第二章机构的结构分析。
一、 填空与选择题。
1、 b、a 2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对运动。
3、低副，高副，2，1 4、后者有作为机架的固定构件。
5、自由度的数目等于原动件的数目 ；运动不确定或机构被破坏。
6、√ 7、 8、m-1 9、受力情况 10、原动件、机架、若干个基本杆组。
11、a、b 12、c 13、c
二、绘制机构简图。
1、 计算自由度 n=7, pl=9，ph=2 f=3n-2pl-ph=3×7-2×9-2=1
三、自由度计算。
a)e处为局部自由度；f处(或g处)为虚约束。
计算自由度 n=4，pl=5，ph=1 f=3n-2pl-ph=3×4-2×5-1=1
自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
b) e处(或f处)为虚约束。
计算自由度 n=5，pl=7，ph=0 f=3n-2pl-ph=3×5-2×7=1
自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
c) b处为局部自由度；f处为复合铰链；j处(或k处)为虚约束。
计算自由度 n=9，pl=12，ph=2 f=3n-2pl-ph=3×9-2×12-2=1
自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
d) b处为局部自由度；c处为复合铰链；g处(或i处)为虚约束。
计算自由度 n=7，pl=9，ph=1 f=3n-2pl-ph=3×7-2×9-1=2
自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。
e) 构件cd(或ef)及其两端的转动副引入一个虚约束。
计算自由度 n=3，pl=4，ph=0 f=3n-2pl-ph=3×3-2×4=1
自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
f) c处为复合铰链；
计算自由度 n=7，pl=10，ph=0 f=3n-2pl-ph=3×7-2×10=1
自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。
g) b处为局部自由度；f处为复合铰链；e处(或d处)为虚约束。
计算自由度 n=6，pl=8，ph=1 f=3n-2pl-ph=3×6-2×8-1=1
h)去掉杆8此处存在虚约束；b和c处为复合铰链。
计算自由度 n=7，pl=10，ph=0 f=3n-2pl-ph=3×7-2×10=1
i) c处为复合铰链。
计算自由度 n=5，pl =7，ph=0 f=3n-2pl-ph=3×5-2×7=1
自由度的数目等于原动件的数目，所以该机构具有确定的运动。
四、试计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。
替代机构如下图所示：
1)计算自由度n=4，pl=5，ph=1 f=3n-2pl-ph=3×4-2×5-1=1
2)计算自由度n=3，pl=3，ph=2 f=3n-2pl-ph=3×3-2×3-2=1
五、计算下图所示机构的自由度，并通过结构分析确定当构件分别为原动件时机构的级别。
计算自由度 n=5，pl=7，ph=0 f=3n-2pl-ph=3×5-2×7=1
机构分析如下图所示。
可见，若以构件1为原动件，该机构为iii级杆组；若以构件5为原动件，该机构为ii级杆组。
笫三章平面机构的运动分析。
一、选择与填空题。
1、b 2、a 3、d 4、d 5、d 6、同一直线上；7、n（n-1）/2
二、分析、计算题。
1、試求下图所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。.
2、下图所示的凸轮机构，已知凸轮轮廓的曲率半径r=0.05m，lao=0.025m，lac=0.08m，凸轮以等角速度ω1=10rad/s逆时针转动。（用矢量方程**法）
1）试用瞬心法求从动摆杆2的角速度ω2。
2）试用高副低代法和矢量方程**法求从动摆杆2的角速度ω2、角加速度2。
3、试判断在图示两机构中，（1）b点是否都存在科氏加速度？（2）找出科氏加速度为。
零的所有位置；（3）标出图a中的akb2b3。
4、下图所示的正切机构中，如果lbd=0.1m，v3=1.36m/s，a3=31.2m/s2方向如图所示，试用矢量方程**法求构件1的角速度和角加速度。（用矢量方程**法）
5、已知机构各构件的长度lac、lbc，原动件1以等角速度1逆时针转动，用矢量方程图。
解法求图示位置构件2、构件3的角速度和角加速度（列出相关的速度。
和加速度矢量方程式；作出速度图和加速度图）。
解：大小1lab ？
方向 bc ab //ab
vb3 = vb2 =
3 = 逆时针。
1=ω2=常数， 1=2=0
大小 ω32 lbc12 lab 2ω1vb2b1 ？
方向 b c bc ba abab
逆时针 6、下图所示的摇杆机构中，如果lab=0.03m，lac=0.1m，lbd=0.
