机械原理答案1-7
第二章 平面机构得结构分析
题２-1 图ａ所示为一简易冲床得初拟设计方案.设计者得思路就是：动力由齿轮1输入,使轴Ａ连续回转;而固装在轴Ａ上得凸轮２与杠杆３组成得凸轮机构使冲头4上下运动,以达到冲压得目得。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取）,分析就是否能实现设计意图,并提出修改方案。 解:1)取比例尺，绘制机构运动简图。（图2—1a ）
2）要分析就是否能实现设计意图,首先要计算机构得自由度。尽管此机构有4个活动件,但齿轮１与凸轮2就是固装在轴A 上,只能作为一个活动件，故
原动件数不等于自由度数，此简易冲床不能运动，即不能实现设计意图。
分析：因构件3、4与机架５与运动副B 、Ｃ、D 组成不能运动得刚性桁架。故需增加构件得自由度.
3)提出修改方案：可以在机构得适当位置增加一个活动构件与一个低副，或用一个高副来代替一个低副. (1） 在构件3、4之间加一连杆及一个转动副(图2—1b ）。 (２） 在构件３、４之间加一滑块及一个移动副(图２—1c ）。
(3） 在构件３、4之间加一滚子(局部自由度）及一个平面高副(图２-1d)。
1
1
(c)
题2-1
(d)
5
4
3
6
4
(a)
5
3
2
5
2
1
5
43
6
4
2
6
(b)
3
2
1
讨论：增加机构自由度得方法一般就是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度)与
1个低副（相当于引入２个约束），如图2—1（b)（c ）所示，这样就相当于给机构增加了一个自由度。用一个高副代替一个低副也可以增加机构自由度,如图2—1（d)所示.
题2-2 图ａ所示为一小型压力机.图上,齿轮1与偏心轮１’为同一构件,绕固定轴心Ｏ连续转动.在齿轮5上开有凸轮轮凹槽,摆杆4上得滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C 轴上下摆动.同时,又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆３使C 轴上下移动。最后通过在摆杆4得叉槽中得滑块7与铰链G 使冲头8实现冲压运动.试绘制其机构运动简图,并计算自由度。
解：分析机构得组成:
此机构由偏心轮1'（与齿轮１固结)、连杆2、滑杆3、摆杆4、齿轮５、滚子6、滑块7、冲头8与机架9组成。偏心轮1’与机架9、连杆2与滑杆3、滑杆3与摆杆４、摆杆４与滚子6、齿轮5与机架9、滑块7与冲头8均组成转动副，滑杆３与机架９、摆杆4与滑块7、冲头8与机架9均组成移动副，齿轮1与齿轮5、凸轮（槽)5与滚子6组成高副。故
解法一：
解法二: 局部自由度 题2-３如图a 所示为一新型偏心轮滑阀式真空泵。其偏心轮1绕固定轴Ａ转动,与外环２固连在一起得滑阀3在可绕固定轴心C 转动得圆柱4中滑动。当偏心轮１按图示方向连续转动时,可将设备中得空气按图示空气流动方向从阀5中排出，从而形成真空。由于外环2与泵腔６有一小间隙,故可抽含有微小尘埃得气体。试绘制其机构得运动简图,并计
算其自由度。
ＡＢ
Ｃ１
２
３
４题2-3
2）
题2—4 使绘制图a 所示仿人手型机械手得食指机构得机构运动简图(以手指8作为相对固定得机架），并计算其自由度. 解：1）取比例尺，绘制机构运动简图。（如图２-4所示） 2）
题2—5 图a 所示就是为高位截肢得人所设计得一种假肢膝关节机构,该机
构能保持人行走得稳定性。若
以颈骨1为机架， 试绘制其机构运动简图与计算其自由度,并作出大腿弯曲90度时得
机构运动简图。
解：１)取比例尺，绘制机构运动简图。大腿弯曲90度时得机构运动简图如虚线所示。（如图２—5所
示)
2）
题２－６ 试计算如图所示各机构得自由度。图a 、d 为齿轮-连杆组合机构；图b 为凸轮—连杆组合机构（图中在D 处为铰接在一起得两个滑块);图ｃ为一精压机机构。并问在图ｄ所示机构中,齿轮3与５与齿条7与齿轮５得啮合高副所提供得约束数目就是否相同？为什么？
解： a ）
b ） 解法一：
解法二： 虚约束 局部自由度
12)0282(73)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l
c) 解法一:
解法二：
虚约束 局部自由度
10)20172(113)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l
d ）
齿轮3与齿轮5得啮合为高副（因两齿轮中心
距己被约束，故应为单侧接触）将提供１个约束.
题2-4
题2-5
1O
32
A
E
(b)
齿条7与齿轮５得啮合为高副（因中心距未被约束，故应为双侧接触）将提供２个约束。
题2—７试绘制图a 所示凸轮驱动式四缸活塞空气压缩机得机构运动简图。并计算其机构得自由度(图中凸轮1原动件,当其转动时，分别推动装于四个活塞上A 、B 、Ｃ、D 处得滚子，使活塞在相应得气缸内往复运动。图上AB=ＢC ＝CD=AD)。
解：１）取比例尺,绘制机构运动简图。（如图2—７（b)所示)
2） 此机构由１个凸轮、4个滚子、4个连杆、4个活塞与机架组成.凸轮与4个滚子组成高副,4个连杆、4个滚子与4个活塞分别在A 、B 、C 、D 处组成三副复合铰链。4个活塞与4个缸（机架)均组成移动副.
解法一: 虚约束:
因为，4与5，6与7、8与9为不影响机构传递运动得重复部分,与连杆１0、11、12、13所带入得约束为虚约束。机构可简化为图2-7（b ） 重复部分中得构件数 低副数 高副数 局部自由度
局部自由度
14)44172(133)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l
解法二:如图2-7（ｂ） 局部自由度
题２—8 图示为一刹车机构。刹车时,操作杆１向右拉，通过构件2、3、4、5、６使两闸瓦刹住车轮。试计算机构得自由度,并就刹车过程说明此机构自由度得变化情况.(注：车轮不属于刹车机构中得构件。)
解:1)未刹车时，刹车机构得自由度
2）闸瓦G 、J 之一刹紧车轮时,刹车机构得自由度
3）闸瓦G 、J 同时刹紧车轮时,刹车机构得自由度
题2-９ 试确定图示各机构得公共约束ｍ与族别虚约束p ″，并人说明如何来消除或减少共族别虚约束。
解：(a)楔形滑块机构得楔形块1、２相对机架只能在该平面得x 、y 方向移动，而其余方向得相对独立运动都被约束,故公共约束数，为4族平面机构.
Ａ
题
(ｂ） 由于齿轮1、2只能在平行平面内运动,故为公共约束数，为３族平面机构。
()()∑+==-?-?=--=--
-=5
1
112223236m i h l i
p p n p
m i n m F
将直齿轮改为鼓形齿轮,可消除虚约束。
（ｃ） 由于凸轮机构中各构件只能在平行平面内运动，故为得３族平面机构。
()()()()()∑+=='-----?-='---
-=5
1
45134353366m i i
F p p F p
m i n m F
将平面高副改为空间高副，可消除虚约束。
题2-10 图示为以内燃机得机构运动简图，试计算自由度，并分析组成此机构得基本杆组。如在该机构中改选EG 为原动件，试问组成此机构得基本杆组就是否与前者不同。
解：1)计算此机构得自由度
2)取构件AB 为原动件时机构得基本杆组图2－１0（b ）所示.此机构为二级机构。 3）取构件G Ｅ为原动件时机构得基本杆组图2－10（c ）所示.此机构为三级机构.
图2-10
(a)
A
1E B 2D 3
F
G
654C H 415
7
2
(c)
23
(b)6
75
1
4
76
3
题２—11 图a 所示为一收放式折叠支架机构。该支架中得件1与５分别用木螺钉联接于固定台板1`与活动台板５`上,两者在D 处铰接,使活动台板能相对于固定台板转动。又通过件1、２、3、4组成得铰链四杆机构及连杆３上E 点处销子与件5上得连杆曲线槽组成得销槽联接使活动台板实现收放动作。在图示位置时，虽在活动台板上放有较重得重物，活动台板也不会自动收起，必须沿箭头方向推动件2,使铰链B 、D 重合时，活动台板才可收起（如图中双点划线所示）.现已知机构尺寸ｌAB =l AD =90mm,ｌBC ＝ｌＣD =2５ｍm,试绘制机构得运动简图，并计算其自由度.
解：1)取比例尺,绘制机构运动简图。（如图2—11所示)
2） E 处为销槽副，销槽两接触点公法线重合，只能算作一个高副.
