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1、一、自由度的计算1.试计算图示机构的自由度（若含有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出）参考答案B处有局部自由度，F处为复合铰链。F = 3若- 2耳-匕= 3x6-2x8-l = l2.试计算图示机构的自由度参考答案F = 3若-2珂 -p亶= 3x6-2x3-0=2/ = 3r-2-入=3x4-2x6-0= 04.试计算图示机构的自由度参考答案F = 3门一2左卫卫=3x5-2x7-0=!5.试计算图示机构的自由度参考答案F 3n 2 jD jo = 3x8 2x110 = 2 i i参考答案刃二 丁，込二 =0,F 3打- 2j0 = 3x7 2x9 0 = 3或把三角形看成一刚体，则 二
2、 - F = 3n- 2见一耳=3只5- 2 x 6- 0 = 37.计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链、局部自由度和虚约束。参考答案7? = 3x7-2x9 1x2 = 1B为局部自由度；C（或D）为虚约束；G为复合铰链参考答案F = 3门-2 巩-珀=3x5- 2 x7-l = 09. 试述机构有确定运动的条件，并判断下图所示两机构是否有确定运动。参考答案（1）机构有确定运动的条件是机构自由度大于零且等于原动件数目。（2）图 a -r二匚 y : U t u 1原动件数大于自由度，无法运动。图 b 广 二- - -原动件数小于自由度，无确定运动。10. 试计算图示机构的自由度
3、（若含有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出）参考答案B处有局部自由度。F二 3&-2p-Pe = 3x4-2x5-1 = 1试计算图示机构的自由度（若含有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出）i1r参考答案B处为复合铰链。F = 3咼-2芒= 3x5-2x7-0 = !11. 试计算图示机构的自由度（若含有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出）参考答案C处有局部自由度、复合铰链。D处为复合铰链。F, G处有局部自由度。去掉局部自由度后， 二 -l:,F - 3n 2几-內=3x6-2x7-3 = 112. 试计算图示机构的自由度（若含有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出）参考答案C处为复合铰链。J
4、 （或F）处有虚约束。F 3?- 2 jt?a = 3x9-2x130=113. 试计算图示机构的自由度，并指出该机构中有无虚约束、局部自由度或复合铰链，若有，指出在何处参考答案E（或F）处有虚约束，滚轮 D处有虚约束及局部自由度，去掉后得： F - 3n-2pL -p1 = 3x5-2x6-l= 215.试计算图示机构的自由度，并正确指定原动件。滚轮处为局部自由度，故y ,一/ ,-“；：一 机构的自由度为2,可以滑块和凸轮为原动件。18.计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链、局部自由度和虚约束。图中绕|、J转动的构件为齿轮。18.计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链
5、、局部自由度和虚约束。图中绕|、J转动的构件为齿轮。参考答案F = 3曲一2卫丄一心=3x8-2x11-0 = 217.试计算图示机构的自由度参考答案滚子F处为局部自由度，J或K处为虚约束，C处为复合铰链。去掉虚约束和局部自由度后，：；= -:- _ 所以F = 3打-2巩-珀=3x11-2x14-1 418.计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链、局部自由度和虚约束。图中绕|、J转动的构件为齿轮。参考答案B、D处有局部自由度。 5二:-:119. 试分析图示装置能否运动，为什么？（用机构自由度公式加以说明）参考答案不能运动，因F为零。20. 试计算图示构件系统的自由度，并说明其能否
6、成为机构参考答案C、D、E均为复合铰链。F 3/? 2-jd = 3x62x9 1 = -1I I无法运动，不能成为机构。21. 试计算图示运动链的自由度。参考答案A、E、F 为复合铰链，故- _ 二亠:：-1二、平面连杆机构及其设计1. 图示铰链四杆机构中，已知二 m 二t也：.二川二1匸，ad为机架， 若要得到双摇杆机构，试求CD杆长的取值范围。参考答案 要得到双摇杆机构有两种可能。(1) 机构存在整转副，且是 B C,贝U 1为最短。1 ) CD杆最长 怡+，3)如+曲 G如+-仏=80+50-40= 90 mm2 ) CD杆中间长 5+如 曲+厶力 G 2+如-如= 40+80 $0=
7、70 mm(2) 机构不存在整转副，亦不符合杆长和条件。1 ) CD 杆最长 + - _ 1 -但不超过 三杆和即iiJ.+_._. 一2 ) CD杆中间长上_丄；丄_、丄111 -113 ) CD杆最短心+如 眈十応心 仏亡+厶-曲-50-80 = 10mm综上得 !二丄 , -111 一丄2.图示铰链四杆机构中，丄 ：1；.匚二，问：q为何值时 (给岀一取值范围)，该机构成为曲柄摇杆机构参考答案(1) AD不能成为最短杆(2) AD为最长杆 如*血兰丈+伽/肋 S 80+9070= 120 mm(3) AD为中等长，CD为最长杆时，/血+心卫如+心b 250+90-80 二 60 mm :
8、. 60 mm M/肋 120 mm3试设计一曲柄导杆机构，已知导杆的行程速度变化系数.7- _，机架长度厂11 ，求曲柄长度(要求写岀设计步骤)。参考答案&=18CT (K-l)/(r+l) = 18CT 乂(2 -1)/(2+1)二 6CT。作上二二二，作“以-亍-；，过A作工_匸，得B点 故曲柄长 如二如/，二- 0/2 二 25 rnm4.图示曲柄摇块机构中，已知一：二1二，匚一丄匚二，试计算此机构的极位夹角及从动杆BE的摆角参考答案二I:二占二1二二丁二】。 J ”。 摆角J -。 极位夹角&二二:-5.在图示铰链四杆机构中，其杆长为- . . TI ,而另两个杆的长度之和为-I-.
