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。
1.利用移动副的自锁条件推出：螺旋副中以轴向载荷Q为主动力时（即：反行程），螺旋副的自锁条件为式。
解：当反程时，载荷Ｑ为主动力，Ｐ为阻力。总反力Ｒ的方向如图所示。
)tan(QP
由移动副自锁的条件，得其自锁条件为
反程驱动力Ｑ与接触面法线的夹角必须满足：
2.在题所示的机构中，已知各构件的尺寸及机构的位置，各转动副处的摩擦圆半径、移动副及凸轮高副处的摩擦角 ，凸轮为主动件，顺时针转动，作用在构件4上的工作阻力Q的大小。试求图示位置：
(1) 各运动副的反力；
(2) 需施加于凸轮1上的驱动力矩1M。
解：选取长度比例尺L(m/mm)作机构运动简图。
(1) 确定各运动副中反力的方向。
图 凸轮连杆机构考虑摩擦的机构力分析
vnQQPPRRn由主动件凸轮的转向，确定出机构中各个构件之间的相对运动方向，如图所示。分析各个构件受到的运动副反力和外力。构件1受到的力有R51、R21、1M；构件2受到的力有R52、R12、R32；构件3受到的力有R23、R43；构件4受到的力有R34、R54、Q。
先确定凸轮高副处点B的反力R12的方向，与移动副反力方向确定方法相同，该力方向与接触点处的相对速度VB2B1的方向成900+角。
再由R51应切于运动副A处的摩擦圆，与R21大小相等方向相反，且对A之矩的方向与1方向相反，确定出R51的方向。R51与R21形成一个力偶与M1平衡；
由于连杆3为受拉二力构件，其在D、E两转动副处所受两力R23及R43应切于该两处摩擦圆，大小相等方向相反，在一条直线上。同时，根据相对转速3432,的方向，可确定出R23及R43的作用线和方向，亦即铰链点D、E的摩擦圆的内公切线。；
反力R52应切于运动副C处的摩擦圆，且对C之矩的方向应与25的方向相反，同时构件2受有的三个力R12、R52、R32应汇交于一点，由此可确定出R52的方向线；
第二章
2-1 何谓构件?何谓运动副及运动副元素?运动副是如何进行分类的?
答：参考教材5~7页。
2-2 机构运动简图有何用处?它能表示出原机构哪些方面的特征?
答：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，也可用来进行动力分析。
2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况?
答：参考教材12~13页。
2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项?
答：参考教材15~17页。
2-6 在图2-22所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗?为什么?
答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。
2-7 何谓机构的组成原理?何谓基本杆组?它具有什么特性?如何确定基本杆组的级别及机构的级别?
答：参考教材18~19页。
2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么?
答：参考教材20~21页。
2-11 如图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上下运动以达到冲压目的。试绘出其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。
解：1）取比例尺绘制机构运动简图。
2）分析其是否可实现设计意图。
F=3n-( 2Pl + Ph –p’ )-F’=3×3-(2×4+1-0)-0=0
此简易冲床不能运动,无法实现设计意图。
3）修改方案。
为了使此机构运动，应增加一个自由度。办法是：增加一个活动构件，一个低副。修改方案很多，现提供两种。
※2-13图示为一新型偏心轮滑阎式真空泵。其偏心轮1绕固定轴心A转动，与外环2固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C转动的圆柱4中滑动。当偏心轮按图示方向连续回转时可将设备中的空气吸入，并将空气从阀5中排出，从而形成真空。(1)试绘制其机构运动简图；(2)计算其自由度。
机械原理复习
第2章机构的结构分析1.学习要求
1)搞清构件、运动副、约束、⾃由度及运动链等重要概念。
2)能绘制⽐较简单的机械的机构运动简图。
3)能正确计算平⾯机构的⾃由度,并能判断其是否具有确定的运动;对空间机构⾃由度的计算有所了解。
4)对虚约束对机构⼯作性能的影响及机构结构合理设计问题的重要性有所认识。
52.学习的重点及难点
本章的重点:构件、运动副、运动链等的概念,机构运动简图的绘制,机构具有确定运动的条件及机构⾃由度的计算。
本章的难点:机构中虚约束的判定问题。⾄于平⾯机构中的⾼副低代则属于拓宽知识⾯性质的内容。3. 基本概念题)对平⾯机构的组成原理有所了解。
1)何谓构件?构件与零件有何区别?
2)何谓⾼副?何谓低副?在平⾯机构中⾼副和低副⼀般各带⼊⼏个约束?
3)何谓运动链?运动链与机构有何联系和区别?
4)何谓机构运动简图?它与机构⽰意图有何区别?绘制机构运动简图的⽬的和意义是什么?绘制机构运动简图的主要步骤如何?
5)何谓机构的⾃由度?在计算平⾯机构的⾃由度时应注意哪些问题?
6）机构具有确定运动的条件是什么? 若不满⾜这⼀条件,机构将会出现什么情况?
4. 运动简图绘制题
4-1 试画出图⽰泵机构的机构运动简图,并计算其⾃由度。
5. ⾃由度计算题计算下列各图所⽰机构的⾃由度，并指出复合铰链、局部⾃由度和虚约束所在位置
第三章平⾯机构的运动分析1.学习要求
1)正确理解速度瞬⼼(包括绝对瞬⼼及相对瞬⼼)的概念,并能运⽤“三⼼定理”确定⼀般平⾯机构各瞬⼼的位置。
2)能⽤瞬⼼法对简单⾼、低副机构进⾏速度分析。3)能⽤⽮量⽅程图解法或解析法对Ⅱ级机构进⾏运动分析。
2.学习的重点及难点
本章的学习重点是对Ⅱ级机构进⾏运动分析。难点是对机构的加速度分析,特别是两构件重合点之间含有哥⽒加速度时的加速度分析。3. 基本概念题
1)何谓速度瞬⼼?相对瞬⼼与绝对瞬⼼有何区别?
2)何谓三⼼定理?
3)速度瞬⼼法⼀般适⽤于什么场合?能否利⽤速度瞬⼼法对机构进⾏加速度分析?4)何谓速度影像和加速度影像,应⽤影像法必须具备什么条件?要注意哪些问题?
