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, 入，
使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮上下运动
以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图
否能实现设计意图？并提出修改方案。
解1）取比例尺i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)
1，p 0, F 0
3 3 (2
4 1 0) 0 0
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
设计者的思路是：动力由齿轮1输
2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4 （各
尺寸由图上量取），分析其是
由图b可知，n 3，p i 4，p h
故: F 3n (2 a P h
p) F
给出了其中两种方案)
2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
解: n 4，p i 5，P h 1， F 3n 2p i P h
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。
4
， P h 0，F
3n 2p i P h
1
图cl )
图a )
解：n 3， p i
图b )
解3- 1: n 7 , p i 10 , P h 0 , F
解3-2：n 8, p l 11 , p h 1 , F 3n 2 P i P h 1，局部自由度
4
3-3解3-3：n 9, p l 12 , P h 2, F 3n 2P] p h 1
解：n 10，p i 15，p h 0
解：n 11，P i 17，P h 0
6 B
S 3
G
—5
浄
F
4、试计算图示精压机的自由度
B
P 2P i
P h 3n 2 5 0 3 3 1
P 2P i P h 3n 2 10 3 6
2
F 0
F 0
F 3n (2p i P h P) F F 3n (2P i P h P ) F
3 10
(2 15 0 1) 0 1
3
11
(2 17 0 2) 0
1
（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。又 如在该机构中改选 EG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。
解1）计算此机构的自由度
2）取构件AB 为原动件时 机构的基本杆组图为
3）取构件EG 为原动件时 此机构的基本杆组图为
F 3n (2p i P h p ) F
3 7 2 10 1
此机构为
此机构为川级机构
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R j直接标注在图上）
2、在图a 所示的四杆机构中，I A B =60mm，I CD =90mm，l AD= l BC =120mm，2=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 C=0时，角之值（有两个解）。
机械原理习题集答案
因P i3为构件3的绝对速度瞬心，则有:
v C U |CP 13W 3 0.003 52 2.56 0.4(m/s)
3）定出构件3的BC 线上速度最小的点 E 的位置 因BC 线上速度最小之点必与 P 13点的距离最近，故从 P 13引BC 线的垂线交于点 E ,由
图可得:
u l P 13E W 3 0.003 46.5 2.56
4）定出V C =0时机构的两个位置 图C 处），量出
I
26.4
W 3
V B
. I BP 13
W 2l A^/U l Bp 3
10 0.06/0.003 78 2.56(rad/s)
V E
2）求V C ，定出瞬心P 13的位置（图b ）
2 226.6
3、在图示的机构中，设已知各构件的长度
I AD = 85 mm , l AB =25mm , l CD =45mm ,
l BC =70mm ，原动件以等角速度 1 =10rad/s
转动，试用图解法求图示位置时点
E 的速度
v E v pe 0.005 62 0.31（m s ） w 2
v
bc l BC 0.005 31.5/0.07 2.25(m s)
(顺时针)
w 3 v pc l C O 0.005 33/0.045 3.27(m s)
(逆时针) 3)加速度分析
根据加速度矢量方程：
a C
a C a C a B a CB a CB
以a =0.005(m/s 2)/mm 作加速度多边形(图 c )。 （继续完善加速度多边形图，并求 a E 及2）。 根据加速度影像原理，作
bce ~ BCE ，且字母顺序一致得点 e ，由图得:
2
a E a
pe 0.05 70 3.5（m/s ）
a 2 a CB l BC a n 2C /l BC 0.05 27.5/0.07 19.6（rad/s 2
）（逆时针）
c)
b)
a
=0.005(m/s 2)/mm
JI
v E 和加速度a E 以及构件2的角速度 2及角加速度 2
a ） p =0.002m/mm
解1）以|=0.002m/mm 作机构运动简图（图 a ） 2 ）速度分析 根据速度矢量方程： v C v B v CB 以 v = 0.005（m/s ）/mm 作其速度多边形 （图b ）。 （继续完善速度多边形图，并求 v E 及2 ）。
根据速度影像原理，作 bce~ BCE ，且字母 顺序一致得点e ,由图得：
