机械设计基础习题与讲解 - 图文

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平面机构的自由度和速度分析

一、复习思考题

1、什么是运动副？运动副的作用是什么？什么是高副？什么是低副？ 2、平面机构中的低副和高副各引入几个约束？ 3、机构自由度数和原动件数之间具有什么关系？ 4、用机构运动简图表示你家中的缝纫机的踏板机构。 5、计算平面机构自由度时，应注意什么问题？

二、填空题

1、运动副是指能使两构件之间既保持 接触。而又能产生一定形式相对运动的 。

2、由于组成运动副中两构件之间的 形式不同，运动副分为高副和低副。 3、运动副的两构件之间，接触形式有 接触， 接触和 接触三种。

4、两构件之间作 接触的运动副，叫低副。 5、两构件之间作 或 接触的运动副，叫高副。

6、回转副的两构件之间，在接触处只允许 孔的轴心线作相对转动。 7、移动副的两构件之间，在接触处只允许按 方向作相对移动。 8、带动其他构件 的构件，叫原动件。

9、在原动件的带动下，作 运动的构件，叫从动件。

10、低副的优点：制造和维修 ，单位面积压力 ，承载能力 。 11、低副的缺点：由于是 摩擦，摩擦损失比 大，效率 。 12、暖水瓶螺旋瓶盖的旋紧或旋开，是低副中的 副在接触处的复合运动。 13、房门的开关运动，是 副在接触处所允许的相对转动。 14、抽屉的拉出或推进运动，是 副在接触处所允许的相对移动。 15、火车车轮在铁轨上的滚动，属于 副。

三、判断题

1、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。 （ ）

2、凡两构件直接接触，而又相互联接的都叫运动副。 （ ） 3、运动副是联接，联接也是运动副。 （ ）

4、运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。 （ ） 5、螺栓联接是螺旋副。 （ ）

6、两构件通过内表面和外表面直接接触而组成的低副，都是回转副。（ ） 7、组成移动副的两构件之间的接触形式，只有平面接触。 （ ）

8、两构件通过内，外表面接触，可以组成回转副，也可以组成移动副。 （ ） 9、运动副中，两构件联接形式有点、线和面三种。 （ ）

10、由于两构件间的联接形式不同，运动副分为低副和高副。 （ ） 11、点或线接触的运动副称为低副。 （ ） 12、面接触的运动副称为低副。 （ ） 13、任何构件的组合均可构成机构。 （ ）

14、若机构的自由度数为2，那么该机构共需2个原动件。 （ ） 15、机构的自由度数应小于原动件数，否则机构不能成立。 （ ） 16、机构的自由度数应等于原动件数，否则机构不能成立。 （ ）

四、选择题

1、两个构件直接接触而形成的 ，称为运动副。 a.可动联接；

b.联接；

c.接触

2、变压器是 。 a.机器；

b.机构；

c.既不是机器也不是机构

3、机构具有确定运动的条件是 。

a.自由度数目＞原动件数目； b.自由度数目＜原动件数目； c.自由度数目= 原动件数目

4、图1-5所示两构件构成的运动副为 。 a.高副；

b.低副

5、如图1-6所示，图中A点处形成的转动副数为 个。 a. 1；

b. 2；

c. 3

五、例解

1. 图示油泵机构中，1为曲柄，2为活塞杆，3为转块，4为泵体。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

解：

2. 图示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A转动时，构件2绕活动中心C摆动，同时带动刀架3上下移动。B点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。

解：

分析与思考：图中构件2与刀架3组成什么运动副？

答：转动副。

3. 计算图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）。

a）解：滚子D为局部自由度，E、F之一为虚约束。 F=3n–2PL–Ph=3×4–2×5–1=1

b）解：A处为复合铰链 F=3n–2PL–Ph=3×5–2×6–1=2

分析与思考：当机构的自由度2、而原动件数为1时，机构能有确定的运动吗？

答：没有。

4. 计算图a与图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）

a）解：滚子C为局部自由度，E处为复合铰链。 F=3n–2PL–Ph=3×8–2×11–1=1。 b）解：齿轮I、J之一为虚约束，A处为复合铰链 F=3n–2PL–Ph=3×8–2×10–2=2。

5. 计算图a与图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。

a）解：A、B、C处为复合铰链 F=3n–2PL–Ph=3×7–2×8–3=2。

b）解：滚子E为局部自由度，滑块H、I之一为虚约束 F=3n–2PL–Ph=3×6–2×8–1=1，有确定运动。

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