05m，lde=0.04m，曲柄1以等角速度ω1=10rad/s回转，试用相对运**解法求构件2上e点的速度和加速度以及构件2的角速度和角加速度。
7、图示为一汽车雨刷器机构。其构件1绕固定轴心a转动，齿条2与构件1在b点处铰接，并与绕固定轴心d转动的齿轮3啮合（滚子5用来保证两者始终啮合），固连于轮3的雨刷3′作往复摆动。设机构的尺寸为lab=18mm ,轮3的分度圆半径r3=lcd=12mm，原动件1以等角速度1=1rad/s顺时针转动，试用**法确定雨刷的摆程角和图示位置时雨刷的角速度和角加速度。
解：1.选定长度比例尺μl=0.0015(m/mm)作机构运动简图（a），确定雨刷的极限位置，得出导程角。两极限位置c、c′，其导程角为。
2.速度分析。
s 选b为重合点的速度矢量方程式。
大小1lab ？
方向 bd ab //bc
以作速度多边形图（b
2 = 6 = 逆时针)
3.加速度分析
大小 ω62 lbd ？ 12 lab 2ω2vb6b2 ？
方向 b d bd ba bc //bc
式中，以作加速度多边形图（c）
（顺时针）8、如图所示已知曲柄的长度l1、转角ψ1、等角速度ω1及中心距l4，要求确定导杆的转角ψ3、角速度ω3和角加速度3，以及滑块在导杆上的位置s、滑动速度vb2b3及加速度ab2b3。（用复数矢量法，推导出方程式即可）
解：1）位置分析：
即a）展开后分别取实部和虚部：
两式相除得：
2）速度分析：：
将式（a）对时间求导数得：b）方向。
大小。意义： vb2vb3vb2b3
两边分别乘以后展开，并取实部和虚部得：
3）加速度分析：
将式（b）对时间求导数得：
方向。大小。
意义。两边分别乘以后展开，并取实部和虚部得：
第四章平面机构的力分析。
一、选择与填空题。
1、驱动力、阻抗力 2、× 3、与构件2相对于构件1的转动方向相反
4、× 5、驱动力、与运动方向成锐角或一致、阻抗力、与运动方向成钝角或相反。
6、fⅰ=-mas、mⅰ=0 7、fⅰ=0、mⅰ=-jsα 8、 3n=2pl+ph
9、c 10、 a11、c
二、分析、计算题。
1、在图示摆动导杆机构中，已知lab=300mm，φ1=90°，φ3=30°，加于导杆的力矩m3=60nm。求图示位置各运动副中的反力和应加于曲柄1上的平衡力矩。
解：首先以2，3杆组成的ii级杆组为研究对象，其上作用的力如图b所示，对c点取矩可求出。
以滑块b为研究对象，其上作用的力如图c，对于平面共点力系可得到。
以曲柄1为研究对象，其上作用的力如图d所示。
2、如图一曲柄滑块机构。已知各构件的尺寸、摩擦圆、摩擦角，作用在滑块3上的水平阻力fq，驱动力为作用在b点处且垂直于ab的fb。试确定：
1）哪个构件为二力平衡构件，哪些构件为三力平衡构件；
2）构件4对构件1的运动副反力的方向是向上还是向下；
3）标出各运动副反力的方向；
4）求机构的各运动副反力及构件1上的驱动力fb。
解：（1）构件2为二力平衡构件，构件为三力平衡构件。
（2）构件4对构件1的副反力的方向向上。
（3）如图。
（4）构件3的力平衡条件
选力比例尺，作矢量多边形，如图所示，构件1的力平衡条件
3、图示为一手压机，已知作用在构件1上的主动力p=500n，简图中转动副处的大圆为摩擦圆，摩擦角的大小示于右侧。要求在图示位置：
1）画出各构件上的作用力（画在该简图上）；
2）用μp=10n/mm，画出力多边形图，求出压紧力q的大小。
4、如图所示为凸轮机构，凸轮1为原动件，且以角速度ω1逆时针匀速转动。已知机构的位置和各构件的尺寸、作用于构件2上的生产阻力fr以及各运动副之间的摩擦角φ及摩擦圆半径ρ。不计惯性力和重力，试求各运动副反力以及作用在凸轮上的平衡力矩mb。
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