【正文】 第二章　機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析一．填空題1．組成機(jī)構(gòu)的基本要素是 構(gòu)件 和 運(yùn)動(dòng)副 。機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)件是： 。2．在平面機(jī)構(gòu)中，每一個(gè)高副引入 1 個(gè)約束，每一個(gè)低副引入 2個(gè)約束，所以平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式為F = 。應(yīng)用該公式時(shí)，應(yīng)注意的事項(xiàng)是： 正確計(jì)算運(yùn)動(dòng)負(fù)的數(shù)目 　　　 。3．機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件都應(yīng)有確定的運(yùn)動(dòng)，但必須滿足的條件是： 。二．綜合題1．根據(jù)圖示機(jī)構(gòu)，畫出去掉了虛約束和局部自由度的等效機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，并計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。設(shè)標(biāo)有箭頭者為原動(dòng)件，試判斷該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否確定，為什么？1 n = 7 ，pl = 9 ，ph = 1 從圖中可以看出該機(jī)構(gòu)有2個(gè)原動(dòng)件，而由于原動(dòng)件數(shù)與機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)相等，故該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。2．計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。如有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束，請(qǐng)指明所在之處。2． （a）D、E處分別為復(fù)合鉸鏈（2個(gè)鉸鏈的復(fù)合）；B處滾子的運(yùn)動(dòng)為局部自由度；構(gòu)件F、G及其聯(lián)接用的轉(zhuǎn)動(dòng)副會(huì)帶來(lái)虛約束。 n = 8 ，pl = 11 ，ph = 1 3．計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自由度。 ． （c）n = 6 ，pl = 7 ，ph = 3 （e）n = 7 ，pl = 10 ，ph = 0 4．計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并進(jìn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析，將其基本桿組拆分出來(lái)，指出各個(gè)基本桿組的級(jí)別以及機(jī)構(gòu)的級(jí)別。． （a）n = 5 ，pl = 7 ，ph = 0 Ⅱ級(jí)組 Ⅱ級(jí)組因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)是由最高級(jí)別為Ⅱ級(jí)組的基本桿組構(gòu)成的，所以為Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)。（a） （b）5．計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組。如果在該機(jī)構(gòu)中改選FG為原動(dòng)件，試問(wèn)組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組是否發(fā)生變化。n = 7 ，pl =10 ，ph = 0 Ⅱ級(jí)組 Ⅲ級(jí)組當(dāng)以構(gòu)件AB為原動(dòng)件時(shí)，該機(jī)構(gòu)為Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)。 Ⅱ級(jí)組 Ⅱ級(jí)組 Ⅱ級(jí)組 當(dāng)以構(gòu)件FG為原動(dòng)件時(shí)，該機(jī)構(gòu)為Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)。 可見(jiàn)同一機(jī)構(gòu)，若所取的原動(dòng)件不同，則有可能成為不同級(jí)別的機(jī)構(gòu)。6．試驗(yàn)算圖示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否確定。如機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定請(qǐng)?zhí)岢銎渚哂写_定運(yùn)動(dòng)的修改方案。 （a） （b）（a）n = 3 ，pl = 4 ，ph = 1 因?yàn)闄C(jī)構(gòu)的自由度為0，說(shuō)明它根本不能運(yùn)動(dòng)。而要使機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)，必須使機(jī)構(gòu)有1個(gè)自由度（與原動(dòng)件個(gè)數(shù)相同）。