第三章 平面机构得运动分析
题3-１ 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心得位置（用符号Ｐij 直接标注在图上） 解：
D
C
B
A
E
图2-11
题３—2 在图示在齿轮-连杆机构中，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3 得传动比w1／w3、 解：1)计算此机构所有瞬心得数目
2)为求传动比需求出如下三个瞬心、、如图３—2所示. ３）传动比计算公式为:
题３－3在图ａ所示得四杆机构中,l ＡB =60ｍｍ，ｌCD ＝9０mm ，l AD =l B Ｃ=120mm ，ω2=１0ra ｄ/s,试用瞬心法求: 1） 当φ=1６5°时,点C 得速度Vc ；
2） 当φ＝16５°时，构件3得ＢC 线上速度最小得一点Ｅ得位置及速度得大小； 3） 当V ｃ=0时，φ角之值（有两个解)
解：1） 以选定比例尺，绘制机构运动简图。(图3-3 )
２)求V C ,定出瞬心Ｐ13得位置.如图３－3(a ）
３)定出构件3得BC 线上速度最小得点E 得位置。
因为BC 线上速度最小得点必与P １3点得距离最近，所以过P 13点引BC 线延长线得垂线交于E 点。如图3—3（a ）
4）当时，P １3与C 点重合,即AB 与B Ｃ共线有两个位置.作出得两个位置. 量得
题3-４ 在图示得各机构中,设已知各构件得尺寸、原动件1以等角速度ω1顺时针方向转动。试用图解法求机构在图示位置时构件3上Ｃ点得速度及加速度。 解:a ）速度方程: 加速度方程：
b ） 速度方程： 加速度方程:
b ） 速度方程： 加速度方程：
-5 在图示机构中，已知各构件得尺寸及原动件1得角速度ω1（为常数)，试以图解法求φ1
＝90°时,构件３得角速度ω３及角加速度α３（比例尺如图）。(应先写出有关得速度、加速度矢量方程,再作图求解.) 解：1） 速度分析:图3-５（b ）
速度方程：
速度多边形如图3-5（ｂ） 转向逆时针
2) 加速度分析：图３—5（c)
转向顺时针.
题3-６ 在图示得摇块机构中，已知l AB =30mm,ｌAC =100m ｍ，l B Ｄ=50m ｍ，l DE =40ｍm 。曲柄以等角速度ω1=10ｒad/s 回转，试用图解法求机构在φ1＝４5°位置时，点D 与点E 得速度与加速度,以及构件2得角速度与角加速度. 解： 1) 选定比例尺， 绘制机构运动简图。(图3-6 (ａ））
2）速度分析：图3—6(ｂ）
速度方程
由速度影像法求出V E 速度多边形如图３—6 (b) （顺时针)
(a)
4
3
C E
图3-6
A
D 2
ω1
B
(b)
b
e
d
d′
c 2″
b′
(c)
e′
c 2′
c 3
p c 2
k′
c 3′
p′3）加速度分析:图３—６(ｃ）
由加速度影像法求出ａＥ 加速度多边形如图3—6 （c)
（顺时针）
题3-7在图示得机构中，已知l A Ｅ=７0m ｍ，ｌAB =40mm,l EF =60mm ，l D Ｅ=3５mm ，l CD =７５mm ，l BC ＝5０mm ，原动件1以等角速度ω1=10ra ｄ/ｓ回转，试以图解法求点C 在φ1=50°时得速度Vc 与加速度ac 。 解:1） 速度分析：
以F 为重合点(F １、Ｆ５、、F 4) 有速度方程：
以比例尺速度多边形如图３—7 (b ）,由速度影像法求出V Ｂ、V D
2） 加速度分析:以比例尺
有加速度方程： 由加速度影像法求出ａB 、a D
p ′n 2′
A
B
C
(a)
2
3
ω1
F 1
5
(F 1,F 5,F 4)
图3-7
D
E
f 4,(f 5)
(c)
(b)
p
b
c
f 1
4
d
k′
c ′
b ′d′
n 3′
题3-8 在图示得凸轮机构中,已知凸抡1以等角速度转动，凸轮为一偏心圆,其半径，试用图解法求构件2得角速度与角加速度 。 解:1) 高副低代,以选定比例尺，绘制机构运动简图。（图3-8 ）
２) 速度分析:图3—6（b) 取B ４、、B 2 为重合点。 速度方程：
速度多边形如图3－8(b ）
转向逆时针
B
ω1
1
A
C
D 2
3
4
ω2
α2b 2
b
p′
4′
图3-8
(b)
(c)
３）加速度分析：图３-8（ｃ）
转向顺时针。
题3－9 在图a 所示得牛头刨床机构中,ｈ=800ｍm ，ｈ１=3６0m ｍ，h ２=１２0ｍｍ，ｌＡB ＝２０0mm ，l CD =960ｍm ，lDE=160mm,设曲柄以等角速度ω１＝5r ａｄ／s 逆时针方向回转，试用图解法求机构在φ1=13５°位置时,刨头上点C 得速度V ｃ。 解： 选定比例尺， 绘制机构运动简图。（图3—9 (a)） 解法一:
速度分析：先确定构件3得绝对瞬心P ３6,利用瞬心多边形，如图3－9(ｂ)。由构件3、5、6组成得三角形中，瞬心P 3６、Ｐ35、Ｐ56必在一条直线上，由构件3、4、６组成得三角形中，瞬心Ｐ3６、P ３4、Ｐ46也必在一条直线上，二直线得交点即为绝对瞬心P 36。 速度方程 方向垂直AB 。
V Ｂ３得方向垂直B Ｇ（BP 36)，V B ３B ２得方向平行BD.速度多边形如图３—9 （c ） 速度方程
解法二:
瞬心Ｐ12、P 2３、P 13必在一条直线上，由构件１、3、6组成得三角形中，瞬心P 36、P 16、P 13也必在一条直线上,二直线得交点即为瞬心P 13。
利用瞬心多边形，如图3-９(e)由构件1、3、5组成得三角形中，瞬心Ｐ１5、P 13、P 35必在一条直线上，由构件1、5、6组成得三角形中,瞬心P 5６、P 1６、P 15也必在一条直线上,二直线得交点即为瞬心P 15。
如图３—９ （a) P 15为构件１、5得瞬时等速重合点
题3-1０ 在图示得齿轮—连杆组合机构中,MM 为固定齿条，齿轮3得齿数为齿轮4得２倍，设已知原动件1以等角速度ω1顺时针方向回转,试以图解法求机构在图示位置时，E 点得速度ＶＥ以及齿轮3、４得速度影像。 解： 1） 选定比例尺 绘制机构运动简图。（图3－１0 (a ）)
2）速度分析:
此齿轮-连杆机构可瞧成ABCD 及DCEF 两个机构串联而成.则 速度方程：
以比例尺作速度多边形,如图3－１0 （b)
取齿轮3与齿轮４得啮合点为K ，根据速度影像原理，在速度图(b ）中作
，求出ｋ点,以c 为圆心，以ck 为半径作圆g 3即为齿轮3得速度影像。同理,以ｅ为圆心,以ek 为半径作圆g 4即为齿轮4得速度影像。
g 4
M
M
(a)(b)
F
E
B A 6
1C
ω1
D
2
K
45
k
(d,f)3
g 3
b
e
p
c 题3—１１ 如图ａ所示得摆动式飞剪机用于剪切连续运动中得钢带。设机构得尺寸为l ＡＢ=130mm ，l B Ｃ=340ｍm ，l ＣD =８00mm.试确定剪床相对钢带得安装高度H （两切刀E 及Ｅ｀应同时开始剪切钢带5)；若钢带5以速度V ５=０、5ｍ/s 送进时，求
曲柄１得角速度ω1应为多少才能同步剪切？ 解：
1） 选定比例尺， 绘制机构运动简图。(图3-1１ )
两切刀Ｅ与Ｅ’同时剪切钢带时， E 与Ｅ’重合,由机构运动简图可得 2） 速度分析:速度方程: 由速
度影像
3）V Ｅ必须与V ５同步才能剪切钢带. 加速度方程：
470.89
e
图3-11
D
b
p
c ′
1
ω1
A B E
3
E 2
C
题3－12 图a 所示为一汽车雨刷机构.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 转动得齿轮3啮合（滚子5用来保证两者始终啮合）,固联于轮3得雨刷３作往复摆动。设机构得尺寸为l ＡB =１8m ｍ,;轮3得分度圆半径r ３=ｌCD =12mm ，原动件1以等角速度
解： １） 选定比例尺， 绘制机构运动简图。（图3-1２ )
在图中作出齿条2与齿轮3啮合摆动时占据得两个极限位置C ′与C ″,可得摆程角
２)速度分析:图3-1２(b ）
速度方程 ： 以比例尺作速度多边形,如图3-12 （ｂ) 转向逆时针
C
39.5°
(a)D 3
2
′
C C ″′
图3-12
″
B p
(b)
b 3k ′
(c)
b 3
b 2
″b 3
p ′
ω11
130.0°
4A B
B ′
b 2
3)加速度分析:
以比例尺作加速度多边形如图3—1２ （ｃ） 转向顺时针。
题3—13 图a 所示为一可倾斜卸料得升降台机构。此升降机有两个液压缸1、4，设已知机构得尺寸为
mm mm ，m l l l l l l EI IJ EF FH CG CD BC 5002000750m m ，=======.若两活塞得相对移动速度分别为，试求当两活塞得相对移动位移分别为时（以
升降台位于水平且DE 与CF 重合时为起始位置），工件重心Ｓ处得速度及加速度与工件得角速度及角加速度。
解:１)选定比例尺， 绘制机构运动简图。(图3－13 ）此时
2)速度分析：取
作速度多边形,如图3-13（b) 由速度影像法 ，求得ｄ、g ,再根据
继续作图求得 ， 再由速度影像法求得: (逆时针）
(a)
3
B
G
A D
2C
1b 2
4
5
H
(b)
图3-13
e
F
E
6
7
8
S
I
b p i
s
d
h 5
h 4
g
加速度分析（解题思路)
根据 作图求得 , 再由加速度影像法根据
第四章 平面机构得力分析
题４-１ 在图示得曲柄滑块机构中,设已知l AB ＝0、1m ，l ＢC ＝0、３3m,ｎ１=1５00r/min(为常数)，活塞及其附件得重量Ｇ3＝2１N ，连杆质量Ｇ2=２5Ｎ,ＪＳ2＝0、０425kg ·m 2,连杆质心S 2至曲柄销B 得距离l BS2=ｌBC /３。试确定在图示位置时活塞得惯性力以及连杆得总惯性力。
解：１） 选定比例尺， 绘制机构运动简图。(图4—１（a ） ) ２）运动分析：以比例尺作速度多边形,如图４—１ （ｂ） 以比例尺作加速度多边形如图４-1 （c)
３) 确定惯性力 活塞3: 方向与相反。 连杆2: 方向与相反。 （顺时针）
总惯性力: (图4—１（a ） )
.
