G处)为虚约束计算自由度 n=4，PL=5，PH=1 F=3n-2PL-PH=34-25-1=1自由度的数目等于原动件的
2、数目所以该机构具有确定的运动。(b) E处(或F处)为虚约束计算自由度 n=5，PL=7，PH=0 F=3n-2PL-PH=35-27=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。(c) B处为局部自由度；F处为复合铰链；J处(或K处)为虚约束计算自由度 n=9，PL=12，PH=2 F=3n-2PL-PH=39-212-2=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。(d) B处为局部自由度；C处为复合铰链；G处(或I处)为虚约束 计算自由度 n=7，PL=9，PH=1 F=3n-2PL-PH=37-29-1=2自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。
3、(e) 构件CD(或EF)及其两端的转动副引入一个虚约束计算自由度 n=3，PL=4，PH=0 F=3n-2PL-PH=33-24=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。(f) C处为复合铰链；计算自由度 n=7，PL=10，PH=0 F=3n-2PL-PH=37-210=1自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。(g) B处为局部自由度；F处为复合铰链；E处(或D处)为虚约束 计算自由度 n=6，PL=8，PH=1 F=3n-2PL-PH=36-28-1=1(h)去掉杆8此处存在虚约束；B和C处为复合铰链 计算自由度 n=7，PL=10，PH=0 F=3n-2
4、PL-PH=37-210=1(i) C处为复合铰链 计算自由度 n=5，PL =7，PH=0 F=3n-2PL-PH=35-27=1 自由度的数目等于原动件的数目，所以该机构具有确定的运动。四、试计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。替代机构如下图所示： (1)计算自由度n=4，PL=5，PH=1 F=3n-2PL-PH=34-25-1=1(2)计算自由度n=3，PL=3，PH=2 F=3n-2PL-PH=33-23-2=1五、计算下图所示机构的自由度，并通过结构分析确定当构件1、5分别为原动件时机构的级别。计算自由度 n=5，PL=7，PH=0 F=3n-2PL-PH=35
5、-27=1机构分析如下图所示。可见，若以构件1为原动件，该机构为III级杆组；若以构件5为原动件，该机构为II级杆组。笫三章 平面机构的运动分析一、选择与填空题1、B 2、A 3、D 4、D 5、D 6、同一直线上；7、N（N-1）/2二、分析、计算题1、試求下图所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。.2、下图所示的正切机构中，如果Lbd=0.1m，v3=1.36m/s，a3=31.2m/s2方向如图所示，试用矢量方程图解法求构件1的角速度和角加速度。（用矢量方程图解法）3、试判断在图示两机构中，（1）B点是否都存在科氏加速度？（2）找出科氏加速度为零的所有位置；（3）标出图a中的akB2B3
6、。4、下图所示的正切机构中，如果Lbd=0.1m，v3=1.36m/s，a3=31.2m/s2方向如图所示，试用矢量方程图解法求构件1的角速度和角加速度。（用矢量方程图解法）5、已知机构各构件的长度lAC、lBC，原动件1以等角速度w1逆时针转动，用矢量方程图解法求图示位置构件2、构件3的角速度w2、w3和角加速度a2 、a3（列出相关的速度和加速度矢量方程式；作出速度图和加速度图）。 解：大小 ？ w1lAB ？方向 BC AB /AB vB3 = vB2 = w 3 = ， 逆时针1=2=常数， a1=a2=0 大小 32 lBC ？ 12 lAB 21vB2B1 ？方向 B C BC B
7、A AB / AB 逆时针 6、下图所示的摇杆机构中，如果Lab=0.03m，Lac=0.1m，Lbd=0.05m，Lde=0.04m，曲柄1以等角速度1=10rad/s回转，试用相对运动图解法求构件2上E点的速度和加速度以及构件2的角速度和角加速度。7、图示为一汽车雨刷器机构。其构件1绕固定轴心A转动，齿条2与构件1在B点处铰接，并与绕固定轴心D转动的齿轮3啮合（滚子5用来保证两者始终啮合），固连于轮3的雨刷3作往复摆动。设机构的尺寸为lAB=18mm ,轮3的分度圆半径r3=lCD=12mm，原动件1以等角速度w1=1rad/s顺时针转动，试用图解法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的角速度
