第七版机械原理复习题 第2章 机构的结构分析
一、填空题
1.组成机构的要素是构件和运动副；构件是机构中的运动单元体。
2.具有若干个构件的入为组合体、各构件间具有确定的相对运动、完成有用功或实现能量转换等三个特征的构件组合体称为机器。
3.机器是由原动机、传动部分、工作机所组成的。
4.机器和机构的主要区别在于是否完成有用机械功或实现能量转换。 5.从机构结构观点来看，任何机构是由机架，杆组，原动件三部分组成。 6.运动副元素是指构成运动副的点、面、线。
7.构件的自由度是指构件具有独立运动的数目; 机构的自由度是指机构具有确定运动时必须给定的独立运动数目。
8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生一个约束，而保留了两个自由度。 9.机构中的运动副是指两构件直接接触而又能产生相对运动的联接。 10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。
11.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入2个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph。
12.平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1。
13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为2，至少为1。
14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性（能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动，即确定应具有的原动件数。
15.在平面机构中，具有两个约束的运动副是低副，具有一个约束的运动副是高副。
16.计算平面机构自由度的公式为F?3n?2pL?pH，应用此公式时应注意判断：(A) 复合铰链，(B) 局部自由度，(C)虚约束。
17.机构中的复合铰链是指由三个或三个以上构件组成同一回转轴线的转动副；局部自由度是指不影响输入与输出件运动关系的自由度；虚约束是指在特定的几何条件下，机构中不能起独立限制运动作用的约束。 18.划分机构杆组时应先按低的杆组级别考虑，机构级别按杆组中的最高级别确定。 19.机构运动简图是用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按一定比例绘制各运动副的相对位置，因而能说明机构各构件间相对运动关系的简单图形。
20.在图示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件，则成为Ⅲ级机构；若以构件2为机架，3为原动
件，则成为Ⅱ级机构；若以构件4为机架，5为原动件，则成为Ⅳ级机构。
七、计算题
1.计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。
pF?3n??pL?pH?3?9?2?13?1 p1.解E为复合铰链。n?4，L=5，H=1
2.试计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需明确指出。
解：
图中n?7,?pL?9,
F?3n??pL?pH?3?7?2?9?3
3.试计算图示机构的自由度，并说明需几个原动件才有确定运动。
解：
F?3n?2pL?pH?3?6?2?8?2 需两个原动件。
4.计算图示机构的自由度。
F?3n?2pL?pH?3?5?2?7?1
5.试计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束，必需注明。
A处为复合铰链。
F?3n?2pL?pH?3?4?2?4?2?2
6.试求图示机构的自由度（如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需指明所在之处）。图中凸轮为定径凸轮。
DAFEBC虚约束在滚子和E处，应去掉滚子C和E，局部自由度在滚子B处。
n?4，pL=5，pH=1，F?3?4?2?5?1?1 7.试求图示机构的自由度。
F?3n?2pL?pH?3?5?2?6?3
8.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）。
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，n?6,?pL?7,?pH?3，
F?3n?2pL?pH?3?6?2?7￡?3?1
9.试计算图示机构的自由度。
F?3n?2pL?pH?3?8?2?11?0?2
10.试计算图示机构的自由度。
F?3n?2pL?pH?3?6?2?8?0?2
11.试计算图示运动链的自由度。
A、E、F为复合铰链，故n?8,?pL?12,?pH?1， F?3n?2pL?pH?3?8?2?12?1??1
12.图示为一平底摆动从动件盘型凸轮机构，试画出机构在高副低代后瞬时替代机构。并计算代换前和代换后的机构自由度。
(1)替代机构如图示。
(2)按原高副机构n?????pL?2????p??1,
F?3n??pL?p??1
按低代后机构n?????pL?4???p??0,
F?3n??pL?p??1
第3章 机构的运动分析
一、填空题
1. 当两个构件组成移动副时，其瞬心位于垂直于移动方向的无穷远处
处。当两构件组成纯滚动的高副时，其瞬心就在接触点。当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用三心定理来求。
2. 3个彼此作平面平行运动的构件间共有3个速度瞬心，这几个瞬心必定位于一条直线上。含有6个构件的平面机构，其速度瞬心共有15个，其中有5个是绝对瞬心，有10个是相对瞬心。
3. 相对瞬心与绝对瞬心的相同点是两构件上的同速点，不同点是；绝对速度为零及不为零。 4. 速度比例尺的定义图上是单位长度(mm)所代表的实际速度值(m/s)，在比例尺单位相同的条件下，它的绝对值愈大，绘制出的速度多边形图形愈小。
??v5. 图示为六杆机构的机构运动简图及速度多边形，图中矢量cb代表BC; ，杆3角速度?3的方向为 顺 时针方向。
6. 机构瞬心的数目N与机构的构件数k的关系是 N?k(k?1)/2 。
7.在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于已知同一构件上二点速度或加速度求第三点的速度和加速度。
8.当两构件组成转动副时，其速度瞬心在转动副中心处；组成移动副时，其速度瞬心在垂直于移动导路的无穷远处；组成兼有相对滚动和滑动的平面高副时，其速度瞬心在在接触点处的公法线上。 9. 速度瞬心是两刚体上瞬时相对速度_为零的重合点。
10.铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心， 3 个是相对瞬心。 11.作相对运动的3个构件的3个瞬心必位于一直线上。
12.在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为移动，牵连运动为转动时，两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为2?vr；方向与将vr沿?转向转90?的方向一致。 1. 标出下列机构中的所有瞬心。
