机构的组成原理与结构分析

一、填空题

1、在平面机构中具有一个约束的运动副是 副。

2、使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为 。 3、平面机构中的低副有转动副和 副两种。 4、机构中的构件可分为三类：固定构件（机架）、原动件（主动件）、 件。 5、在平面机构中若引入一个高副将引入 个约束。 6、在平面机构中若引入一个低副将引入 个约束。 7、在平面机构中具有两个约束的运动副是 副。

二、判断题 (答A表示说法正确.答B表示说法不正确)

1、具有局部自由度的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度。 2、具有虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去虚约束。 3、虚约束对运动不起作用，也不能增加构件的刚性。

4、若两个构件之间组成两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。 5、若两个构件之间组成两个轴线重合的转动副，在计算自由度时应算作两个转动副。 6、当机构的自由度F>0，且等于原动件数，则该机构具有确定的运动。

三、选择题

1、原动件的自由度应为 。

A、0 B、1 C、2

2、在机构中原动件数目 机构的自由度时，该机构具有确定的运动。

A、大于 B、等于 C、小于 3、机构具有确定运动的条件是 。

A、自由度大于零 B、自由度等于原动件数 C、自由度大于1 4、由K 个构件汇交而成的复合铰链应具有 个转动副。

A、K-1 B、K C、K+1 5、通过点、线接触构成的平面运动副称为 。 A、转动副 B、移动副 C、高副 6、通过面接触构成的平面运动副称为 。

A、低副 B、高副 C、移动副 7、平面运动副的最大约束数是 。

A、1 B、2 C、3

四、简答题

1.何谓构件? 构件与零件有何区别?

2.机构的自由度与确定运动的条件是什么？ 3.虚约束对机构工作性能的影响

五、分析计算题

1、如图所示是为高位截瘫的人所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能保持人行走的稳定

性。若以颈骨1 为机架，试绘制其机构运动简 图和计算其自由度，并作出大腿弯曲90° 时的机构运动简图。

2、如图所示为一简易冲床的设计方案。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），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。

第一章 机构的组成原理与结构分析

习题解答

一、填空题

1高； 2运动链； 3运动链； 4从动； 5一； 6两； 7低；

二、判断题 (答A表示说法正确.答B表示说法不正确)

1（ A ）； 2（ A ）； 3（ B ）； 4（ B ）； 5（ B ）； 6（ A ）

三、选择题

1B ；2B ； 3 B ； 4 A； 5C ； 6 A ； 7 B ；

四、简答题

1 零件是机器中独立制造的单元体,而构件是机器中一个独立运动的单元体。构件可以是

一个零件或者由若干个零件刚性地联接在一起的一个运动整体。因此,从运动的观点来看,任何机器都是由若干个构件组合而成的。

2 机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目就为机构的自由度。由上可知，

机构具有确定运动的条件就是机构的原动件数目等于机构自由度的数目F。当机构不满足这一条件时，如果原动件数目小于机构的自由度，则机构的运动不确定；若原动件数目大于机构的自由度，则导致机构的最薄弱环节破坏。

3 机构中某些约束只有在一些特定的条件下才会成为虚约束。但若这些条件不能满足时，

则认为虚约束就将成为实际有效的约束，使机构的自由度减少，从而影响机构的运动，这会导致机构装配困难，运动副中内应力增大，机构运动不灵活，传动效率低，甚至易损坏。因此要尽可能减少机构中的虚约束。故虚约束数目的多少也是机构性能的一个重要指标。

五、分析计算题 1、解：1）取比例尺μ

=1mm/mm作机构的运动简图（图b），以颈骨1为机架，构件2、3、

4、5及6（大腿）为运动构件，并全由转动副联结组成。根据机构图示位置的运动尺寸，按

比例μ定出两固定转动副的中心位置及机架1，再定出其余转动副中心的位置。然后再用简单线条连接，将各构件表达出来。 2）计算自由度

n5 p17 ph0

, p0 F0

,

F3n(2p1php,)F,

35271原动件数目与自由度数目相同，故该机构具有

确定的运动。

2、解：1）取比例尺绘制其运动简图

2）分析其是否能实现设计意图

尽管此机构有4个活动构件，但1和2为同一构件。共有A、B、C、D三个转动副和一个移动副

得：n3 ，p14 ， ph1 ， p,0 ，F,0

F3n(2p1p,,hp)F 33(2410)0 因此，此简易冲床根本不能运动。既由构件3，4与机架5和运动副B，C，D组成不能运动的刚性绗架。故，需增加机构的自由度。

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：可以再机构的适当位置增加一个活动机构件和一个低副，或者用一个高副来代替一个低副。

在此，我们只给出给出两种修改方案。