第一章 绪论
基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。
第二章 平面机构的结构分析
机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。
1. 机构运动简图的绘制
机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。
为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。
2. 运动链成为机构的条件
判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。
运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。
机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。
机构自由度计算是本章学习的重点。
准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。
(1) 复合铰链
复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。
正确处理方法： k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。
(2) 局部自由度
局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。
正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。
(3) 虚约束
虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。
正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。
虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。
3. 机构的组成原理与结构分析
机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。
第1章 平面机构的结构分析
解释下列概念
1.运动副；2.机构自由度；3.机构运动简图；4.机构结构分析；5.高副低代。
验算下列机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改办法。
题图 题图
绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度(其中构件9为机架)。
计算下列机构自由度，并说明注意事项。
计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题图
题图
第2章 平面机构的运动分析
试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
题图
在图示机构中，已知各构件尺寸为lAB =180mm , lBC =280mm , lBD =450mm , lCD =250mm , lAE =120mm , φ=30o, 构件AB上点E的速度为 vE =150 mm /s ,试求该位置时C、D两点的速度及连杆2的角速度ω2 。
在图示的摆动导杆机构中，已知lAB =30mm , lAC =100mm , lBD =50mm , lDE =40mm ,φ1=45o,曲柄1以等角速度ω1=10
rad/s沿逆时针方向回转。求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度（用相对运动图解法）。
题图
题图
在图示机构中，已知lAB =50mm , lBC =200mm , xD =120mm , 原动件的位置φ1=30o, 角速度ω1=10 rad/s ，角加速度α1=0，试求机构在该位置时构件5的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。
题图
图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。
（1）在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。
（2）以给出的速度和加速度矢量为已知条件，用相对运动矢量法写出求构件上D点的速度和加速度矢量方程。
1 机械原理第二版课后答案
第一章 结构分析作业
1.2 解：
F = 3n－2PL－PH = 3×3－2×4－1= 0
该机构不能运动，修改方案如下图：
1.2 解： 2
（a）F = 3n－2PL－PH = 3×4－2×5－1= 1 A点为复合铰链。
（b）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×6－2= 1
B、E两点为局部自由度, F、C两点各有一处为虚约束。
（c）F = 3n－2PL－PH = 3×5－2×7－0= 1 FIJKLM为虚约束。
1.3 解：
F = 3n－2PL－PH = 3×7－2×10－0= 1
1）以构件2为原动件，则结构由8－7、6－5、4－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图a)。
2）以构件4为原动件，则结构由8－7、6－5、2－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图b)。 3 3）以构件8为原动件，则结构由2－3－4－5一个Ⅲ级杆组和6－7一个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅲ级机构(图c)。
(a) (b) (c) 4 第二章 运动分析作业
2.1 解：机构的瞬心如图所示。
2.2 解：取作机构位置mmmml/5图如下图所示。
5 1.求D点的速度VD
13PDVV
而 25241314PPAEVVED ，所以 smmVVED/14425241502524
2. 求ω1
sradlVAEE/25.11201501
3. 求ω2
因 98382412141212PPPP ，所以srad/46.0983825.1983812
4. 求C点的速度VC
smmCPVlC/2.10154446.0242
2.3 解：取作机构位置mmmml/1图如下图a所示。
习题参考答案
第二章 机构的结构分析
2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
43512
运动产生干涉
解答：原机构自由度F=33- 2 4-1 = 0，不合理 ， 改为以下几种结构均可：
2-3 图2-39所示为一小型压力机，其中，1为滚子；2为摆杆；3为滑块；4为滑杆；5为齿轮及凸轮；6为连杆；7为齿轮及偏心轮；8为机架；9为压头。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
O齿轮及偏心轮A齿轮及凸轮BEFDC压头机架连杆滑杆滑块摆杆滚子
解答：n=7; Pl=9; Ph=2，F=37-2 9-2 = 1
2-6 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
解答：a) n=7; Pl=9; Ph=2，F=37-2 9-2 =1 L处存在局部自由度，D处存在虚约束
b)
n=5; Pl=6; Ph=2，F=35-2 6-2 =1
E、B处存在局部自由度，F、C处存在虚约束
b)a)AEMDFELKJIFBCCDBA
2-7 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
B
D C
A
(a) C
D B
A
(b)
解答：a) n=4; Pl=5; Ph=1，F=34-2 5-1=1 A处存在复合铰链
b) n=6; Pl=7; Ph=3，F=36-2 7-3=1 B、C、D处存在复合铰链
2-8 试计算图2-44所示刹车机构的自由度。并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。
解答：① 当未刹车时，F=36-2 8=2
② 在刹车瞬时，F=35-27=1，此时构件EFG和车轮接触成为一体，位置保持不变，可看作为机架。
