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平面运动链自由度计算公式为HL 23p p n F --=运动链成为机构的条件运动链成为机构的条件是：取运动链中一个构件相对固定作为机架，运动链相对于机架的自由度必须大于零，且原动件的数目等于运动链的自由度数。
满足以上条件的运动链即为机构，机构的自由度可用运动链自由度公式计算。
一、平面机构的结构分析计算错误的原因例题圆盘锯机构自由度计算解n =7，p L =6，p H =0F =3n -2p L -p H =3⨯7-2⨯6=9错误的结果！12345678ABCD E F两个转动副12345678ABCD EF●复合铰链(Compound hinges )定义：两个以上的构件在同一处以转动副联接所构成的运动副。
k 个构件组成的复合铰链，有(k -1)个转动副。
正确计算B 、C 、D 、E 处为复合铰链，转动副数均为2。
n =7，p L =10，p H =0F =3n -2p L -p H =3⨯7-2⨯10=1准确识别复合铰链举例关键：分辨清楚哪几个构件在同一处用转动副联接12 31342413231 2两个转动副两个转动副两个转动副两个转动副1234两个转动副1423两个转动副例题计算凸轮机构自由度F=3n-2p L-p H=3⨯3-2⨯3-1=2？●局部自由度(Passive degree of freedom)定义：机构中某些构件所具有的仅与其自身的局部运动有关的自由度。
考虑局部自由度时的机构自由度计算设想将滚子与从动件焊成一体F=3⨯2-2⨯2-1=1计算时减去局部自由度FPF=3⨯3-2⨯3-1-1(局部自由度)=1●虚约束(Redundant constraint,Passive constraint)定义：机构中不起独立限制作用的重复约束。
计算具有虚约束的机构的自由度时，应先将机构中引入虚约束的构件和运动副除去。
虚约束发生的场合⑴两构件间构成多个运动副两构件构成多个导路平行的移动副两构件构成多个轴线重合的转动副两构件构成多个接触点处法线重合的高副⑵两构件上某两点间的距离在运动过程中始终保持不变未去掉虚约束时F =3n -2p L -p H =3⨯4-2⨯6=0 构件5和其两端的转动副E 、F 提供的自由度F =3⨯1-2⨯2=-1即引入了一个约束，但这个约束对机构的运动不起实际约束作用，为虚约束。
第一章平面机构的结构分析1、如图a 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（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
图a ）由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图c1）图c2）2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F 3、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
3－1解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
3－2解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度3－3解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F 4、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p 13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l 0='F 0='F F p p p n F h l '-'-+-=)2(3F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯=10)20172(113=--+⨯-⨯=（其中E 、D 及H 均为复合铰链）（其中C 、F 、K 均为复合铰链）5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
机械原理练习题库（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、冲压机采用的是（）机构。
A、摆动导杆B、曲柄滑块C、移动导杆正确答案：B2、具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力等特点，广泛应用于各种轴上零件的轴向固定是（）。
A、紧定螺钉B、轴肩与轴环C、紧定螺钉与挡圈正确答案：B3、从动件作等速运动规律的位移曲线形状是（）。
A、斜直线B、双曲线C、抛物线正确答案：A4、１０．V带顶面应与带轮外缘表面（）一些。
A、平齐B、平齐或略高C、略高D、略低正确答案：B5、从动件作等加速等减速运动规律的位移曲线是（）。
A、双曲线B、抛物线C、斜直线正确答案：B6、传动比大且准确的传动是（）。
A、蜗轮蜗杆传动B、齿轮传动C、链传动正确答案：A7、基圆上的压力角等于（）。
A、40︒B、20︒C、0︒正确答案：C8、内燃机的配气机构采用了（）机构。
A、铰链四杆B、齿轮C、凸轮正确答案：C9、在轮系中，（）即可以是主动轮又可以是从动轮，对总传动比没有影响，起改变齿轮副中从动轮回转方向的作用。
A、惰轮B、蜗轮蜗杆C、锥齿轮正确答案：A10、国家标准规定，斜齿圆柱齿轮的（）模数和压力角为标准值。
A、端面B、法面和端面C、法面正确答案：C11、在键连接中，对中性好的是（）。
A、切向键B、平键C、楔键正确答案：B12、在一般机械传动中，常用于数控机床、纺织机械的带传动是（）。
A、平带传动B、普通V带传动C、同步带传动正确答案：C13、下列连接中属于不可拆连接的是（）。
A、焊接B、螺纹连接C、销连接正确答案：A14、铰链四杆机构中，各构件之间均以（）相连接。
A、螺旋副B、移动副C、转动副正确答案：C15、（）花键形状简单、加工方便，应用较为广泛。
A、渐开线B、三角形C、矩形齿正确答案：C16、在闭式传动中，（）润滑适用于中速机器中轴承的润滑。
A、油环B、压力C、润滑脂正确答案：B17、两被连接件上均为通孔且有足够装配空间的场合应采用（）。
合工大机械原理答案1.两构件组成运动副的必要条件是两构件（）。
[单选题] *A.直接接触且具有相对运动(正确答案)B.直接接触但无相对运动C.虽然不接触但具有相对运动D.既不接触也无相对运动2.平面四杆机构中，若存在急回运动特性，则其行程速比系数（）。
[单选题] *A.k>1(正确答案)B.K=1C.k<1D.k=03.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动中，其啮合角的大小是（）。
