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第二章习题及解答 2-1 如题图2-1所示为一小型冲床，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。 （a） （b） 题图2-1 解： 1)分析 该小型冲床由菱形构件1、滑块2、拨叉3和圆盘4、连杆5、冲头6等构件组成，其中菱形构件1为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与滑块2联接，滑块2与拨叉3构成移动副，拨叉3与圆盘4固定在一起为同一个构件且绕C轴转动，圆盘通过铰链与连杆5联接，连杆带动冲头6做往复运动实现冲裁运动。 2)绘制机构运动简图 选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。 3)自由度计算 其中 n=5，PL=7, PH=0, F=3n-2PL-PH=3×5-2×7=1 故该机构具有确定的运动。 2-2 如题图2-2所示为一齿轮齿条式活塞泵，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。 （a） （b） 题图2-2 解： 1)分析 该活塞泵由飞轮曲柄1、连杆2、扇形齿轮3、齿条活塞4等构件组成，其中飞轮曲柄1为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与连杆2联接，连杆2通过铰链与扇形齿轮3联接，扇形齿轮3通过高副接触驱动齿条活塞4作往复运动，活塞与机架之间构成移动副。 2) 绘制机构运动简图 选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。 3)自由度计算 其中 n=4，PL=5, PH=1 F=3n-2PL-PH=3×4-2×5-1=1 故该机构具有确定的运动。 2-3 如图2-3所示为一简易冲床的初步设计方案，设计者的意图是电动机通过一级齿轮1和2减速后带动凸轮3旋转，然后通过摆杆4带动冲头实现上下往复冲压运动。试根据机构自由度分析该方案的合理性，并提出修改后的新方案。 题图2-3 解： 1)分析 2)绘制其机构运动简图(图2-3 b) 选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。 3)计算机构自由度并分析其是否能实现设计意图 由图b可知， 故 因此，此简易冲床根本不能运动，需增加机构的自由度。 4)提出两种修改方案 为了使机构能运动，应增加机构的自由度。方法可以是：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c图d给出其中的两种方案。 新方案中： 新方案的机构自由度： 改进后的方案具有确定的运动。 2-4 如题图2-4所示为一小型压力机，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。 （a） （b） 题图2-4 解： 1)分析 该压力机由齿轮1、偏心轮1’、连杆2、导杆3、叉形连杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8所组成，其中齿轮1与偏心轮1’固定连接组成一个构件，且为原动件，偏心轮1 2)作机构运动简图 选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。 3)计算该机构的自由度 故该机构具有确定的运动。 2-5 如题图2-5所示为一人体义腿膝关节机构，若以胫骨1为机架，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。 （a） （b） 题图2-5 解： 1)分析 该机构所有构件均为杆状，且都是通过转动副相联接， 2)绘制机构运动简图 选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。 3)计算自由度 故该机构具有确定的运动。 2-6　计算图2-6所示压榨机机的机构自由度。 （a） （b） 题图2-6 解： 该机构中存在结构对称部分，构件4、5、6和构件8、9、10。如果去掉一个对称部分，机构仍能够正常工作，故可将构件8、9、10上转动副G、H、I、D处带来约束视为虚约束；构件7与构件11在左右两边同时形成导路平行的移动副，只有其中一个起作用，另一个是虚约束；构件4、5、6在E点处形成复合铰链。机构中没有局部自由度和高副。 去掉机构中的虚约束，则得到图(b)中实线所示的八杆机构，其中活动构件数为，机构中低副数，于是求得机构的自由度为： 故该机构具有确定的运动。 2-7 计算题图2-7所示测量仪表机构的自由度。 题图2-7 解： 1)分析 该机构包括6个活动构件，其中导杆与扇形齿轮固联在一起组成构件5，齿轮与指针固联在一起组成构件6。 2)计算自由度 活动构件数为，机构中低副数，高副数于是求得机构的自由度为： 故该机构具有确定的运动。 2-8 如题图2-8所示为一物料输送机构，试绘制机构运动简图，并计算机构的自由度。 （a） （b） 题图2-8 解 1）分析 该机构中共包含有8个构件，且所有构件均通过转动副联接