4
S 2
A
(a)
n 1
F I 2
B 1
2
′C
4
图4-1
3c (c)
(b)
p n
′b
′b
′s 2c ′p
题４—2 机械效益Δ就是衡量机构力放大程度得一个重要指标,其定义为在不考虑摩擦得条
件下机构得输出力（力矩）与输入力（力矩)之比值，即Δ=.试求图示各机构在图示位置时得机械效益。图a 所示为一铆钉机,图ｂ为一小型压力机，图c 为一剪刀。计算所需各尺寸从图中量取。
（ａ） (b) （c ）
解：(ａ)作铆钉机得机构运动简图及受力 图见4-2（ａ） 由构件3得力平衡条件有： 由构件１得力平衡条件有:
按上面两式作力得多边形见图4-2（b ）得
(b)作压力机得机构运动简图及受力图见4—2(c ） 由滑块5得力平衡条件有：
由构件2得力平衡条件有： 其中 按上面两式作力得多边形见图4－2（d ）得
F R42
F R12θ
A
θF R21
2(d)
F R45图4-2
F R23
(a)
F r
(b)
F d
F R23F R43
4
3B θ
F r
F R41
F R215
E (c)G
4F 65
6F R45F R42
F R16
F R12
Fr F t
F R411A
F R43F d
3
F R32C F R36
D 2G
1B
F t
F 65
F R32
(c) 对A 点取矩时有
其中a 、b 为F r 、F d 两力距离A 点得力臂.
题4-３ 图ａ所示导轨副为由拖板１与导轨2组成得复合移动副，拖板得运动方向垂直于纸面；图b 所示为由转动轴1与轴承2组成得复合转动副，轴1绕其轴线转动。现已知各运动副得尺寸如图所示,并设Ｇ为外加总载荷，各接触面间得摩擦系数均为f 。试分别求导轨副得当量摩擦系数f v 与转动副得摩擦圆半径ρ。
解:1）求图a 所示导轨副得当量摩擦系数，把重量Ｇ分解为G 左,G 右 , ,
２）求图b 所示转动副得摩擦圆半径 支反力 ，
假设支撑得左右两端均只在下半周上近似均匀接触。
对于左端其当量摩擦系数 ，摩擦力 摩擦力矩
对于右端其当量摩擦系数 ,摩擦力 摩擦力矩
摩擦圆半径
题4—4 图示为一锥面径向推力轴承.已知其几何尺寸如图所示，设轴1上受铅直总载荷G ，轴承中得滑动摩擦系数为f 。试求轴1上所受得摩擦力矩M f (分别一新轴端与跑合轴端来加以分析)。
解：此处为槽面接触,槽面半角为。当量摩擦系数 代入平轴端轴承得摩擦力矩公式得
若为新轴端轴承，则 若为跑合轴端轴承，则
题４-５ 图示为一曲柄滑块机构得三个位置，F 为
作用在活塞上得力，转动副A 及B 上所画得虚线小圆为摩擦圆，试决定在三个位置时，作用在连杆AB 上得作用力得真实方向（各构件得重量及惯性力略去不计） 解:图a 与图b 连杆为受压，图c 连杆为受拉、,各相对角速度与运动副总反力方向如下图
题4—６ 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮１沿逆时针方向回转，F 为作用在推杆2上得外载荷,试确定在各运动副中总反力（F R31，F R12及ＦR32)得方位（不考虑构件得重量及惯性力，图中虚线小圆为摩擦圆,运动副B 处摩擦角为φ=１0°)。 解： 1） 取构件2为受力体,如图４—6 .由构件2得力平衡条件有： 三力汇交可得 与 2） 取构件1为受力体,
题4—9 在图ａ所示得正切机构中,已知ｈ=50０mm ，ｌ=100m ｍ,ω1=10r ａd ／ｓ（为常数）,构件3得重量G 3=1０N ，质心在其轴线上，生产阻力F r =10０N ，其余构件得重力、惯性力及所有构件得摩擦力均略去不计。试求当φ1=6０°时，需加在构件1上得平衡力矩M b 。提示:构件3受力倾斜后,构件3、4将在Ｃ1、C ２两点接触。 解: 1） 选定比例尺 绘制机构运动简图。
2)运动分析:以比例尺，作速度多边形与加速度多边形如图４-1 （c)，如图4-9（ａ） （b ）
） 确定构件3上得惯性力
４) 动态静力分析：
以构件组2，3为分离体,如图4-９（ｃ） ，由 有 以 作力多边形如图４-９(d ） 得
以构件1为分离体，如图４—9（e ），有
题4—10 在图a 所示得双缸V 形发动机中,已知各构件得尺寸如图（该图系按比例尺μ１=0、005
m/mm 准确作出得)及各作用力如下:F 3=20０N,Ｆ5＝３00N ，F ’Ｉ２=50N,F ＇I4=8０N ，方向如图所示；又知曲柄以等角速度ω1转动，试以图解法求在图示位置时需加于曲柄１上得平衡力偶矩M ｂ。
解: 应用虚位移原理求解，即利用当机构处于平衡状态时，其上作用得所有外力（包括惯性力)瞬时功率应等于零得原理来求解,可以不需要解出各运动副中得反力,使求解简化。 1） 以比例尺作速度多边形如图4—10
图４-１０
2)求平衡力偶矩：由，
[]
m N v F v
F pe F pc F pb
AB
M T T I T T I l b ?='-'-+=
8.46cos cos 44422
25
3
ααμ
顺时针方向.
第五章 机械得效率与自锁（1） 题5-１
解: (1)根据己知条件，摩擦圆半径 计算可得图5-1所示位置
（2)考虑摩擦时，运动副中得反力如图5-1所示。 （3）构件１得平衡条件为:
构件3得平衡条件为: 按上式作力多边形如图5—1所示，有
(4） (5)机械效率：
()()91.09889.09688.007553.09214
.007153.0cos cos 2sin cos sin 303=???=++==
φβραφβαηAB AB l l F F
题5—2
解： (1）根据己知条件，摩擦圆半径 作出各运动副中得总反力得方位如图５—２所示。
（2）以推杆为研究对象得平衡方程式如下:
()0cos cos sin cos 2
sin 1122232232112=??-?''+?''+++θφφφφe F d F l F d G
l b F R R R
R （3)以凸轮为研究对象得平衡方程式如下：
(4)联立以上方程解得
讨论：由于效率计算公式可知,φ1，φ2减小，L 增大,则效率增大，由于θ就是变化得,瞬时效率也就是变化得. 题5－３
解：该系统得总效率为 电动机所需得功率为 题5—4
解:此传动属混联。
第一种情况:P A = ５ kW ， ＰB = 1 kW 输入功率
传动总效率 电动机所需得功率 第二种情况：P A = 1 kW ， ＰB = 5 ｋW 输入功率
传动总效率 电动机所需得功率
解：此题就是判断机构得自锁条件，因为该机构简单，故可选用多种方法进行求解。 解法一：根据反行程时得条件来确定。
反行程时(楔块3退出)取楔块3为分离体,其受工件1、1′与夹具2作用得总反力F Ｒ13与F R ２３以及支持力F ′.各力方向如图5-5(ａ）、（b ）所示 ，根据楔块３得平衡条件，作力矢量三角形如图5－5(c ）所示 。由正弦定理可得
当时，
2
1
3
F R23
F R13
F'
v 31
α
φ
φF R23
F R13
F'
α
φ
φF R23
F 图5-5
(c)
α-2φ
90°+φ
于就是此机构反行程得效率为
令，可得自锁条件为: .