[单选题] *A.由大到小逐渐变化B.由小到大逐渐变化C.由小到大再到小逐渐变化D.始终保持不变(正确答案)4.要将连续的单向转动变换成具有停歇功能的单向转动，可采用的机构是（）。
[单选题] *A.曲柄摇杆机构B.摆动从动件盘形凸轮机构C.棘轮机构D.槽轮机构(正确答案)5.机构具有确定运动的条件是机构的自由度（）。
[单选题] *A.大于主动件数B.等于主动件数(正确答案)C.小于主动件数D.与主动件数无关6.凸轮机构常用的推杆的运动规律有a等速运动；b等加速等减速运动；c余弦加速度运动；d正弦加速度运动。
其中适用于高速运动的有（）。
[单选题] *A.aB.a与bC.a,b与cD.d(正确答案)7.若忽略摩擦，一对渐开线齿廓啮合时，齿廓间作用力沿着（）方向。
[单选题] *A.齿廓公切线B.节圆公切线C.中心线D.基圆内公切线(正确答案)8.具有相同理论廓线，只有滚子半径不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律（），凸轮的实际廓线不同。
[单选题] *A.相同(正确答案)B.不同C.不一定9.刚性转子动平衡的力学条件是（）。
[单选题] *A.惯性力系的主矢为零B.惯性力系的主矩为零C.惯性力系的主矢、主矩均为零(正确答案)10.机械在周期变速稳定运转阶段，一个循环内的驱动功Wd（）阻抗功Wr。
[单选题] *A.大于B.等于(正确答案)C.小于D.不一定11.从机械效率的观点看，机构发生自锁是由于（）。
！机械综合原理设计！1、试进行水果分选机的原理方案设计和结构方案设计。
方案一：原理方案设计：采用滚筒式来进行水果的分选；结构方案设计：总体结构分为以下主要部分：进料斗、滚筒、收集料斗、机架、传动装置、摩擦轮等。
方案二：原理方案设计：采用摆动筛式来进行水果的分选结构方案设计：水果分选机由分选机构、传动机构和电动机组成。
水果分选时将水果运送至进料斗，然后流入到摆动筛中，使水果在摆动筛中作相对运动，并在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级目的。
2.试进行回收后的牛奶瓶或啤酒瓶洗瓶机的原理方案设计和结构方案设计原理方案设计：为了清洗圆形瓶子外面，需将瓶子推人同向转动的导辊上，导辊带动瓶子旋转，推动瓶子沿导辊前进，转动的刷子就将瓶子洗净。
实现方案一：凸轮-铰链四杆机构方案实现方案二：五杆组合机构方案：3．给出一种步进式送料机构的设计构思。
(本题可与相应的实验结合使用) 要求：应含有存储、送料、检验及检验后的分类处理等环节。
(以棒料为例)存储选择坯件自重式料仓，送料原理图如下书上第66页也有一种方案。
4．图示为工厂中使用的虎钳，采用丝杆螺母机构，当需要较大距离移动钳口时非常不便。
请针对这一问题进行一种可实现快速进给的虎钳机构设计（原理方案设计），画出其原理图。
5、试对于鸡蛋大小分级的分选机进行原理设计。
（请至少提供两种方案，并简要说明实现方法）0）电子称重式分选机：采用压力传感器称量水果，微机系统将传感器输出信号进行采样、放大、滤波、模数转换、运算和处理，然后用单片机控制相应的电磁阀送出开关量。
1）筛子分选法：采用平面振动筛，筛孔大小由分选尺寸确定，主要是通过筛体的振动使筛面鸡蛋以一定的速度向排斜端移动，小于第一层的鸡蛋落到第二层筛面。
2）回转带分选法：回转带分选法的工作方式是将水果置于两条分离带之间，若鸡蛋小于两带之间的距离，水果便从中落下。
由于两条分离带之间的距离沿鸡蛋运行方向不断增大，使不同尺寸的鸡蛋落在下方相应的输送带上6．根据对电子配钥匙机器的观察，对其作出原理构思并作出初步的结构设计。
机械原理习题集文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]二．综合题1．根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。
设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么2．计算图示机构的自由度。
如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。
（a）（b）3．计算图示各机构的自由度。
（a）（b）（c）（d）（e）（f）4．计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。
（a）（b）（c）（d）5．计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
如果在该机构中改选FG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。
6．试验算图示机构的运动是否确定。
如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。
（a）（b）第三章平面机构的运动分析一、综合题P直接在图上标出）。
1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号ij2、已知图示机构的输入角速度1,试用瞬心法求机构的输出速度3。
要求画出相应的瞬心，写出3的表达式，并标明方向。
3、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。
4、在图示的四杆机构中，AB l =60mm, CD l =90mm, AD l =BC l =120mm, 2ω=10rad/s ，试用瞬心法求：（1）当ϕ=165°时，点C 的速度c v ；（2）当ϕ=165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及其速度的大小； （3）当0cv =时，ϕ角之值（有两个解）。
5、如图为一速度多边形，请标出矢量AB v 、BC v 、CA v 及矢量A v 、B v 、C v 的方向6、已知图示机构各构件的尺寸，构件1以匀角速度ω1转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c) 所示。
（1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小，（2）试在图b)、c) 上分别标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向。
1・根据图示机构，画出去掉了虚约朿和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。
设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么?2 •计算图示机构的自由度。
如有复合铰链、局部自由度、虚约朿，请指明所在之处。
