【正文】 =0，則n=10，pl=13（D處為復(fù)合鉸鏈），ph=2，于是由式（）得F=3n –（2pl + ph – p’）– F’= 310 – (213+2 – 0) –1=1Ⅱ級(jí)機(jī)構(gòu)圖67 求圖7所示機(jī)構(gòu)的自由度，并在圖中標(biāo)明構(gòu)件號(hào)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)副的數(shù)目及其所在位置，最后分析機(jī)構(gòu)為幾級(jí)機(jī)構(gòu)。試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖（各尺寸由圖上量?。?，分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，并提出修改方案。= 0 F39。圖中繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)的菱形盤(pán)1為原動(dòng)件，其與滑塊2在B點(diǎn)鉸接，通過(guò)滑塊2推動(dòng)撥叉3繞固定軸心C轉(zhuǎn)動(dòng)，而撥叉3與圓盤(pán)4為同一構(gòu)件。想一想：ACB1324通過(guò)對(duì)本油泵機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制，你對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的作用和優(yōu)點(diǎn)有何進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)?b) μl= 1 mm/mm8 在圖8所示的運(yùn)動(dòng)鏈中，標(biāo)上圓弧箭頭的構(gòu)件為原動(dòng)件。圖中偏心輪1繞固定軸心A轉(zhuǎn)動(dòng)，外環(huán)2上的葉片a在可繞軸心c轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱3中滑動(dòng)，將低壓油從右湍吸入，高壓油從左端排出。= 0 F= 3n –（2pl + ph – p’）– F’ = 33 – (24+0 – 0) –0 = 1 畫(huà)出機(jī)構(gòu)示意圖：3241圖b) 縫紉機(jī)針桿機(jī)構(gòu) 原動(dòng)件1繞鉸鏈A作整周轉(zhuǎn)動(dòng)，使得滑塊2沿滑槽滑動(dòng)，同時(shí)針桿作上下移動(dòng)，完成縫線動(dòng)作。其中：圖a) 唧筒機(jī)構(gòu)――用于水井的半自動(dòng)汲水機(jī)構(gòu)。實(shí)際上，從傳遞運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性來(lái)看，有機(jī)構(gòu)ABCDE就可以了，而其余部分為重復(fù)部分，則引入了虛約束。在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí), K個(gè)構(gòu)件匯交而成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)具有（K1）個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，同時(shí)應(yīng)將機(jī)構(gòu)中的局部自由度、虛約束除去不計(jì)。二、簡(jiǎn)答題1. 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？答：；；。9．平面機(jī)構(gòu)是指組成機(jī)構(gòu)的各個(gè)構(gòu)件均在 同一平面內(nèi) 運(yùn)動(dòng)。5．機(jī)器中的構(gòu)件可以是單一的零件，也可以是由 多個(gè)零件 裝配成的剛性結(jié)構(gòu)。2. 平面機(jī)構(gòu)中若引入一個(gè)高副將帶入_____1____個(gè)約束，而引入一個(gè)低副將帶入_____2____個(gè)約束。平面機(jī)構(gòu)中約束數(shù)與自由度數(shù)的關(guān)系是_約束數(shù)+自由度數(shù)=3_。6． 兩 個(gè)構(gòu)件 相互 接觸形成的 具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種 聯(lián)接稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)副。10．在平面機(jī)構(gòu)中，平面低副提供 2 個(gè)約束，平面高副提供 1 個(gè)約束。2. 何謂復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束？在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)如何處理？答：復(fù)合鉸鏈?zhǔn)侨齻€(gè)或更多個(gè)構(gòu)件組成兩個(gè)或更多個(gè)共軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副。三、計(jì)算題1. 試計(jì)算圖1所示凸輪——連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度。直接由圖2知，n=14，pl=22（其中C，C”，C’均為復(fù)合鉸鏈），ph=0，p’=3，F(xiàn)’=0，由式（）得F=3n –（2pl + ph – p’）– F’ = 314 – (222+0 – 3) – 0=1這里重復(fù)部分所引入的虛約束數(shù)目p’可根據(jù)該重復(fù)部分中的構(gòu)件數(shù)目n’、低副數(shù)目pl’和高副數(shù)目ph’來(lái)確定，即P’=2pl’ + ph’ – 3n’ =215 – 0 – 39=3計(jì)算機(jī)構(gòu)中的虛約束的數(shù)目在實(shí)際工程中是很有意義的，但就計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度而言，此類(lèi)型題用前一種解法顯得更省事。圖中水管4直通水下，當(dāng)使用者來(lái)回?cái)[動(dòng)手柄2時(shí)，活塞3將上下移動(dòng)，從而汲出井水。解： 自由度計(jì)算： n= 3 pL= 4 pH= 0 p39。解：1) 選取適當(dāng)比例尺μl，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(見(jiàn)圖b)2) 分析機(jī)構(gòu)是否具有確定運(yùn)動(dòng)n= 3 pL= 4 pH= 0 p39。已知lAB=lCD，lAF=lDE，lBC=lAD=lFE。當(dāng)圓盤(pán)4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)連桿5使沖頭6實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)。