解法二:根据反行程时生产阻力小于或等于零得条件来确定。
根据楔块3得力矢量三角形如图5－5（c ）,由正弦定理可得 若楔块不自动松脱,则应使即得自锁条件为: 解法三：根据运动副得自锁条件来确定。
由于工件被夹紧后F ′力就被撤消，故楔块3得受力如图5-5（b ）所示,楔块3就如同受到F R23（此时为驱动力）作用而沿水平面移动得滑块。故只要F R23作用在摩擦角φ之内，楔块3即发生自锁。即 ，由此可得自锁条件为: 。
讨论：本题得关键就是要弄清反行程时F R ２3为驱动力。用三种方法来解，可以了解求解这类问题得不同途径。 第六章 机械得平衡
题6-１图示为一钢制圆盘，盘厚ｂ=５0m ｍ,位置Ⅰ处有一直径φ=50mm 得通孔，位置Ⅱ处就是一质量m 2＝0、5kg 得重块。为了使圆盘平衡，您在圆盘上r=200mm 处制一通孔。试求此孔德直径与位置。（钢得密度=７、8g/cm 3)
解：解法一：先确定圆盘得各偏心质量大小
设平衡孔质量 根据静平衡条件
mm kg r m r m r m b b b ?=?-?-=52.32210cos 135cos cos 2211θ
mm kg r m r m r m b b b ?=?-?-=08.104210sin 135sin sin 2211θ
由
在位置相反方向挖一通孔
?=?+?=?+???
?
??=?+-66.28218066.72180cos sin 1801b b b b
b b b r m r m tg θθθ 解法二：
由质径积矢量方程式，取 作质径积矢量多边形如图6-1(ｂ） 平衡孔质量 量得
题６-２在图示得转子中，已知各偏心质量m 1=10k ｇ，m 2=15kg,m ３=20k ｇ,m ４=10kg,它们得回转半径分别为ｒ1=40ｃm,r 2=r 4=30ｃｍ,r ３=２0c ｍ,又知
为50cm ，试求m b Ⅰ及m b Ⅱ得大小与方位。
解:解法一:先确定圆盘得各偏心质量在两平衡基面上大小
根据动平衡条件
cm kg r m r m r m r m r m i i i x b b ?-=?-?-?-=-=∑3.283300cos 240cos 120cos cos )(332211ⅠⅠⅠαcm
kg r m r m r m r m r m i i i y b b ?-=?-?-?-=-=∑8.28300sin 240sin 120sin sin )(332211ⅠⅠⅠα()()(
)cm kg r m r m r m y b b x b b b b ?=-+-=+=8.2848.288.283)()(2
22
2）（）（ⅠⅠⅠ
同理
cm kg r m r m r m r m r m i i i x b b ?-=?-?-?-==-=∑2.359300cos 240cos 30cos cos )(332244ⅡⅡⅡαcm
kg r m r m r m r m r m i i i y b b ?-=?-?-?-==-=∑8.210300sin 240sin 30sin sin )(332244ⅡⅡⅡα()()()()()cm kg r m r m r m y b b x b b b b ?=-+-=
+=5.4168.2102.359)()(2
22
2ⅡⅡⅡ
解法二:
根据动平衡条件
由质径积矢量方程式，取 作质径积矢量多边形如图6—2（b ）
(a)
r 1
r 2
m 1
m 2
m 4
r 4
m 3
r 3
(b)
W 1Ⅰ
W 2Ⅱ
W 2Ⅰ
W 3Ⅰ
W b Ⅰ
W 3ⅡW 4Ⅱ
W b Ⅱ
图6-2
θbⅠ
θbⅡ
题6—3图示为一滚筒,在轴上装有带轮。现已测知带轮有一偏心质量m 1=1ｋg ；另外,根据该滚筒得结构,知其具有两个偏心质量m 2=3k ｇ，m 3=４kg ，各偏心质量得位置如图所示（长度单位为ｍm ）。若将平衡基面选在滚筒得端面,两平衡基面中平衡质量得回转半径均取为400mm,试求两平衡质量得大小及方位.若将平衡基面Ⅱ改选为带轮中截面，其她条件不变,；两平衡质量得大小及方位作何改变？
解:（1） 以滚筒两端面为平衡基面时，其动平衡条件为
以,作质径积矢量多边形，如图6—3(ａ),(b)，则 ， ，
W 1W 2W 3Ⅰ
W b Ⅰ
138°
W 1W 2W 3Ⅰ
W b Ⅰ
10
2°(b)
W 2W 3Ⅰ
W b Ⅰ
159°W 1W 2W 3Ⅰ
W b Ⅰ
102°(c)
图6-3
（2）以滚轮中截面为平衡基面Ⅱ时，其动平衡条件为
以,作质径积矢量多边形,如图6－3（c ）,（ｄ），则 ,
题6-4如图所示为一个一般机器转子，已知转子得重量为15kg.其质心至两平衡基面Ⅰ及Ⅱ得距离分别l 1=１00m ｍ,ｌ２=２０0mm ，转子得转速n ＝３000ｒ／m ｉn,试确定在两个平衡基面Ⅰ及Ⅱ内得需用不平衡质径积。当转子转速提高到６00０r/min 时，许用
不平衡质径积又各为多少？
解：（1)根据一般机器得要求，可取转子得平衡
精度等级为G6、3 ，
对应平衡精度Ａ ＝ 6、3 mm ／s (2)
可求得两平衡基面Ⅰ及Ⅱ中得许用不平衡质径积为
（3)
可求得两平衡基面Ⅰ及Ⅱ中得许用不平衡质径积为
题6-5在图示得曲柄滑块机构中,已知各构件得尺寸为ｌA Ｂ＝1０0m ｍ,l ＢＣ＝4０0mm;连杆2
得质量ｍ2=1２ｋg ，质心在S 2处，l ＢS ２=l B Ｃ/３;滑块３得质量m 3=2０kg ，质心在C 点处；曲柄1得质心与A 点重合。今欲利用平衡质量法对该机构进行平衡，试问若对机构进行完全平衡与只平衡掉滑块３处往复惯性力得5０%得部分平衡,各需加多大得平衡质量（取l BC =ｌAC =５０m ｍ）,及平衡质量各应加在什么地方?
解：(1）完全平衡需两个平衡质量，各加在连杆上C ′点与曲柄上C ″点处.
()()kg l l m l m m C B BC BS C 1925402034012322=?+?=+='' ()()kg l l m m m m C A AB C 448510*********=?++=++'=''''
（2）部分平衡需一个平衡质量，应加曲柄延长线上C ″点处。 平衡质量得大小为 故平衡质量为
第七章 机械得运转及其速度波动得调节
题7－1如图所示为一机床工作台得传动系统，设已知各齿轮得齿数,齿轮3得分度圆半径r 3，各齿轮得转动惯量J 1、J 2、J 2`、Ｊ３，因为齿轮１直接装在电动机轴上，故J 1中包含了电动机转子得转动惯量，工作台与被加工零件得重量之与为G 。当取齿轮1为等效构件时,试求该机械系统得等效转动惯量J ｅ。
解：根据等效转动惯量得等效原则,有
2
32212323221322
122
2
1
21???
?
??+???? ??+???? ??+???? ??+='''Z Z Z Z r g G Z Z Z Z J Z Z J Z
Z J J J e 题７—２已知某机械稳定运转时其主轴得角速度ωs =1０0ra ｄ/s ，机械得等效转动惯量J e =0、5
K ｇ·m 2,制动器得最大制动力矩M r ＝20N ·m （该制动器与机械主轴直接相联，并取主轴为等效构件）。设要求制动时间不超过3ｓ，试检验该制动器就是否能满足工作要求。
解:因此机械系统得等效转动惯量Ｊe 及等效力矩M e 均为常数,故可利用力矩形式得机械运动方程式 其中:
由于 所以该制动器满足工作要求。 题7－３图a 所示为一导杆机构，设已知l AB =150m ｍ,l AC =3０0ｍm ，ｌＣD =550mm ，质量为ｍ1＝５ｋg （质心S 1在A
点），m 2=3kg （质心S 2在Ｂ点)，m 3=10kg （质心S ３
在l ＣD /2处）,绕质心得转动惯量为J S １=0、0５kg ·m 2，J S2=0、002k
ｇ·m ２,J S3=0、２kg ·ｍ2，力矩M 1＝1００0N ·m,F 3＝５０00N 。若取构件3为等效构件，试求φ1=45°时,机构得等效
转动惯量J e ３及等效力矩Ｍe3.
解:由机构运动简图与速度多边形如图可得
故以构件３为等效构件时,该机构得等效转动惯量为
2
33323223223113
??? ?