IHA A7777TrJAA(a)3•计算图示各机构的自由度F777777b)94DE 3/8b)4•计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各 个基本杆组的级别以及机构的级别。
(d )(f )(a) (b)5. 计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
如果在该机构中改选FG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。
修改方案。
(C)6.试验算图示机构的运动是否确定如机构运动不确定请提出其具有确定运动的(a)(d)2、已知图示机构的输入角速度∙ι,试用瞬心法求机构的输出速度∙3。
要求画出相 应的瞬心，写出• 3的表达式，并标明方向。
、综合题第三章平面机构的运动分析1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号P 直接在图上标出）3、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω 1/ ω 24、在图示的四杆机构中,I AB =60mm, I CD =90mm, IAD=I BC=120mm,<θ2=10rad∕s ,试用瞬心法求：（1）当「=165°时，点C的速度V C ；（2）当=165°时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及其速度的大小；.（3）当V^^0时，「角之值（有两个解）。
5、如图为一速度多边形, 请标出矢量V AB、V BC、V CA及矢量V A、V B、V C的万向？6、已知图示机构各构件的尺寸，构件1以匀角速度ωι转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b）、C）所示。
（1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小，（2）试在图b）、C）上分别标出各顶点的符号, 以及各边所代表的速度或加速度及其指向。
机械原理练习题及参考答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1.一对标准齿轮，模数为4，齿数分别为20,80，则其标准安装中心距为（）mm。
:A、150B、400C、200D、800正确答案：C2.平面机构自由度的计算公式为F=3n-2PL-PH，其中n为活动构件个数，PL为低副个数，PH为（）个数。
:A、低副B、活动构件C、机架D、高副正确答案：D3.平面机构自由度的计算公式为F=3n-2PL-PH，其中n为活动构件个数，PL为（）个数，PH为高副个数。
:A、低副B、机架C、活动构件D、高副正确答案：A4.若一个机构自由度等于2，且有（）原动件，则该机构具有确定的运动。
:A、零个B、三个C、两个D、一个正确答案：C5.在传动过程中，至少有一个齿轮的轴线位置是发生变化的轮系称为（）。
:A、复合轮系B、周转轮系C、定轴轮系D、空间轮系正确答案：B6.平面四杆机构中，只能摆动的连架杆称为（）。
:A、连架杆B、曲柄C、摇杆D、连杆正确答案：C7.若有m个构件汇集在一点构成复合铰链，那么转动副的个数是（）。
:A、0B、m+1C、mD、m-1正确答案：D8.若齿轮齿数为20，模数为4，其分度圆直径为（）mm。
:A、80B、60C、40D、120正确答案：A9.（）表明该运动链不是机构，而是一个各构件间根本无相对运动的桁架。
:A、自由度F小于等于零B、自锁C、死点正确答案：A10.一部机器可能由（）机构组成。
:A、多个B、不确定数目C、一个D、一个或多个正确答案：D11.两构件只能绕某一轴线作相对转动的运动副叫做（），也称铰链或回转副。
:A、移动副B、球面副C、空间副D、转动副正确答案：D12.按接触特性，两构件通过面接触叫做（）。
:A、高副B、平面副C、空间副D、低副正确答案：D13.差动轮系的自由度等于2，两个中心轮都运动，给定（）个原动件机构的运动才是确定的。
:A、4B、1C、3D、2正确答案：D14.（）传动传动比大，可实现反行程自锁，但传动效率低，制造成本高。
平面机构的结构分析1、 什么是零件？什么是构件？它们有何联系？2、 什么是运动链？什么是机构？它们有何异同点？3、 机构具有确定运动的条件是什么？如果不满足该条件可能会出现哪些情况？4、 为何说高副低代具有瞬时性？高副低代的目的和意义何在？5、如图a 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（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案图 a ） 解 1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。
2）分析其是否能实现设计意图。
由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。
图 b ）3）提出修改方案（图c ）。
为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 给出了其中两种方案）。
图 c1） 图 c2）6、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
图a ）解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F图 b ）解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F7、计算图示平面机构的自由度。
将其中的高副化为低副。
机构中的原动件用圆弧箭头表示。
7－1解7－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。
7－2解7－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度7－3 解7－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F8、试计算图示精压机的自由度解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l0='F 0='FF p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(310)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=（其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链）9、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。