8、和角加速度。解：1.选定长度比例尺l=0.0015(m/mm)作机构运动简图（a），确定雨刷的极限位置，得出导程角。两极限位置C、C，其导程角为j。2.速度分析/s 选B为重合点的速度矢量方程式大小 ？ w1lAB ？方向 BD AB /BC以作速度多边形图（b） = w 2 =w 6 = ，(逆时针)3.加速度分析 大小 62 lBD ？ 12 lAB 22vB6B2 ？方向 B D BD BA BC / BC式中， 以作加速度多边形图（c），（顺时针）8、如图所示已知曲柄的长度L1、转角1、等角速度1及中心距L4，要求确定导杆的转角3、角速度3和角加速度a3，以及滑块在导杆上的位置s、滑动
9、速度vB2B3及加速度aB2B3。（用复数矢量法，推导出方程式即可）解：1）位置分析：，即 （a）展开后分别取实部和虚部： 两式相除得： 2）速度分析:：将式（a）对时间求导数得： （b）方向： 大小： 意义： vB2 = vB3 + vB2B3两边分别乘以后展开，并取实部和虚部得：3）加速度分析：将式（b）对时间求导数得：方向： 大小： 意义： = + + + 两边分别乘以后展开，并取实部和虚部得：第四章 平面机构的力分析一、选择与填空题1、驱动力、阻抗力 2、 3、与构件2相对于构件1的转动方向相反 4、 5、驱动力、与运动方向成锐角或一致、阻抗力、与运动方向成钝角或相反6、F=-mas、
10、M=0 7、F=0、M=-Js 8、 3n=2pl+ph 9、C 10、 A 11、C二、分析、计算题1、在图示摆动导杆机构中，已知LAB=300mm，1=90，3=30，加于导杆的力矩M3=60Nm。求图示位置各运动副中的反力和应加于曲柄1上的平衡力矩。解：首先以2，3杆组成的II级杆组为研究对象，其上作用的力如图b所示，对C点取矩可求出 以滑块B为研究对象，其上作用的力如图c，对于平面共点力系可得到 以曲柄1为研究对象，其上作用的力如图d所示 2、如图一曲柄滑块机构。已知各构件的尺寸、摩擦圆、摩擦角，作用在滑块3上的水平阻力FQ，驱动力为作用在B点处且垂直于AB的Fb。试确定：（1）哪个构
11、件为二力平衡构件，哪些构件为三力平衡构件；（2）构件4对构件1的运动副反力的方向是向上还是向下；（3）标出各运动副反力的方向；（4）求机构的各运动副反力及构件1上的驱动力Fb。解：（1）构件2为二力平衡构件，构件1、3为三力平衡构件。 （2）构件4对构件1的副反力的方向向上。 （3）如图。 （4）构件3的力平衡条件 选力比例尺，作矢量多边形，如图所示，构件1的力平衡条件 3、图示为一手压机，已知作用在构件1上的主动力P=500N，简图中转动副处的大圆为摩擦圆，摩擦角的大小示于右侧。要求在图示位置：（1）画出各构件上的作用力（画在该简图上）；（2）用p=10N/mm，画出力多边形图，求出压紧力Q
12、的大小。4、如图所示为凸轮机构，凸轮1为原动件，且以角速度1逆时针匀速转动。已知机构的位置和各构件的尺寸、作用于构件2上的生产阻力Fr以及各运动副之间的摩擦角及摩擦圆半径。不计惯性力和重力，试求各运动副反力以及作用在凸轮上的平衡力矩Mb。解：画出构件2上受的三个力，如图所示。力平衡条件选力比例尺，作矢量多边形，如图所示，画出构件1上受的两个力和一个力偶矩，如图所示。5、如图所示为双滑块机构。已知各构件的尺寸及各运动副之间的摩擦角、摩擦圆半径，滑块4为原动件，等速向右移动，滑块2上受到阻力Q的作用。若不计构件的惯性力和重力，试求图示位置时的平衡力Fb。解：构件3受二力，构件2受三力，构件4受三力，如图所示。构件2力平衡条件构件3力平衡条件选力比例尺，作矢量多边形，如图所示，其中6、图示楔块机构，已知：Fp为驱动力，FQ为生产阻力，f为各接触平面间的滑动摩擦系数。求楔块 2 的两个摩擦面上所受到的全反力FR12，FR32。解：摩擦角的计算公式：=arctanf，楔块 2 的两个摩擦面上所受到的全反力FR12，FR32见图。7、下图所示正切机构中，已知h=500mm，1=10rad/s（为常数），构件3的重量Q3=10N，重心在其轴线上，生产阻力Pr=100N，其余构件的重力和惯性力均略去不计。试求当1=60时，需加在构件1