其修改方案可以有多種，下面僅例舉其中的兩種方案。n = 4 ，pl = 5 ，ph = 1 此時(shí)機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等于原動(dòng)件數(shù)，故機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析一、綜合題試求圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置（用符號(hào)直接在圖上標(biāo)出）。 已知圖示機(jī)構(gòu)的輸入角速度w1,試用瞬心法求機(jī)構(gòu)的輸出速度w3。要求畫出相應(yīng)的瞬心，寫出w3的表達(dá)式，并標(biāo)明方向。由相對(duì)瞬心的定義可知： 所以方向?yàn)槟鏁r(shí)針轉(zhuǎn)向，（如圖所示）在圖示的齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)中，試用瞬心法求齒輪1與3的傳動(dòng)比ω1/ω2。1）計(jì)算此機(jī)構(gòu)所有瞬心的數(shù)目 K=N（N1）/2=6（61）/2=15；2）如圖所示，為了求傳動(dòng)比ω1/ω2，需找出瞬心 P1P3P1P23，并按照三心定理找出P13；3)根據(jù)P13的定義可推得傳動(dòng)比ω1/ω2計(jì)算公式如下由于構(gòu)件3在K點(diǎn)的速度方向相同，從而只和同向。在圖示的四桿機(jī)構(gòu)中，=60mm, =90mm, ==120mm, =10rad/s，試用瞬心法求：（1）當(dāng)=165176。時(shí)，點(diǎn)C的速度；（2）當(dāng)=165176。時(shí)，構(gòu)件3的BC線上速度最小的一點(diǎn)E的位置及其速度的大?。唬?）當(dāng)時(shí)，角之值（有兩個(gè)解）。解：1）以選定的比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（圖b）。 2）求定出瞬心的位置（圖b），因?yàn)闉闃?gòu)件3的絕對(duì)瞬心，有=（rad/s）=(m/s)3)定出構(gòu)件3的BC線上速度最小的點(diǎn)E的位置 因?yàn)锽C線上的速度最小點(diǎn)必與點(diǎn)的距離最近，故從引BC的垂線交于點(diǎn)E，由圖可得 =（m/s） 4)定出時(shí)機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置（見(jiàn)圖c，注意此時(shí)C點(diǎn)成為構(gòu)件3的絕對(duì)瞬心），量出 1=176。；2=176。如圖為一速度多邊形，請(qǐng)標(biāo)出矢量、及矢量、的方向？已知圖示機(jī)構(gòu)各構(gòu)件的尺寸，構(gòu)件1以勻角速度ω1轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的速度和加速度多邊形如圖b)、c) 所示。（1）分別寫出其速度與加速度的矢量方程，并分析每個(gè)矢量的方向與大小，（2）試在圖b)、c) 上分別標(biāo)出各頂點(diǎn)的符號(hào)，以及各邊所代表的速度或加速度及其指向。解：（1）把B點(diǎn)分解為B2和B3兩點(diǎn)，運(yùn)用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理列出速度與加速度的矢量方程，并分析每個(gè)矢量的方向與大小如下： 方向 ^AB ⊥AB向下 //BC大小 ? w1180。lAB ? 方向 B→C ⊥BC B→A ⊥BC向下 ∥BC大小 w32180。lBC ? w12180。lAB 2w3180。vB3B2 ?（2）標(biāo)出各頂點(diǎn)的符號(hào)，以及各邊所代表的速度或加速度及其指向如下：ABV1123已知圖示機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的尺寸，原動(dòng)件1以勻速V1移動(dòng)，求出圖示位置時(shí)構(gòu)件3的角速度ω3和角加速度a3。要求列出矢量方程式、分析各矢量的大小和方向、作出速度與加速度多邊形（可不按比例）、并列出ω3和a3表達(dá)式。解：n’AB(B1,B2,B3)V1123ε3ω3大小 　??？ V1 ？ 方向 　　┴AB 水平 //導(dǎo)路w3=VB2 / LAB =pb2180。mv /LAB 大小 　 w32LAB 　 ？ 　 0 　 0 　 ? 方向 　 //AB 　 ^AB 　　　 //導(dǎo)路a3=aB2t / LAB = n’b2’ 180。ma /LAB回轉(zhuǎn)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的速度多邊形如圖2）所示，試判斷其哥氏加速度aKC2C3的方向并標(biāo)畫在圖上, 并寫明判斷的方法。9試判斷在圖示的兩個(gè)機(jī)構(gòu)中，B點(diǎn)是否存在哥氏加速度？又在何位置時(shí)其哥氏加速度為零？作出相應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置圖。在圖示的各機(jī)構(gòu)中，設(shè)已知構(gòu)件的尺寸及點(diǎn)B的速度（即速度矢量）。試作出各機(jī)構(gòu)在圖示位置的速度多邊形。 