山建机械原理习题解答

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1、机构的结构分析2-1填充题及简答题（1）平面运动副的最大约束数为        ，最小约束数为        。（2）平面机构中若引入一高副将带入      个约束，而引入一个低副将带入     个约束。（3）机构具有确定运动的条件是什么？（4）何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？（5）杆组具有什么特点？如何确定机构的级别？选择不同的原动件对机构级别有无影响？答案：（1）平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1（2）平面机构中若引入一高副将带入1个约束，而引入一个低副将带入2个约束。（3）机构具有确定运动的条件是：机构的自由度大于零，且自由度数等于原动件数。（4）复合铰

2、链：在同一点形成两个以上的转动副，这一点为复合铰链。局部自由度：某个构件的局部运动对输出构件的运动没有影响，这个局部运动的自由度叫局部自由度。虚约束：起不到真正的约束作用，所引起的约束是虚的、假的。（5）杆组是自由度为零、不可再拆的运动链。机构的级别是所含杆组的最高级别。选择不同的原动件使得机构中所含杆组发生变化，可能会导致机构的级别发生变化。2-2计算下图机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度，虚约束等情况时必须一一指出，图中BC、ED、FG分别平行且相等。要使机构有确定运动，请在图上标出原动件。2-2答案：B点为复合铰链，滚子绕B点的转动为局部自由度，ED及其两个

3、转动副引入虚约束，I、J两个移动副只能算一个。32根据机构具有确定运动的条件，自由度数等于原动件数，故给凸轮为原动件。2-3题图2-3所示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，以AB为原动件分析组成此机构的基本杆组。又如在该机构中改选EF为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同，机构的级别怎样？2-3答案：。注意其中的C、F、D、Ｈ点并不是复合铰链。以AB为原动件时：此时，机构由三个Ⅱ级基本杆组与原动件、机架构成，机构的级别为二级。以EF为原动件时：机构由1个Ⅱ级基本杆组，1个Ⅲ级基本杆组和机架组成。机构的级别为三级。显然，取不同构件为原动件，机构中所含的杆组

4、发生了变化，此题中，机构的级别也发生了变化。2-4图示为一机构的初拟设计方案。试分析：32（1）其设计是否合理，为什么？（2）若此方案不合理，请修改并用简图表示。2-4答案：（1）不合理。因为自由度F=3´4-（2´5+1-0）-1=0，机构不能运动。（2）增加一个构件，使其自由度为1。2-5虚约束对运动不起真正的约束作用，那么机构中为什么要引入虚约束？2-5答案：虚约束对运动虽不起真正的约束作用，但是考虑机构的受力均衡，避免运动不确定，增加传递的功率等设计时要加入虚约束。32平面机构的运动分析3-1试求题图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置.3-1答案：瞬心P12在A

5、点瞬心P23、P24均在B点瞬心P34在C点P14、P13均在垂直导路的无穷远处瞬心P23、P13均在B点瞬心P14、P24均在D点3-2在图示的齿轮连杆机构中，三个圆轮互作纯滚，试用相对瞬心P13求轮1和轮3速度比。323-2答案：此题关键是找到相对瞬心P13。3-3在图示凸轮机构中，已知，，，，凸轮1以角速度逆时针方向转动。试用瞬心法求从动件2的角速度。3-3答案：找到1，2构件的相对瞬心32即有：（1）现在的关键是求出的值。设为，则，则有：求得由式（1）可得：，逆时针方向。3-4判断题1．速度瞬心的绝对速度一定为零。2．只要两个构件组成移动副，这两个构件间一定存在

6、哥氏加速度。3．加速度影像只能用来求得同一构件上某点的加速度。3-5答案：1（错）、2（错）、3（对）3-6说明进行机构运动的分析有哪些方法，简述各自的特点和应用。3-6答案：进行机构运动分析有解析法、瞬心法、相对运动图解法等。解析法是借助于解析式求解，（借助计算机）可方便地求解机构一个循环中的运动情况。瞬心法是利用瞬心的含义求解，可方便地进行简单机构的速度分析。相对运动图解法是利用相对运动原理，列出矢量方程式，按各矢量的大小、方向逐个判断，画矢量多边形，量得结果，可对机构进行速度分析及加速度分析，作图繁琐。第四章平面机构的力分析4-1一偏心盘杠杆机构，机构简图中转动副

7、A和B处较大的小圆为摩擦圆，偏心盘1与杠杆的接触点D处的摩擦角j=30°，设重物为Q。试作出各运动副处总反力的方向。324-1答案提示：构件3受3个力的作用，D处的总反力，Q和B处的总反力，应注意三力汇交。4-2图中滑块为原动件，其上作用有向右的驱动力P，所有转动副处的摩擦圆半径为r（各转动副处的大圆为摩擦圆），滑块与导路之间的摩擦角为j=30°。试：在原图上画出各运动副处的总反力。提示：共有4对反力，从受拉二力杆BC入手（二力共线），滑块3为三力构件（三力汇交）。4-3简答题试推导滑块沿斜面上升时的效率，其与滑块沿斜面下降时的效率相同吗