= 0 F=3n－(2pl＋ph－p′)－F′= 35－(27＋0－0)－0 ＝ 1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目＝ 1 機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有確定運(yùn)動(dòng) 2 圖a)所示為一簡(jiǎn)易沖床的初擬設(shè)計(jì)方案。解 1) 選取適當(dāng)比例尺μl，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(見(jiàn)圖b)2) 分析是否能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖n= 3 pL= 4 pH= 1 p39。解 B處的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)為局部自由度，即F’=1；而虛約束p’=0，則n=7，pl=9（O,B,C處為復(fù)合鉸鏈），ph=1，于是由式（）得F=3n –（2pl + ph – p’）– F’= 37 – (29+1 – 0) –1=1Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)圖79. 試計(jì)算圖9所示凸輪——連桿組合機(jī)構(gòu)的自由度。解 B處的滾子轉(zhuǎn)動(dòng)為局部自由度，即F’=1；而虛約束p’=0，則n=9，pl=12（E處為復(fù)合鉸鏈），ph=1，于是由式（）得F=3n –（2pl + ph – p’）– F’= 39 – (212+1 – 0) –1=1Ⅲ級(jí)機(jī)構(gòu)圖1112 判別圖12所示機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是否確定，為什么？對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，拆組分析，并確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。= 1 F39。= 0 F= 3n –（2pl + ph – p’）– F’= 39 – (213+0 ) –0=1 機(jī)構(gòu)原動(dòng)件數(shù)目＝ 1 ，機(jī)構(gòu)有無(wú)確定運(yùn)動(dòng)？ 有 。= 0 F39。3．當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件組成移動(dòng)副時(shí)，其瞬心位于　 垂直于導(dǎo)路方向的無(wú)窮遠(yuǎn)　 處。6．機(jī)構(gòu)瞬心的數(shù)目K與機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)N的關(guān)系是　　K＝N(N－1)/2 　　。9．速度影像的相似原理只能應(yīng)用于　構(gòu)件 ，而不能應(yīng)用于整個(gè)機(jī)構(gòu)。3－2 試求出圖示各機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)全部瞬心的位置(用符號(hào)直接標(biāo)注在圖上)。 2）求vC，定出瞬心P13的位置（圖b）BCμl=b)1234ADφ=165176。3－4 在圖示機(jī)構(gòu)中，已知滾輪2與地面做純滾動(dòng)，構(gòu)件3以已知速度V3向左移動(dòng)，試用瞬心法求滑塊5的速度V5的大小和方向，以及輪2的角速度ω2的大小和方向。解： 屬于兩構(gòu)件間重合點(diǎn)的問(wèn)題ω1DCBA2341b2p(b3)思路：因已知B2點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，故通過(guò)B2點(diǎn)求B3點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)?；颚?） 加速度分析 方向： ⊥BD B→A ∥CD 大小: 0 ? ω12l 0 ？ 在加速度多邊形中，矢量代表 則有：將矢量移至B3點(diǎn)，可見(jiàn)為α3逆時(shí)針。A 解：取長(zhǎng)度比例尺作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 vB2=ω1?lAB=30?60=1800mm/s= aB2=ω12?lAB=302?60=54m/s2 方向：⊥BC ⊥AB ∥BC b3 大?。? ？ ω1lAB ？ b2 ω1≈6rad/s，順時(shí)針 方向：B→C ⊥BC B→A C→B ⊥CB 大?。害?2lBC ？ ω12lAB 2ω2vB3B2 ? b2’b3’ b3’’ α1≈210rad/s2，逆時(shí)針 3－8已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的位置、速度多邊形和加速度多邊形如下圖所示。c180。v＝h180。（速度多邊形和加速度多邊形的比例尺分別為μv＝（m/s）/mm，μa＝（m/s2）/mm，要求列出相應(yīng)的矢量方程式和計(jì)算關(guān)系式。 B．平衡； D．消耗功； E．正功；F．相同； H．銳角； J．負(fù)功答：AFHE2. 簡(jiǎn)述進(jìn)行質(zhì)量代換需要滿足的三個(gè)條件？動(dòng)代換和靜代換各應(yīng)滿足什么條件？答：質(zhì)量代換法需滿足三個(gè)條件： 代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變； 代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變； 代換前后構(gòu)件對(duì)質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不變；其中：動(dòng)代換需要滿足前面三個(gè)條件；靜代換滿足前兩個(gè)條件便可。5. 移動(dòng)副的自鎖條件是 驅(qū)動(dòng)力作用在移動(dòng)副的摩擦角內(nèi) 。2. 圖示為一擺動(dòng)推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪1沿逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，F(xiàn)為作用在推桿2上的外載荷，試確定各運(yùn)動(dòng)副中總反力（FR3FR12及FR32）的方位（不考慮構(gòu)件的重量及慣性力，圖中虛線小圓為摩擦圓，運(yùn)動(dòng)副B處摩擦角φ如圖所示）。試求該系統(tǒng)的總效率及電動(dòng)機(jī)所需的功率。解：此傳動(dòng)裝置為一混聯(lián)系統(tǒng)。求機(jī)器的總效率η。解法一：根據(jù)反行程時(shí)的條件來(lái)確定。解法二：根據(jù)反行程時(shí)生產(chǎn)阻力小于或等于零的條件來(lái)確定。即 ，由此可得自鎖條件為： 。已知：，各摩擦面間的摩擦系數(shù)均為,阻力 N。答：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩矢量和為0？