其他常用机构、平衡、速度波动的调节
1
一、 填空题：
1．速度瞬心是两刚体上 瞬时速度相等 的重合点。
2．若 瞬心的绝对速度为零 ，则该瞬心称为绝对瞬心；
若 瞬心的绝对速度不为零 ，则该瞬心称为相对瞬心。
3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于 垂直于导路方向的无穷远 处。当两构件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在 接触点处 ；若两个高副元素间有相对滑动时，则其瞬心在 过接触点两高副元素的公法线上 。
4．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。
5．3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。
6．机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是 K＝N(N－1)/2 。
7．铰链四杆机构共有 6 个速度瞬心，其中 3 个是绝对瞬心。
8．速度比例尺μν表示图上 每单位长度所代表的速度大小 ，单位为： (m/s)/mm 。
加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小 ，单位为 (m/s2)/mm。
9．速度影像的相似原理只能应用于 构件 ，而不能应用于整个机构。
10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为 平 动，牵连运动为 转 动时（以上两空格填转动或平动），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×相对速度×牵连角速度；方向为 相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的方向 。
二、试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号ijP直接标注在图上)。 其他常用机构、平衡、速度波动的调节
2
12
三、 在图a所示的四杆机构中，lAB=60mm,lCD=90mm，lAD=lBC=120mm，ω2=10rad/s，试用瞬心法求：
1）当φ＝165°时，点C的速度vC；
2）当φ＝165°时，构件3的BC线上速度1 2 3
16 习 题
1-1至1-4 绘制图示机构的机构运动简图。
题1-1图 颚式破碎机
题1-2图 柱塞泵
题1-3图 旋转式水泵
O1
O2
A B 1
2
3
4
A B C D
1 2 3 4
A
B C D
1 2 3
4
A B C D
1
2 3 4 C D 17
题1-4图 冲压机构
1-5至1-10 指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算各机构的自由度。
题1-6图 解：构件3、4、5在D处形成一个复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
32352701LHFnPP
解：没有复合铰链、局部自由度和虚约束。
323921301LHFnPP 题1-5图 题1-5图 5 6
A B C
D
E F O1
O2
C D
F 1
2 3
4
5
6 E
G F E
G 18
题1-7图
题1-8图
题1-9图
题1-10图 解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
323721001LHFnPP
解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
323721001LHFnPP
解：B处为局部自由度，没有复合铰链和虚约束。
32352710LHFnPP
解：C处为复合铰链，E处为局部自由度，没有虚约束。
32372912LHFnPP A B C D E I
F
G H
A D
B E
C
A E B C
D G
F 19 1-11图示为一手动冲床机构，试绘制其机构运动简图，并计算自由度。试分析该方案是否可行；如果不可行，给出修改方案。
答：此方案自由度为0，不可行。改进方案如图所示：
题1-11图 手动冲床
手动冲床运动简图 手动冲床改进方案
第三章 两自由度系统振动
§3-1 概述
单自由度系统的振动理论是振动理论的基础。在实际工程问题中，还经常会遇到一些不能简化为单自由度系统的振动问题，因此有必要进一步研究多自由度系统的振动理论。
两自由度系统是最简单的多自由度系统。从单自由度系统到两自由度系统，振动的性质和研究的方法有质的不同。研究两自由度系统是分析和掌握多自由度系统振动特性的基础。
所谓两自由度系统是指要用两个独立坐标才能确定系统在振动过程中任何瞬时的几何位置的振动系统。很多生产实际中的问题都可以简化为两自由度的振动系统。例如，车床刀架系统（a）、车床两顶尖间的工件系统（b）、磨床主轴及砂轮架系统（c）。只要将这些系统中的主要结合面（或芯轴）视为弹簧（即只计弹性，忽略质量），将系统中的小刀架、工件、砂轮及砂轮架等视为集中质量，再忽略存在于系统中的阻尼，就可以把这些系统近似简化成图（d）所示的两自由度振动系统的动力学模型。
以图3.1（c）所示的磨床磨头系统为例分析，因为砂轮主轴安装在砂轮架内轴承上，可以近似地认为是刚性很好的，具有集中质量的砂轮主轴系统支承在弹性很好的轴承上，因此可以把它看成是支承在砂轮架内的一个弹簧——质量系统。此外，砂轮架安装在砂轮进刀拖板上，如果把进刀拖板看成是静止不动的，而把砂轮架与进刀拖板的结合面看成是弹簧，把砂轮架看成是集中的质量，则砂轮架系统又近似地可以看成是支承在进刀拖板上的另一个弹簧——质量系统。这样，磨头系统就可以近似地简化为图示的支承在进刀拖板上的两自由度系统。
在这一系统的动力学模型中，m1是砂轮架的质量，k1是砂轮架支承在进刀拖板上的静刚度，m2是砂轮及其主轴系统的质量，k2是砂轮主轴支承在砂轮架轴承上的静刚度。取每个质量的静平衡位置作为坐标原点，取其铅垂位移x1及x2分别作为各质量的独立坐标。这样x1和x2就是用以确定磨头系统运动的广义坐标。(工程实际中两自由度振动系统) [工程实例演示]
习 题
1-1至1-4 绘制图示机构的机构运动简图。
题1-1图 颚式破碎机
题1-2图 柱塞泵
题1-3图 旋转式水泵
OOA B 1
2
3 4
A B C D
1 2 3 4 A
B C D
1 2 3
4
A
B C D
1
2 3 4 C D 17
题1-4图 冲压机构
1-5至1-10 指出机构运动简图中的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算各机构的自由度。
题1-6图 解：构件3、4、5在D处形成一个复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
32352701LHFnPP
解：没有复合铰链、局部自由度和虚约束。
323921301LHFnPP 题1-5图 题1-5图 OOC D
F 1
2 3
4
5
6 E
G FE
G 18
题1-7图
题1-8图
题1-9图
题1-10图 解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
323721001LHFnPP
解：A处为复合铰链，没有局部自由度和虚约束。
323721001LHFnPP
解：B处为局部自由度，没有复合铰链和虚约束。
32352710LHFnPP
解：C处为复合铰链，E处为局部自由度，没有虚约束。
32372912LHFnPP A B C D E I
F
G H
A D
B E
C
A E B C
D G
F 1-11图示为一手动冲床机构，试绘制其机构运动简图，并计算自由度。试分析该方案是否可行；如果不可行，给出修改方案。
答：此方案自由度为0，不可行。改进方案如图所示：
题1-11图 手动冲床
手动冲床运动简图 手动冲床改进方案
