机械原理平面机构的运动简图及自由度习题答案

1． 计算齿轮机构的自由度.

解：由于 B. C 副中之一为虚约束，计算机构自由度时，

应将 C 副去除。即如下图所示：

该机构的自由度1213233231=⨯-⨯-⨯=--=h p p n F

2. .机构具有确定运动的条件是什么如果不能满足这一条件，将

会产生什么结果

机构在滚子B 处有一个局部自由度，应去除。

该机构的自由度017253231=-⨯-⨯=--=h p p n F

当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条

件,该机构无法运动。

该机构当修改为下图机构，则机构可动：

N=4, PL=5, Ph=1;

自由度342511

F=⨯-⨯-=

3. 计算机构的自由度.

1)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。

自由度342511

F=⨯-⨯-=

2)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。

自由度31211

F=⨯-⨯=

3)由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。

自由度33241

F=⨯-⨯=

第一章平面机构的运动简图及自由度

一、判断题（认为正确的，在括号内画√，反之画×）

1.机构是由两个以上构件组成的。（）

2.运动副的主要特征是两个构件以点、线、面的形式相接触。（）

3.机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零。（）

4.转动副限制了构件的转动自由度。（）

5.固定构件（机架）是机构不可缺少的组成部分。（）

个构件在一处铰接，则构成4个转动副。（）

7.机构的运动不确定，就是指机构不能具有相对运动。（）

8.虚约束对机构的运动不起作用。（）

二、选择题

1.为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于与实际机构的（）应相同。

A.构件数、运动副的类型及数目

B.构件的运动尺寸

C.机架和原动件

D. A 和 B 和 C

2.下面对机构虚约束的描述中，不正确的是（）。

A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束，在计算机构自由度时应除去虚约束。

B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。

C.虚约束应满足某些特殊的凡何条件，否则虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动。为此应规定相应的制造精度要求。虚约束还使机器的结构复杂，成本增加。

D.设计机器时，在满足使用要求的情况卜，含有的虚约束越多越好。

三、综合题

1.图2-1中构件1相对于构件2能沿切向At 移动，沿法向An向上移动和绕接触点A转动，所以构件1与2组成的运动副保留三个相对运动。

图b中构件1与2在A两处接触，所以构件1与2组成两个高副。

图2-1 图2-2

2.如图2-2所示的曲轴1与机座2，曲轴两端中心线不重合，加工误差为△，试问装配后两构件能否相对转动，并说明理由。

3.局部自由度不影响整个机构运动，虚约束不限制构件独立运动，为什么实际机构中还采用局部自由度、虚约束的结构

4.吊扇的扇叶与吊架、书桌的桌身与抽斗，机车直线运动时的车轮与路轨，各组成哪一类运动副，请分别画出。

5.绘制2-3图示各机构的运动简图。

图2-3

6.指出图2-4所示各机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算机构的自由度，并判定它们是否有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。

图2-4

7.试问图2-5各机构在组成上是否合理如不合理，请针对错误提出修改方案。

图2-5

8.计算题图2-6（a与 b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）。

图2-6 (a) 图2-6(b)

9.计算题图2-7（a与b）所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出），并判断机构的运动是否确定，图中画有箭头的构件为原动件。

图2-7(a) 图2-7(b)

10．计算题2-8图所示机构的自由度（若有复合铰链，局部自由度或虚约束应明确指出）,并标出原动件。

图2-8

一、判断题

1.√

2.×

3.×

4. ×

5. √

6.×

7.×

8.√

二、选择题

1. D

2. D

三、综合题

1.沿法向An向上移动两构个将分开，1和2不构成运动副。所以不能沿法向An向上移动，构件1与2组成的运动副保留二个相对运动。

图b两构个只能构成一个运动副构件，其中一个运动副为虚约束。

2.不能，曲轴与机座构成的两个转动副其中一个为虚约束，两个转动副必须同轴。

3.局部自由度为了将滑动摩擦变为滚动摩擦，以减少功率损耗，降低磨损；虚约束有改善机构受力状况和增加刚度的作用。

4.吊扇的扇叶与吊架：转动副

书桌的桌身与抽斗，机车直线运动时的车轮与路轨：移动副

5.略

6. a) 虚约束B ，F=3×5+2×6+1×1=2，F=W=2有确定的运动；

b) 局部自由度B，F=3×4+2×5+1×1=1，F=W=1有确定的运动；

7. F=3×5+2×7+1×1=0 ，不合理，把E处的移动副去掉，则F=3×5+2×6+1×1=2加一个原动件。

8. a) F=3×5+2×7+1×0=1

b) F=3×4+2×5+1×0=2

9.

9．F=3×5+2×7+1×0=1，有虚约束JKL、GHI，复合铰链C。