1、1一、填空题1. 平面运动副的最大约束数为_2_，最小约束数为_1_。2. 平面机构中若引入一个高副将带入_1_个约束，而引入一个低副将带入_2_个约束。平面机构中约束数与自由度数的关系是_约束数+自由度数=3 _。3. 在机器中，零件是 最小制造 的单元，构件是 最小运动 的单元。4. 点或线 接触的运动副称为高副，如 齿轮副 、 凸轮副 等。5机器中的构件可以是单一的零件，也可以是由 多个零件 装配成的刚性结构。6 两 个构件 相互 接触形成的 具有确定相对运动的一种 联接称为运动副。7 面 接触的运动副称为低副，如 转动副 、 移动副 等。8把两个以上的构件通过运动副的联接而构成的相对可
2、动的系统称为是运动链，若 运动链的各构件构成了首末封闭的系统 称为闭链，若 运动链的构件未构成首末封闭的系统 称为开链。9平面机构是指组成机构的各个构件均在 同一平面内 运动。10在平面机构中，平面低副提供 2 个约束，平面高副提供 1 个约束。11机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目 称2为机构的自由度。12机构具有确定运动的条件是 机构的原动件数等于自由度数 。二、简答题1. 机构具有确定运动的条件是什么？答：1.要有原动件；2.自由度大于 0；3.原动件个数等于自由度数。2. 何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？在计算机构自由度时应如何处理？答：复合铰链是三个或更多个构件组成两
3、个或更多个共轴线的转动副。在有些机构中, 其某些构件所能产生的局部运动并不影响其他构件的运动, 我们把这些构件所能产生的这种局部运动的自由度称为局部自由度。虚约束是在机构中与其他约束重复而不起限制运动作用的约束。在计算机构自由度时, K 个构件汇交而成的复合铰链应具有（K-1）个转动副，同时应将机构中的局部自由度、虚约束除去不计。3三、计算题1. 试计算图 1 所示凸轮连杆组合机构的自由度。解 由图 1a 可知，F=3n （2p l + ph p） F= 35 (27+0 0) 0=1由图 1b 可知，F=3n （2p l + ph p） F= 34 (26+0 0) 0=0由图 1c 可知，
4、 F=3n （2p l + ph p） F= 33 (24+0 0) 0=14a b c图 15. 试计算图 2 所示的压床机构的自由度。解 由图 2 可知，该机构存在重复结构部分，故存在虚约束。实际上，从传递运动的独立性来看，有机构 ABCDE 就可以了，而其余部分为重复部分，则引入了虚约束。直接由图 2 知，n=14，pl=22 （其中 C，C” ，C均为复合铰链），ph=0，p=3，F =0，由式（1.2）得F=3n （2pl + ph p） F = 314 (222+0 3) 0=1这里重复部分所引入的虚约束数目 p可根据该重复部分中的构件数目 n、低副数目 pl和高副数目 ph来确定
5、，即P=2pl + ph 3n =215 0 39=35计算机构中的虚约束的数目在实际工程中是很有意义的，但就计算机构自由度而言，此类型题用前一种解法显得更省事。10 试计算图 10 所示机构的自由度。解 n=5，pl=7（B 处为复合铰链） ，ph=0，则F=3n 2pl ph = 35 27 0=1试画出图示平面机构的机构示意图，并计算自由度（步骤：1）列出完整公式，2）带入数据，3）写出结果） 。其中：图 a) 唧筒机构 用于水井的半自动汲水机构。图中水管 4 直通水下，当使用者来回摆动手柄 2 时，活塞 3 将上下移动，从而汲出井水。解： 自由度计算： n= 3 pL= 4 pH= 0
6、 6p= 0 F= 0 F= 3n （2pl + ph p） F = 33 (24+0 0) 0 = 1 画出机构示意图：3241图 b) 缝纫机针杆机构 原动件 1 绕铰链 A 作整周转动，使得滑块 2 沿滑槽滑动，同时针杆作上下移动，完成缝线动作。解： 自由度计算： n= 3 pL= 4 pH= 0 p= 0 F= 0 F= 3n(2plphp)F = 33(2 400)0 = 1 画出机构示意图： 观察方向7试绘出图 a)所示偏心回转油泵机构的运动简图(各部分尺寸由图中直接量取)。图中偏心轮 1 绕固定轴心 A 转动，外环 2 上的叶片 a 在可绕轴心 c 转动的圆柱 3 中滑动，将低压
7、油从右湍吸入，高压油从左端排出。解：1) 选取适当比例尺 l ，绘制机构运动简图(见图 b)2) 分析机构是否具有确定运动n= 3 pL= 4 pH= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F 43218= 33(240 0)0 = 1 机构原动件数目 1 ，机构有无确定运动？有确定运动。想一想：通过对本油泵机构运动简图的绘制，你对机构运动简图的作用和优点有何进一步的认识?8 在图 8 所示的运动链中，标上圆弧箭头的构件为原动件。已知lAB=lCD， lAF=lDE，lBC=lAD=lFE。试求出该运动链的自由度b) l= 1 mm/mmACB13249数目。解 虚约束 p=1(EF
8、 杆带入一个虚约束)，则n=7，pl=10，ph=0，F=1 ；于是由式（1.2）得F=3n （2pl + ph p） F= 37 (210-1) 0 0=2图 8图 a 所示为一具有急回作用的冲床。图中绕固定轴心 A 转动的菱形盘 1 为原动件，其与滑块 2 在 B 点铰接，通过滑块 2 推动拨叉 3 绕固定轴心 C 转动，而拨叉 3 与圆盘 4 为同一构件。当圆盘 4 转动时，通过连杆 5 使冲头 6 实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算自由度。10b) l= 1 mm/mm53(4)2167解：1) 选取适当比例尺 l ，绘制机构运动简图( 见图 b)2) 分析机构是否具有确定运动n= 5 pL= 7 pH= 0 p= 0 F= 0 F=3n(2plphp)F = 35(2700)0 1 机构原动件数目 1 机构有无确定运动？ 有确定运动