?+??? ??+++??? ??=ωωωωS S S S S e v m v m J J J J
()()()22
2
2
3186.2275.010485.032.0002.0231.305.0m kg J e ?=?+?+++?=
题7-4 在图ａ所示得刨床机构中,已知空程与工
作行程中消耗于克服阻抗力得恒功率分别为P 1=367、7W 与P ２
=３677Ｗ，曲柄得平均转速n=10０ｒ/mi ｎ，空
程中曲柄得转角φ1=１２０°。当机构得运转不均匀系数δ＝0、05时,试确定电动机所需得平均功率,并分别计算在以下两种情况中得飞轮转动惯量J F （略去各构件得重量
与转动惯量）：
１)飞轮装在曲柄轴上；
2）飞轮装在电动机轴上，电动机得额定转速n n ＝1440r/min 。电动机通过减速器驱动曲柄。为简化计算减速器得转动惯量忽略不计。 解:（1)根据在一个运动循环内,驱动功与阻抗功应相等.可得
(2)最大盈亏功为
（3）求飞轮转动惯量
当飞轮装在曲柄轴上时,飞轮得转动惯量为
当飞轮装在电机轴上时,飞轮得转动惯量为
讨论：由此可见，飞轮安装在高速轴(即电机轴)上得转动惯量要比安装在低速轴（即曲柄轴）上得转动惯量小得多。
题7-5 某内燃机得曲柄输出力矩M d 随曲柄转角得变化曲线如图a 所示,其运动周期,曲柄得平均转速,当用该内燃机驱动一阻力为常数得机械时如果要求运转不均匀系数,试求:
1) 曲轴最大转速与相应得曲柄转角位置； 2) 装在曲轴上得飞轮转动惯量（不计其余构件得转动惯量)。
解: 1）确定阻抗力矩
因一个运动循环内驱动功应 等于 阻抗功，有 解得 2)求与
作其系统得能量指示图（图b)，由图ｂ知, 在 c 处机构出现能量最大值,即 时,故 这时
3）求装在曲轴上得飞轮转动惯量
()A W aABc ???????
-?++-?+-==?2120067.116200180130620067.11620018020667.116200max ππππ故 b 3
b 2,s 2
(b)s 3
d
机械原理试题1doc资料
机械是（机器和机构）的总称。 1．构件是机构中的（运动）单元体。 2．在平面机构中若引入一个高副将引入（1）个约束，而引入一个低副将引入（2）个约束。 3．从机构结构观点来看，任何机构都是由机架、原动件和从动件三部分组成。 5．构件的自由度是指（构件的独立运动参数）；机构的自由度是指（机构的独立运动参数）。 6．由两个构件直接接触而组成的（可动联接）称为运动副。 7．两个构件通过（点或线）接触而构成的运动副称为高副。 8．两个构件通过（面）接触而构成的运动副称为低副。 9．运动链是指构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为运动链。 10．两个以上的构件在同一处以（转动）副相联接，就构成复合铰链。 11．机构中某些构件所具有的不影响其他构件运动的自由度称为 （局部自由度）。 12．不产生实际约束效果的重复约束称为（虚约束）。 13．当两个构件组成移动副时其瞬心位于（垂直于导路的无穷远处）。 14．当两个构件组成转动副时其瞬心位于（转动副的中心）。 15．当两个构件组成纯滚动高副时其瞬心位于接触点处。 16．两互作平面运动的构件上绝对速度相等的瞬时重合点称为（速度瞬心）17．求机构的不直接相联接的各构件的瞬心时，可应用三心定理来求。 18．从受力观点分析，移动副的自锁条件是驱动力作用线位于摩擦角内。转动副的自锁条件是驱动力作用线与摩擦圆相交。 19．槽面摩擦力比平面摩擦力大，是因为当量摩擦系数大 精品文档 20. 机械中，V带比平带应用广泛，从摩擦角度来看，其主要原因是 V带为槽面摩擦。，当量摩擦系数 fv 大
21. 运动副中法向反力（或正压力）和摩擦力的合力，称为运动副中的总反力。] 22. 总反力与法向反力之间的夹角称为摩擦角。 23. 驱使机械运动的力称为驱动力阻止机械运动的力称为阻抗力。 24. 机械的输出功与输入功之比称为机械效率。 25. 速度影象原理和加速度影象原理只能应用于同一构件上的各点。 26. 一个运动矢量方程只能求解 2 个未知量。 27. 从效率来分析，机械的自锁条件是n< 0 o 28. 在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为—连架杆。 29 .在平面四杆机构中，作平面复杂运动的构件称为一连杆。 30. 在平面四杆机构中，与机架构成整转副的连架杆称为—曲柄， 与机架构成摆转副的连架杆称为一摇杆。 31. 铰链四杆机构的三基本形式为曲柄摇杆机构；双曲柄机构；双摇杆机构o 32. 对心曲柄滑块机构中若以曲柄为机架，则将演化成—导杆机构 33. 在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他连杆长度之和时，只能得到—双摇杆机构。 34. 在曲柄摇杆机构中，若将摇杆的长度增到无穷大就演化为—曲柄滑块机构。 35. 凸轮机构的压力角是从动件所受的力与力作用点速度方向所夹的锐角。 36. 凸轮机构推杆常用的四种运动规律为：A.等速运动，B.等加等减运动，C.余弦加速度，D.正弦加速度。其中，仅适用于低速运动的运动规律为等速运动规律。有刚性冲击的运动规律为等速运动规律。有柔性冲击的运动规律为等加速等减速运动规律和余弦加速度运动规律。适用于高速运动的运动规律为正弦加速度运动规律。 37. 用于平行轴间传动的齿轮机构有直齿；斜齿和人字齿轮机构精品文档 38．用于相交轴间传动的齿轮机构有（圆锥齿轮机构）。 39．用于交错轴间传动的齿轮机构有交错轴斜齿轮机构和蜗杆蜗轮机构。40．过两啮合齿廓接触点所做的两齿廓公法线与两轮连心线的交点称为两轮的节点。
机械原理试题及答案试卷答案
机械原理试题及答案试 卷答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
2013年机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分） 1、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。 （ F ） 2、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K一定等于一。 （ T ） 3、在平面机构中，一个高副引入二个约束。 （ F ） 4、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径， 则压力角将减小 （ T ） 5、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。（ F ） 6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。 （ T ）7、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。 （ T ） 8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（ T ） 9、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ F ） 10、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。（ F ） 二、填空题。（10分） 1、机器周期性速度波动采用（飞轮）调节，非周期性速度波动采用（调速器）调节。 2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ 0 ）所以（没有）急回特性。 3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度大于或 等于1 ）。 4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点N1 ）。 5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（大），故三角螺纹多应用（
联接 ），矩形螺纹多用于（ 传递运动和动力 ）。 三、选择题 （10分） 1、齿轮渐开线在（ ）上的压力角最小。 A ） 齿根圆 ； B ）齿顶圆； C ）分度圆； D ）基圆。 2、静平衡的转子（ ① ）是动平衡的。动平衡的转子（ ②）是静平衡的 。 ①A ）一定 ； B ）不一定 ； C ）一定不。 ②A ）一定 ； B ）不一定： C ）一定不。 3、满足正确啮合传动的一对直齿圆柱齿轮，当传动比不等于一时，他们的渐开线齿形是（ ）。 A ）相同的； B ）不相同的。 4、对于转速很高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用（ ）的运动规律。 A ）等速运动； B ）等加等减速运动 ； C ）摆线运动。 5、机械自锁的效率条件是（ ）。 A ）效率为无穷大： B ）效率大于等于1； C ）效率小于零。 四、计算作图题： （共60分） 注：凡图解题均需简明写出作图步骤，直接卷上作图，保留所有作图线。 1、计算下列机构的自由度。 （10分） F = 3×8－2×11 = 2 F = 3×8－2×11 － 1 = 1 2、在图4-2所示机构中，AB = AC ，用瞬心法说明当构件1以等角速度转动时，构件3与机架夹角Ψ为多大时，构件3的 ω3 与ω1 相等。 （10分） 当ψ = 90°时，P13趋于无穷远处， 14 133413P P P P =∴
机械原理习题-(附答案)
第二章 一、单项选择题： 1．两构件组成运动副的必备条件是 。 A ．直接接触且具有相对运动； B ．直接接触但无相对运动； C ．不接触但有相对运动； D ．不接触也无相对运动。 2．当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将 确定的运动。 A ．有； B ．没有； C ．不一定 3．在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为 。 A ．虚约束； B ．局部自由度； C ．复合铰链 4．用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有 个自由度。 A ．3； B ．4； C ．5； D ．6 5．杆组是自由度等于 的运动链。 A ．0； B ．1； C ．原动件数 6．平面运动副所提供的约束为 A ．1； B ．2； C ．3； D ．1或2 7．某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是 。 A ．含有一个原动件组； B ．至少含有一个基本杆组； C ．至少含有一个Ⅱ级杆组； D ．至少含有一个Ⅲ级杆组。 8．机构中只有一个 。 A ．闭式运动链； B ．原动件； C ．从动件； D ．机架。 9．要使机构具有确定的相对运动，其条件是 。 A ．机构的自由度等于1； B ．机构的自由度数比原动件数多1； C ．机构的自由度数等于原动件数 第三章 一、单项选择题： 1．下列说法中正确的是 。 A ．在机构中，若某一瞬时，两构件上的重合点的速度大小相等，则该点为两构件的瞬心； B ．在机构中，若某一瞬时，一可动构件上某点的速度为零，则该点为可动构件与机架的瞬心； C ．在机构中，若某一瞬时，两可动构件上重合点的速度相同，则该点称为它们的绝对瞬心； D ．两构件构成高副，则它们的瞬心一定在接触点上。 2．下列机构中k C C a 32 不为零的机构是 。 A ．(a)与(b)； B ．(b)与(c)； C ．(a)与(c)； D ．(b)。 3．下列机构中k C C a 32 为零的机构是 。 A ．(a)； B ． (b)； C ． (c)； D ．(b)与(c)。