9、 I -I，要求构成一曲柄摇杆机构，c、d的长度应为多少？参考答案根据有曲柄条件：，且卜丄为连架杆，可知，则有 二一二二.一 (1)考虑极限状态有：,又故将(3)代入得：一二 ：2125+肛 125+45-55 二 115故. = r.： _ = ： ： X：.二二工同理若C为最大时，则- U!二: 兀二!6.如图所示，在一铰链四杆机构中，已知lBc=500mm，lcD=350mm，lAD=300mm，且AD为机架。试分析：(1) 若此机构为曲柄摇杆机构，Iab的最大值；(2) 若此机构为双曲柄机构，Iab的最小值；(3) 若此机构为双摇杆机构，Iab的取值范围。参考答案解：(1)AB最短：二
10、一二汕.一一一小 二-亠最大值为150mm。(2) AD最短：1) AB 不是最长，即- :II，所以切11.；112) AB为最长杆，即AB忙，且_ -匚.-二一订二._!：.所以丄最小值 为 450mm(3) 图示机构只有不满足杆长条件时才成为双摇杆机构。| AB 的取值范围 1- - - - E - - - -7.如图示插床的导杆机构，已知：，行程速比系数I :，求曲柄BC的长度及插刀P的行程H，又若需行程速比系数二_，则柄BC应调整为多？此时插刀行程是否改 变？参考答案申=(P- 1驸 11= 30 C - AS si芒二 12*94 im(1) -娱沁吟2。讪mm 月二 40irmi
11、 插刀行程增大8.如图示曲柄摇杆机构，已知亠 ：亠：d .二，试用解析法或图解法确定：(1) 摇杆3的最小长度 二；(2) 曲柄1等速转动时机构的行程速度变化系数K；(3) 曲柄1为主动时，机构的最小传动传动角! r -r注：用二计算参考答案(1) 曲柄只能是1杆。设；(即杆3)是中长杆，(因为是求3杆的最短尺寸)，则有 50+100兰80+ 右 2150-呂0=70 iro= 70 itm(2)设摆杆的左极限位置为 CD,右极限位置为 CD,如图VG込而乂碎昨疇瓷暮汕心-arcuc叮纵_监Ii= 1.4358选讥血二0。5 = 32.2-心(1时+&)/(180-0)(3)机构的最小传动角匚
12、】二可以用解析法如下求得:设= 宀=，二二，则：- ? - - ；iriU =船翻 +? - (d -a)a/(2xixe) = 38.21?A占其半/V 八、,/、 I三、凸轮机构及其设计1. 在图示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一个圆，圆心在径I -mm，凸轮绕轴心线 0逆时针方向转动，mm，滚子半径r=10mm，试 问:(1) 该凸轮的理论廓线为何种廓线？(2) 基圆半径r o为多少？(3) 从动件的行程h为多少？(4) 推程中的最大压力角为多少？若把滚子半径改为r=15mm从动件的运动规律有无变化？为什么？参考答案（1）理论廓线是以A为圆心，R+r=50 mm为半径
13、的圆。（2）二:二：l mm（3）-1 mm= =匚図诃=arcsm（= 30一丄二 ,，7-时，二最大，八1 （5）滚子半径变化时，从动件之运动规律发生变化。这是因为高副低代后形成的机构中的连杆长I BA发生改变的缘故。2. 一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R=30mm，几何中心为A，回转中心为 0,从动件偏距 OD=e=10mm，OA=10mm。凸轮以等角速度逆时 针方向转动。当凸轮在图（1）示位置，即 AD丄CD时，试求：（1）凸轮的基圆半径r 0；（2）图示位置的凸轮机构压力角 打（3）图示位置的凸轮转角山；（4）图示位置的从动件的位移s ；（5）该凸轮机构中的从动件偏置方向是否合理，为什么？C|O(1)(2)参考答案- mmtgAD 20= 0.8Z = 4L8r心少貯二竺二巴二05,诃二6CT一上丿
