孙桓《机械原理》（第9版）全套资料【笔记＋题库】

2-1 何谓构件？何谓运动副及运动副元素？运动副是如何进行分类的？答：（1）构件是指由一个或者多个零件刚性连接而成的独立运动的单元体。（2）运动副是指通过两个构件直接接触并能产生相对运动的活动连接；运动副元素是指两个构件上参与接触而构成运动副的点、线、面等元素。（3）运动副的分类：①根据运动副的约束度分类可分为Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副、Ⅳ级副和Ⅴ级副。②根据构成运动副的两构件的接触情况分类可分为高副和低副。③根据运动副的封闭形式分类可分为几何封闭或形封闭运动副和力封闭运动副。④根据两构件之间的相对运动形式分类a．可分为转动副或回转副（又称铰链）、移动副、螺旋副、球面副等；b．还可分为平面运动副和空间运动副。2-2 机构运动简图有何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征？答：（1）机构运动简图的用处：方便对机械进行运动和动力分析。（2）机构运动简图可以表示出原机构的组成和运动传递情况。2-3 机构具有确定运动的条件是什么？当机构的主动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？什么是欠驱机构和冗驱机构，它们在机械工程中有何重要意义？答：（1）机构具有确定运动的条件：机构主动件数目与机构自由度数目相等。（2）当机构的主动件数小于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生如下情况：①主动件数＜机构自由度，运动不完全确定；②主动件数＞机构的自由度，损坏最薄弱环节。（3）欠驱机构的主动件数小于机构自由度；冗驱机构的主动件数大于机构自由度。（4）欠驱机构和冗驱机构在机械工程中的重要意义：①欠驱机构运动遵循最小阻力定律，简化机构，提升自适应性和机构灵巧性。②冗驱机构a．若各主动件运动相互协调，则各主动件共同驱动从动件运动；b．增大可靠性，减小尺寸和重量；c．有利于克服机构在某些奇异位形所受障碍。2-4 何谓最小阻力定律？试举出在机械工程中应用最小阻力定律的一两个实例。答：（1）最小阻力定律：当主动件数小于机构自由度时，将优先沿阻力最小方向进行运动。（2）机械工程中应用最小阻力定律的实例①空调水系统冷热水循环泵的变转速运行即运用了最小阻力定律；②送料机构。例如图2-2-1所示的送料机构，其自由度为2，而主动件只有曲柄1一个。根据最小阻力定律，机构将沿着阻力最小的方向进行运动，将工件推送向前。

答：在计算平面机构的自由度时，应注意的事项：

（1）正确计算运动副的数目。

①复合铰链（m个构件）具有（m－1）个转动副；

②以下情况只算一个运动副：

a．转动副：两构件多处接触，转动轴线重合；

b．移动副：两构件多处接触，移动方向平行；

c．平面高副：各接触点处公法线重合。

③复合高副相当一个低副。

（2）要除去局部自由度。

（3）要除去虚约束。

2-6 如图2-2-2所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗？为什么？

图2-2-2 椭圆机构

答：（1）不能说该机构有三个虚约束。

（2）原因如下：

对铰链C、B、D中任何一点，连接点的两构件上连接点的轨迹重合是受其他两处制约作用的，因此只有一个虚约束。

2-7 何谓机构的组成原理？何谓基本杆组？它具有什么特性？如何确定基本杆组的级别及机构的级别？

答：（1）机构的组成原理：任何机构都可以利用若干个自由度为零的基本杆组依次连接到主动件和机架的方法而构成。

（2）基本杆组是指自由度为0且不能再分的构件组。

（3）基本杆组的特性：自由度为零、不可再分。

（4）基本杆组的级别及机构的级别的确定

①基本杆组的级别等于杆组中包含有最多运动副的构件的运动副数目；

②机构的级别即为机构中最高级别基本杆组的级别。

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