机械原理考试试题及答案详解 (1)
机械原理模拟试卷 一单向选择(每小题1分共10分) 1. 对心直动尖顶盘形凸轮机构的推程压力角超过了许用值时，可采用措施来解决。 （A 增大基圆半径 B 改为滚子推杆 C 改变凸轮转向） 2. 渐开线齿廓的形状取决于的大小。 （A 基圆 B 分度圆 C 节圆） 3. 斜齿圆柱齿轮的标准参数指的是上的参数。 （A 端面 B 法面 C 平面） 4. 加工渐开线齿轮时，刀具分度线与轮坯分度圆不相切，加工出来的齿轮称为齿轮。 （A 标准 B 变位 C 斜齿轮） 5. 若机构具有确定的运动，则其自由度原动件数。 ( A 大于 B 小于 C 等于) 6. 两齿轮的实际中心距与设计中心距略有偏差，则两轮传动比__ _____。 ( A 变大 B 变小 C 不变 ) 7.拟将曲柄摇杆机构改变为双曲柄机构，应取原机构的_____ __作机架。 ( A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 ) 8. 行星轮系是指自由度。 （ A 为1的周转轮系 B 为1的定轴轮系 C 为2的周转轮系） 9. 若凸轮实际轮廓曲线出现尖点或交叉，可滚子半径。 ( A 增大 B 减小 C 不变) 10.平面连杆机构急回运动的相对程度，通常用来衡量。 ( A 极位夹角θ B 行程速比系数K C 压力角α) 二、填空题(每空1分共10分) 1. 标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在端。 2. 图(a)，(b)，（c）中，S为总质心，图中转子需静平衡，图中转子需动平衡。
3. 平面移动副自锁条件是，转动副自锁条件是。 4. 周期性速度波动和非周期性速度波动的调节方法分别为应用和。 5. 惰轮对并无影响，但却能改变从动轮的。 6. 平面连杆机构是否具有急回运动的关键是。 三、简答题(每小题6分共24分) 1. 什么是运动副、低副、高副？试各举一个例子。平面机构中若引入一个高副将带入几个约束？若引入一个低副将带入几个约束？ 2．何谓曲柄？铰链四杆机构有曲柄存在的条件是什么？当以曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角将可能出现在机构的什么位置？ 3．什么是渐开线齿廓的根切现象？产生根切原因是什么？标准直齿圆柱齿轮不根切的最小齿数是多少？ 4．如图所示平面四杆机构，试回答： (1) 该平面四杆机构的名称； (2) 此机构有无急回运动，为什么？ (3) 此机构有无死点，在什么条件下出现死点； (4) 构件AB为主动件时，在什么位置有最小传动角。 四、计算题（共36分) 1. 图所示穿孔式计算机中升杆和计算卡停止机构，有箭头标记的为原动件，试判断此机构运动是否确定。（若有复合铰链、局部自由度、虚约束请指出来）（8分） 2. 在电动机驱动的剪床中，作用在剪床主轴上的阻力矩M r的变化规律如图所示，等效驱动力矩I H
机械原理试卷(卷库)
题目部分，(卷面共有95题,650.0分,各大题标有题量和总分) 一、填空题(18小题,共42.0分) 1．(2分)在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得双摇杆机构。 2．(2分)盘形凸轮的基圆半径是理论轮廓曲线上距凸轮转动中心的最小向径。 3．(2分)刚性转子的平衡中，当转子的质量分布不在一个平面内时，应采用动平衡方法平衡。其平衡条件为ΣM = O ；ΣF = 0 。 4．(2分)h a *, ==? 120 α的渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为17 。 5．(2分)设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子中心的轨迹称为凸轮的理论廓线；与滚子相包络的凸轮廓线称为实际廓线。 6．(2分)平面机构中传动角 γ和压力角α之和等于90 。 7．(2分)在认为摩擦力达极限值条件下计算出机构效率 η后，则从这种效率观点考虑，机器发生自锁的条件是 η≤0。 8．(2分)速度比例尺的定义是图上单位长度(mm)所代表的实际速度值(m/s)，在比例尺单位相同的条件下，它的绝对值愈大，绘制出的速度多边形图形愈小。9．(2分)在平面机构中，具有两个约束的运动副是低副，具有一个约束的运动副是高副。 10．(2分)对静不平衡的回转构件施以平衡措施的过程称为__静平衡___过程。 11．(2分)连杆机构的急回特性用行程速比系数K 表达。 12．(2分)圆锥齿轮用于传递两轴线相交的运动，蜗杆传动用于传递两轴线交错的运动。13．(2分)标准直齿轮的基本参数是Z、m 、α、h*a 、c*。 14．(2分)一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角的数值与分度圆上的压力角总是相等。15．(4分)在移动副摩擦中，总反力是正压力和摩擦力的合力。 16(4分)写出两种实现间歇运动的机构名称__棘轮机构__ 、槽轮机构。17．(4分)在用齿条形刀具加工直齿圆柱变位齿轮时，刀具远离轮坯中心的变位方式叫_正变位___；刀具移近轮坯中心的变位方式叫___负变位_______。 18．(2分)在拟定机械传动系统方案时，采用尽可能短的运链。 二、选择题(26小题,共51.0分) 1．(2分)范成法切制渐开线齿轮时，齿轮根切的现象可能发生在D的场合。 A、模数较大； B、模数较小； C、齿数较多； D、齿数较少 2．(2分)为了减小机器运转中周期性速度波动的程度，应在机器中安装B 。 A、调速器； B、飞轮； C、变速装置。 3．(2分)计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会B。 A、增多； B、减少； C、不变。 4．(2分)压力角是在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的C 方向所夹的锐角。 A、法线； B、速度； C、加速度； D、切线 5．(2分)齿轮渐开线在 D 上的压力角最小。 A、齿根圆； B、齿顶圆； C、分度圆； D、基圆 6．(2分)在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，轮廓曲线出现尖顶或交叉是因为滚子半径 D 该位置理论廓线的曲率半径。 A、大于； B、小于； C、等于。 D、大于或等于
机械原理习题及课后答案(图文并茂)
机械原理 课后习题及参考答案
机械原理课程组编 武汉科技大学机械自动化学院
习题参考答案 第二章机构的结构分析 2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。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组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。 4 3 5 1 2 解答：原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0，不合理，改为以下几种结构均可： 2-3 图2-396为连杆；7为齿轮及偏心轮；8为机架；9为压头。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
O 齿轮及偏心轮ω A 齿轮及凸轮 B E F D C 压头 机架 连杆 滑杆滑块 摆杆滚子 解答：n=7; P l =9; P h =2，F=3?7-2 ?9-2 = 1 2-6 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3?7-2 ?9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束 b) n=5; P l =6; P h =2，F=3?5-2 ?6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束
b) a)A E M D F E L K J I F B C C D B A 2-7 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (b) 解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3?4-2 ?5-1=1 A 处存在复合铰链 b) n=6; P l =7; P h =3，F=3?6-2 ?7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链 2-8 试计算图2-44所示刹车机构的自由度。并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。
机械原理考试答案
1) 渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于基圆的大小。 2) 平面运动链中，两构件通过 面 接触组成的运动副称为低副。 3) 传递两相交轴之间转动的齿轮传动是 锥齿轮的传动。 4) 机械运转出现周期性速度波动的原因是 瞬时的盈功阻力功不相等。 5) 行星 轮系中必须有一个中心轮是固定不动的。 6) 当交错角等于90度时蜗杆的轴向力等于 蜗轮的圆周力。 7) 在平面连杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，该机构一定是双摇杆机构。 8) 在凸轮机构的从动件选用等加速、等减速运动规律时，其从动件的运动将受到柔性冲击。 9) 达到静平衡的回转件不一定是动平衡的。 10)在以曲柄为原动件的曲柄摇杆机构中，最小传动角出现在主动曲柄与机架两次共线的位置。 11) 双曲柄机构中，用原机架对面的构件作为机架后一定得到双摇杆机构。 12) 减小基圆半径，直动从动件盘形回转凸轮机构的压力角增大。 13) 凸轮机构滚子半径必须小于外凸理论轮廓线的最小曲率半径 14) 设计棘轮机构时，棘齿的倾斜角应大于摩擦角。 15) 单销内槽轮机构的运动系数总是大于0.5。 16) 使用飞轮可以调解机械的周期性速度波动。 17) 用范成法加工齿轮时，为了避免根切，通常将刀具向被加工齿轮转动中心远离轴线方向移动。 18) 回转件动平衡必须在两个校正平面施加平衡质量。 19) 在平面内用高副联接的两构件共有5个自由度。 20) 行星轮系中必须有一个中心轮是固定不动的。 21) 两轴线交角为α的单万向铰链机构，主动轴以1ω的等角速度旋转，从动铀角速度2ω的波动范围是 1ωCOS α≦2ω≦1ω/COS α 22) 若要求螺旋机构具有大的减速比，这时宜选用小导程角的单头螺纹。 23) 平面四杆机构中，是否存在死点．取决于从动曲柄是否与连杆共线． 24) 双摇杆机构中，用原机架对面的构件作为机架后不能得到双曲柄机构。 25) 减小基圆半径，直动从动件盘形回转凸轮轮廓曲线的曲率半径减小。 26) 速度有限值的突变引起的冲击称为刚性冲击； 27) 设计棘轮机构时，为使棘爪受力最小．应使棘轮齿顶和棘爪的摆动中心的连线与该齿尖的半径线交角为 90° 28) 单销槽轮机构槽轮的径向槽数应该大于或等于3。 29) 斜齿轮端面模数大于法面模数。 30) 齿轮变位后齿顶圆发生改变； 31) 调节机械的非周期性速度波动必须用调速器。 32) 在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动将产生刚性冲击。 33) 机械在盈功阶段运转速度增加。 34) 斜齿轮分度圆螺旋角为β，齿数为Z ，其当量齿数v Z = Z /cos 3β。 35) 若要求螺旋机构传递大的功率，这时宜选用大导程角的多头螺纹。 36) 行星轮系中必须有一个中心轮是固定不动的。 37) 一般情况下，螺旋机构将旋转运动转换成直线运动。 38) 在平面连杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，该机构一定是双摇杆机构。 39) 双摇杆机构中，用原机架对面的构件作为机架后不能得到双曲柄机构。