答：靜平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡動(dòng)平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時(shí)平衡4．造成轉(zhuǎn)子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？答：原因：轉(zhuǎn)子質(zhì)心與其回轉(zhuǎn)中心存在偏距； 平衡目的：使構(gòu)件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。答：一定 一定 不一定 一定8. 機(jī)構(gòu)的完全平衡是使機(jī)構(gòu)的 總慣性力 恒為零，為此需使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心A. 曲柄√ √ √ √ (平衡質(zhì)量的位置和大小應(yīng)通過(guò)計(jì)算求得。試求此孔的直徑與位置。2. 機(jī)器產(chǎn)生速度波動(dòng)的主要原因是　輸入功不等于輸出功　。5. 等效構(gòu)件上　作用的等效力或力矩　產(chǎn)生的瞬時(shí)功率等于原機(jī)械系統(tǒng) 所有外力產(chǎn)生的瞬時(shí)功率之和 。 另外還有一種應(yīng)用，渡過(guò)死點(diǎn)7. 飛輪在機(jī)械中的作用，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一個(gè)　儲(chǔ)能器　。 A．非周期性； D．前面的答案都不對(duì)，等效力的等效條件是什么？不知道機(jī)器的真實(shí)運(yùn)動(dòng)，能否求出等效力？為什么？答：等效力的等效條件：作用在等效構(gòu)件上的外力所做之功，等于作用在整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中的所有外力所做之功的總和。，在括號(hào)中打上 √ 或 ：①機(jī)器中安裝飛輪后，可使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度波動(dòng)完全消除。 )②為了減輕飛輪的重量，最好將飛輪安裝在轉(zhuǎn)速較高的軸上。)③機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的含義是指原動(dòng)件(機(jī)器主軸)作等速轉(zhuǎn)動(dòng)。 )④機(jī)器作穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，必須在每一瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)功率等于阻抗功率。 )⑤機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是一個(gè)假想質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)，它的大小等于原機(jī)器中各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)之和。 )⑥機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效力(矩)是一個(gè)假想力(矩)，它的大小等于原機(jī)器所有作用外力的矢量和。 )⑦機(jī)器等效動(dòng)力模型中的等效力(矩)是根據(jù)瞬時(shí)功率相等原則轉(zhuǎn)化后計(jì)算得到的，因而在未求得機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)前是無(wú)法計(jì)算的。 )⑧機(jī)器等效動(dòng)力學(xué)模型中的等效質(zhì)量(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)是根據(jù)動(dòng)能相等原則轉(zhuǎn)化后計(jì)算得到的，因而在未求得機(jī)構(gòu)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)前是無(wú)法計(jì)算的。 )⑨為了調(diào)節(jié)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的速度波動(dòng)，在一臺(tái)機(jī)器中可能需要既安裝飛輪，又安裝調(diào)速器。 )⑩為了使機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)器中必須安裝飛輪。 )分析與計(jì)算：1. 某內(nèi)燃機(jī)的曲柄輸出力矩Md隨曲柄轉(zhuǎn)角φ的變化曲線如圖所示，其運(yùn)動(dòng)周期φT=π，曲柄的平均轉(zhuǎn)速nm=620r/min。mMφABC0Mdπ/9π/613π/18200N200+(13π/18)m22. 圖a所示為某機(jī)械系統(tǒng)的等效驅(qū)動(dòng)力矩及等效阻抗力矩對(duì)轉(zhuǎn)角的變化曲線，為其變化的周期轉(zhuǎn)角。試求該系統(tǒng)的最大轉(zhuǎn)速及最小轉(zhuǎn)速，并指出最大轉(zhuǎn)束及最小轉(zhuǎn)速出現(xiàn)的位置。(13分)答案： (1) 設(shè)運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)，則有：3. 在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，能作整周連續(xù)回轉(zhuǎn)的連架桿稱(chēng)為 曲柄 。從動(dòng)件的急回性質(zhì)一般用 行程速度變化 系數(shù)表示。10. 機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)時(shí)，其傳動(dòng)角等于。二、 判斷題：14. 平面連桿機(jī)構(gòu)中，至少有一個(gè)連桿。 （ ）18. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，曲柄為最短桿。 （ √ ）22. 機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，壓力角是變化的。25. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于其余兩桿長(zhǎng)度之和，當(dāng)以 B 為機(jī)架時(shí)，有兩個(gè)曲柄。27. 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于其余兩桿長(zhǎng)度之和，當(dāng)以 C 為機(jī)架時(shí)，無(wú)曲柄。 A 曲柄 B 連桿 C 搖桿30. 對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，若曲柄與連桿處于共線位置，當(dāng) A 為原動(dòng)件時(shí)，此時(shí)為機(jī)構(gòu)的極限位置。 A 0 186。 A 夾緊和增力