第四章　平面機(jī)構(gòu)的力分析+第五章　效率和自鎖一、填空題在移動(dòng)副中，如驅(qū)動(dòng)力作用在 摩擦角之內(nèi) 時(shí)，將發(fā)生自鎖；在轉(zhuǎn)動(dòng)副中，如驅(qū)動(dòng)力為一單力，且作用在 摩擦圓之內(nèi)　　　　 時(shí)，則將自鎖；在螺旋副中，如果 斜面傾角=摩擦角 時(shí)，其反行程也將發(fā)生自鎖。斜面機(jī)構(gòu)反行程的自鎖條件為a163。jv，其中a為斜面的傾斜角，而jv則為 。三角螺紋和矩形螺紋相比較， 三角螺紋 更容易自鎖，因?yàn)? 。機(jī)器產(chǎn)生“自鎖”的原因是： 　　　　　 。機(jī)械效率是_____　　　_ ____的比值，按機(jī)械效率來(lái)確定機(jī)構(gòu)自鎖的條件　　　　　　　　　　　　。當(dāng)機(jī)械自鎖時(shí)，其機(jī)械效率　　　　　　　　　　　　　　　　　　。二、簡(jiǎn)答題何謂摩擦圓？以轉(zhuǎn)動(dòng)副聯(lián)接的兩構(gòu)件，當(dāng)外力（驅(qū)動(dòng)力）分別作用在摩擦圓之內(nèi)、之外，或與該摩擦圓相切時(shí)，兩構(gòu)件將各呈現(xiàn)何種相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？具有自鎖的機(jī)構(gòu)，其正、反行程的機(jī)械效率是否相等？為什么？何謂機(jī)構(gòu)的自鎖？試以具有自鎖特性的螺旋千斤頂機(jī)構(gòu)為例說(shuō)明在什么情況下能運(yùn)動(dòng)？在什么情況下不能運(yùn)動(dòng)？鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)在死點(diǎn)位置時(shí)，驅(qū)動(dòng)力任意增加也不能使機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這與機(jī)構(gòu)的自鎖現(xiàn)象是否相同？試加以說(shuō)明。三、綜合題如圖所示為一輸送輥道的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。； (均已包括軸承效率)。求該傳動(dòng)裝置的總效率。圖示為由幾種機(jī)構(gòu)組成的機(jī)器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。已知：η1=η2=，η3=η4=，η5=η6=，η7=，Pr’=5KW，Pr’’=。求機(jī)器的總效率η。5612347η1η2η5η6η7η3η4Pr’Pr’’圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，AB桿為主動(dòng)件，CD桿為從動(dòng)件，虛線小圓為各鉸鏈處之摩擦圓。已知構(gòu)件CD上作用有生產(chǎn)阻力R，若不計(jì)構(gòu)件的自重和慣性力，試確定：1）圖示位置時(shí)，主動(dòng)構(gòu)件AB的轉(zhuǎn)向；2）圖示位置時(shí)，連桿BC所受的作用力R12和R32的作用線。（3）作用在主動(dòng)件1上的驅(qū)動(dòng)力矩M1的方向以及約束反力R21與R41的方位。圖a）、b）給出軸頸受力的兩種情況，Q為外載荷，ρ為摩擦圓半徑。試畫出軸承對(duì)軸頸的總反力R并說(shuō)明在此兩種情況下該軸的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（勻速、加速或減速轉(zhuǎn)動(dòng)）。在圖示機(jī)構(gòu)中，已知各轉(zhuǎn)動(dòng)副中摩擦圓和移動(dòng)副中的摩擦角φ如圖所示，P為驅(qū)動(dòng)力，Q為阻抗力，試在圖上作出各運(yùn)動(dòng)副的總反作用力的方位。在圖示雙滑塊機(jī)構(gòu)中，轉(zhuǎn)動(dòng)副A與B處的虛線小圓表示磨擦圓，在滑塊1上加F力推動(dòng)滑塊3上的負(fù)載Q，若不計(jì)各構(gòu)件重量及慣性力，試在圖上畫出構(gòu)件2所受作用力的作用線。在圖示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，虛線小圓表示轉(zhuǎn)動(dòng)副處的磨擦圓。若不計(jì)構(gòu)件的重力和慣性力，試在圖上畫出圖示瞬時(shí)作用在連桿BC上的運(yùn)動(dòng)副總反力的方向。第六章 機(jī)械的平衡一、填空題剛性轉(zhuǎn)子在 　　　　　　　　　　　　　 的情況下，可以只進(jìn)行靜平衡；而當(dāng)進(jìn)行動(dòng)平衡時(shí)，平衡平面最少應(yīng)選 個(gè)，這是因?yàn)?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。在圖示（a）、（b）、（c）三根軸中，已知，并作軸向等間隔布置，且都在曲軸的同一含軸平面內(nèi)，則其中 軸已達(dá)到靜平衡， 軸已達(dá)到動(dòng)平衡。（a）（b）(c)剛性轉(zhuǎn)子靜平衡的條件是 ；而動(dòng)平衡的條件是 。設(shè)計(jì)形體不對(duì)稱的回轉(zhuǎn)零件時(shí)，要進(jìn)行平衡計(jì)算，但在制造過(guò)程中還要安排一道 工序，這是因?yàn)? 　　 。只使剛性轉(zhuǎn)子的 得到平衡稱為靜平衡，此時(shí)只需要在 個(gè)平面中增減質(zhì)量；使