机械原理复习试题与答案1
中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 机械原理 一、填空题： 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2.同一构件上各点的速度多边形必相似于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 4.机械系统的等效力学模型是具有等效转动惯量，其上作用有等效力矩的等效构件。 5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 8.为减小凸轮机构的压力角，应该增大凸轮的基圆半径。 9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作等加速运动，后半程 作等减速运动。 10.增大模数，齿轮传动的重合度不变；增多齿数，齿轮传动的重合度增大。 11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 13.三个彼此作平面运动的构件共有 3 个速度瞬心，且位于同一条直线。 14.铰链四杆机构中传动角γ为90度，传动效率最大。 15.连杆是不直接和机架相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为低副。 16.偏心轮机构是通过扩大转动副半径由铰链四杆机构演化而来的。 17.机械发生自锁时，其机械效率小于等于0 。 18.刚性转子的动平衡的条件是。 19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在曲柄与机架两次共线的位置时。 20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为余角，压力角越大，其传力性能越。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为z/cos3β。 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其模数相匹配。 24.差动轮系是机构自由度等于 2 的周转轮系。
机械原理试卷答案
《机械原理与设计》（一）（答案） 班级： 姓名： 一 二 三 四 五 六 七 八 九 总分 一、填空题（共25分，每一空1分） 1． 在平面机构中若引入H P 个高副将引入 2H P 个约束，而引入L P 个 低副将引入 L P 个约束，则活动构件数n 、约束数与机构自由度 F 的关系是32L H F n P P =--。 2． 机构具有确定运动的条件是: 机构的原动件数等于机构的自由度 数；若机构自由度Ｆ>0，而原动件数
压力角相等 ； 螺旋角大小相等且旋向相同 。 7． 能实现间歇运动的机构有棘轮机构 ;槽轮机构;不完全齿轮机构。 8．当原动件为整周转动时，使执行构件能作往复摆动的机构有 曲柄摇杆机构 ；摆动从动件圆柱凸轮机构；摆动从动件空间凸轮机构或多杆机构或组合机构等 。 9．等效质量和等效转动惯量可根据等效原则：等效构件的等效质量或等效转动惯量所具有的动能等于原机械系统的总动能来确定。 10．刚性转子静平衡条件是 不平衡质量所产生的惯性力的矢量和等 于零 ；而动平衡条件是不平衡质量所产生的惯性力和惯性力矩的矢量都等于零 。 二、 （5分）题二图所示，已知： BC //DE //GF ，且分别相等，计算平面机构的自由度。若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请指出。 题二图 n= 6 P L = 8 P H =1 3236281L H F n P P =--=?-?-＝1 三、（10分）在图示铰链四杆机构中，已知：l BC =50mm ，l CD =35mm ， l AD =30mm ，AD 为机架，若将此机构为双摇杆机构，求l AB 的取值范围。
机械原理试题及答案份
一、填空题（每小题2分，共20分） 1、平面运动副的最大约束数为__2 ________ 个，最小约束数为 _____________ 个。 2、当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在转动副中心处。 3、对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演化为__________ 。 4、传动角越大，贝U机构传力性能越好。 5、凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动规律具有柔性冲击。 6 蜗杆机构的标准参数从中间平面中取。 7、常见间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构等。 8、为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在高速轴上。 9、实现往复移动的机构有：_______ 曲柄滑块机构_______ 、_______ 凸轮机构________ 等。 10、外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为： _________________________________ 1 2，m n1 m n2，n1 n2 __________________________________________________ 。 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、何谓三心定理？ 答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。 2、简述机械中不平衡惯性力的危害？ 答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基础产生强迫振动。 3、铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是 否相同？试加以说明？ 答：（1）不同。 （2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，而不能使从动件转动，出现了顶死现象。 死点本质：驱动力不产生转矩。机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力，也无法使其运动的现象。 自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力大于等于驱动力的有效分力。 4、棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间歇转动，但在具体的使用选择上，又有什么 不同？ 答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平稳，但转角不能改变。 5、简述齿廓啮合基本定律。 答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。 三、计算题（共45分） 1、绘制偏心轮机构简图（草图），并求机构自由度。（10分）
机械原理习题及答案 ()
第1章 平面机构的结构分析 1.1 解释下列概念 1.运动副； 2.机构自由度； 3.机构运动简图； 4.机构结构分析； 5.高副低代。 1.2 验算下列机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改办法。 题1.2图 题1.3图 1.3 绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度(其中构件9为机架)。 1.4 计算下列机构自由度，并说明注意事项。 1.5 计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别(图a 所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。 题1.4图 题1.5图 第2章 平面机构的运动分析 2.1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。 题2.1图 2.2 在图示机构中，已知各构件尺寸为l AB =180mm , l BC =280mm , l BD =450mm , l CD =250mm , l AE =120mm , φ=30o, 构件AB 上点E 的速度为 v E =150 mm /s ,试求该位置时C 、D 两点的速度及连杆2的角速度ω2 。 2.3 在图示的摆动导杆机构中，已知l AB =30mm , l AC =100mm , l BD =50mm , l DE =40mm ,φ1=45o,曲柄1以 等角速度ω1=10 rad/s 沿逆时针方向回转。求D 点和E 点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度（用相对运动图解法）。 题2.2图 题2.3图 2.4 在图示机构中，已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30o, 角速度ω1=10 rad/s ，角加速度α1=0，试求机构在该位置时构件5的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。 题2.4图 2.5 图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。 （1）在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。 （2）以给出的速度和加速度矢量为已知条件，用相对运动矢量法写出求构件上D 点的速度和加速度矢量方程。 （3）在给出的速度和加速度图中，给出构件2上D 点的速度矢量 2pd 和加速度矢量2''d p 。 题2.5图 2.6 在图示机构中，已知机构尺寸l AB =50mm, l BC =100mm, l CD =20mm , 原动件的位置φ1=30o, 角速度ω1=ω4=20 rad/s ，试用相对运动矢量方程图解法求图示位置时构件2的角速度ω2和角加速度α 2的大小和方向。 题2.6图 2.7 在图示机构构件1等速转动，已知机构尺寸l AB =100mm ,角速度为ω1= 20 rad/s ，原动件的位置φ1= 30o,分别用相对运动图解法和解析法求构件3上D 点的速度和加速度。
机械原理1-3章包含课后答案
第一章绪论 一、教学要求 （1）明确本课程研究的对象和内容，及其在培养机械类高级工程技术人才全局中的地位、任务和作用。 （2）对机械原理学科的发展现状有所了解。 二、主要内容 1．机械原理课程的研究对象 机械原理（Theory of Machines and Mechanisms）是以机器和机构为研究对象，是一门 研究机构和机器的运动设计和动力设计，以及机械运动方案设计的技术基础课。 机器的种类繁多，如内燃机、汽车、机床、缝纫机、机器人、包装机等，它们的组成、功用、性能和运动特点各不相同。机械原理是研究机器的共性理论，必须对机器进行概括和 抽象内燃机与机械手的构造、用途和性能虽不相同，但是从它们的组成、运动确定性及功 能关系看，都具有一些共同特征： （1）人为的实物（机件）的组合体。 （2）组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。 （3）能完成有用机械功或转换机械能。 机构是传递运动和动力的实物组合体。最常见的机构有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构、螺旋机构、开式链机构等。它们的共同特征是： （1）人为的实物（机件）的组合体。 （2）组成它们的各部分之间都具有确定的相对运动。 2．机械原理课程的研究内容 1、机构的分析 1）机构的结构分析（机构的组成、机构简图、机构确定运动条件等）； 2）机构的运动分析（机构的各构件的位移、速度和加速度分析等）； 3）机构的动力学分析（机构的受力、效率、及在外力作用下机构的真实运动规律等）； 2、机构的综合（设计）：创新的过程 1）常用机构的设计与分析（连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、常用间歇机构等）； 2）传动系统设计（选用、组装、协调机构） 通过对机械原理课程的学习，应掌握对已有的机械进行结构、运动和动力分析的方法，以及根据运动和动力性能方面的设计要求设计新机械的途径和方法。 3 机械原理课程的地位和作用 机械原理是以高等数学、物理学及理论力学等基础课程为基础的，研究各种机械所具有的共性问题；它又为以后学习机械设计和有关机械工程专业课程以及掌握新的科学技术成就打好工程技术的理论基础。因此，机械原理是机械类各专业的一门非常重要的技术基础课，它是从基础理论课到专业课之间的桥梁，是机械类专业学生能力培养和素质教育的最基本的课程。在教学中起着承上启下的作用，占有非常重要的地位。 4 机械原理课程的学习方法 1. 学习机械原理知识的同时,注重素质和能力的培养。 在学习本课程时，应把重点放在掌握研究问题的基本思路和方法上，着重于创新性思维的能力和创新意识的培养。 2．重视逻辑思维的同时,加强形象思维能力的培养。 从基础课到技术基础课，学习的内容变化了，学习的方法也应有所转变；要理解和掌握本课程的一些内容，要解决工程实际问题，要进行创造性设计，单靠逻辑思维是远远不够的，必须发展形象思维能力。 3．注意把理论力学的有关知识运用于本课程的学习中。
机械原理试卷及答案
XX 大学学年第二学期考试卷（A 卷） 课程名称： 机械原理 课程类别： 必修 考试方式： 闭卷 注意事项：1、本试卷满分100分。 2、考试时间 120分钟。 : 一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确 答案，并将正确答案的选项填在题后的括号内。每小题2分，共20分） 1. 以移动副相连接的两构件的瞬心在 ( B ) / A ．转动副中心处 B. 垂直于导路方向的无穷远处 C. 接触点处 D. 过接触点两高副元素的公法线上 2. 有一四杆机构，其极位夹角为11°，则行程速比系数K 为 ( D ) A. 0 B. C. 1 D. 3. 以下哪种情况不会发生机械自锁 ( D ) A. 效率小于等于零 B. 作用在移动副上的驱动力在摩擦角之内 C. 生产阻抗力小于等于零 D. 轴颈上的驱动力作用在摩擦圆之外 4. 有一四杆机构，杆长分别为17mm ，38mm ，42.5mm ，44.5mm ，长度为17mm 的杆为连架杆，长度为44.5mm 的杆为机架，则此四杆机构为 ( A ) A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 ^ C. 双摇杆机构 D. 无法确认 5. 下列凸轮推杆运动规律中既无刚性冲击也无柔性冲击的是 ( C ) 系（部） ： 专业 班级： 姓名： 学号： 装 订 线 内 不 要 答 题
A. 一次多项式 B. 二次多项式 C. 五次多项式 D. 余弦加速度 6. 直齿圆柱齿轮的齿数为19，模数为5mm ，* a h =1，则齿顶圆半径为 ( C ) A. 47.5 mm B. 50 mm C. 52.5 mm D. 55 mm 7. 连杆机构的传动角愈大，对机构的传力愈 ( B ) A. 不利 B. 有利 C. 无关 D. 不确定 （ 8. 当凸轮轮廓出现失真现象时，凸轮理论廓线的曲率半径ρ与滚子半径r r 满足以下关系 ( A ) A. ρ
机械原理试卷(手动组卷)
题目部分，(卷面共有90题,505.0分,各大题标有题量和总分) 一、填空题(11小题,共22.0分) 1．(2分)在认为摩擦力达极限值条件下计算出机构效率η后，则从这种效率观点考虑，机器发生自锁的条件是。 2．(2分) 所谓静力分析是指的一种力分析方法，它一般适用于情况。3．(2分) 所谓动态静力分析是指的一种力分析方法，它一般适用于情况。4．(2分) 对机构进行力分析的目的是：(1) ；(2) 。5．(2分) 绕通过质心并垂直于运动平面的轴线作等速转动的平面运动构件，其惯性力P I=，在运动平面中的惯性力偶矩 M=。 I 6．(2分)在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是 。7．(2分)机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛,从摩擦角度来看,其主要原因是。 8．(2分)设机器中的实际驱动力为P，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为 P，则机器效率的计算式是η = 。 9．(2分) 设机器中的实际生产阻力为Q，在同样的驱动力作用下不考虑摩擦时能克服的理想生产阻力为 Q, 则机器效率的计算式
是 η= 。 10．(2分) 在 认 为 摩 擦 力 达 极 限 值 条 件 下 计 算 出 机 构 效 率η 后， 则 从 这 种 效 率 观 点 考 虑， 机 器 发 生 自 锁 的 条 件 是 。 11．(2分) 设 螺 纹 的 升 角为λ， 接 触 面 的 当 量 摩 擦 系 数 为v f ，则 螺 旋 副 自 锁 的 条 件 是 。 二、选择题(30小题,共60.0分) 1．(1分).右图所示平面接触移动副，r Q 为法向作用力，滑块在r P 力作用下沿v 方向运动， 则固定件给滑块的总反力应是图中 所示的作用线和方向。 2．(2分)具有自锁性的机构是______运动的。 A 、 不能； B 、 可以 3．(2分) 在 由 若 干 机 器 并 联 构 成 的 机 组 中， 若 这 些 机 器 中 单 机 效 率 相 等 均 为η0， 则 机 组 的 总 效 率η 必 有 如 下 关 系： 。 A 、 0;ηη> B 、 0;ηη< C 、 0;ηη= D 、 0n ηη= (n 为 单 机 台 数)。 4．(2分) 在 由 若 干 机 器 串 联 构 成 的 机 组 中， 若 这 些 机 器 的 单 机 效 率 均 不 相 同， 其 中 最 高 效 率 和 最 低 效 率 分 别 为max η 和min η ，则 机 组 的 总 效 率η 必 有 如 下 关 系： 。 A 、 min;ηη< B 、 max ;ηη>
机械原理练习题答案(1)
一、填空题和填空题。 1． 在平面机构中若引入H P 个高副将引入 H P 个约束，而引入L P 个低副 将引入 2L P 个约束，则活动构件数n 、约束数与机构自由度F 的关系是F =3n - 2L P - H P 。 2． 机构具有确定运动的条件是： 机构的自由度大于零，且机构自由度 数等于原动件数 ；若机构自由度Ｆ>0，而原动件数
机械原理试卷及答案
机械原理试卷 一、计算图示机构的自由度（10分） 二、如下图所示行程速度变化系数为1 的曲柄摇杆机构，已知曲柄连架杆固定铰链 中心处图示机架平面（直线OO’）位置上，并已知摇杆的两个极限位置C1D，C2D及摇杆长度CD= C1D=C2D，求其余三个构件的杆长。（15 分） 三、如图所示凸轮机构，凸轮廓为以A为圆心，R为半径的圆，凸轮逆时针方向回 转，要求：（15分） 1．说出该凸轮机构的名称； 2．标出凸轮基圆半径r0； 3．标出从动件从B点接触到C点接触凸轮转过的角度Φ； 4．标出从动件从B点接触到C点接触从动件位移S； 5．标出从动件从B点接触时从动件压力角αB；
四、图示复合轮系中，各齿轮齿数如图中括号中所示，求传动比i1H。（10分） 五、图示曲柄滑块机构中，曲柄1上作用驱动力距M，滑块3上作用阻力F。若不 计各活动构件质量，标出机构在图示位置时各运动副总反力作用线（给定摩擦角）（15分）
φ 六、某内燃机的曲柄输出力矩M d与曲柄转角φ关系曲线如图所示，运动周期为 T=180度，曲柄转速为600r/min，如用此内燃机驱动一阻力为常量的机械，并要求不均匀系数δ=0.01，求在主轴上应装的飞轮转动惯量J F（不考虑其它构件的转动惯量）（15分） 七、摆动导杆机构，已知机构运动简图，原动件为1以等角速度ω1逆时针方向回转，用相对运动图解法求在图示位置时， 1．构件3的角速度ω3，角加速度α3的大小及方向； 2．构件3 上D点的速度和加速度的大小和方向； （注：所求各量大小用公式表示，不必计算出数值大小）（20分）
机械原理试卷答案 一、解：------------------------------------------------------------------------------------------10分 F=3×7－2×10－0＝1 二、解：------------------------------------------------------------------------------------------15分 AB ＋BC ＝AC 2＝42.5 BC －AB ＝AC 1＝20.5, ∴AB =11, BC =31.5 三、解-------------------------------------------------------------15分 1）它是滚子从动件盘形凸轮机构------------------------------3分 2）如图所示------------------------------------------------3分 3）如图所示------------------------------------------------3分 4）如图所示------------------------------------------------3分 5）如图所示------------------------------------------------3分 四、解-------------------------------------------------------------------------------------------10分 区分轮系----------------------------------------------------5分 行星轮系H K ------541321' 分别计算----------------------------------------------------5分 在K ---321中 20 60233113-=-=--=z z n n n n i k k K
[机械制造行业]机械原理考试大纲
（机械制造行业）机械原 理考试大纲
机械原理考试大纲 1、绪论 ⑴内容 ①机械原理的研究对象及基本概念 ②机械原理课程的内容及在教学中的地位、任务和作用 ③机械原理学科的的发展趋势 ⑵基本要求 ①明确本课程的研究对象和内容。 ②明确本课程的地位、任务和作用。 ③对本学科的发展趋势有所了解。 ⑶重点、难点 本章重点是“本课程研究的对象和内容”。对零件、构件、机器、机构、机械等名词和概念要弄得很清楚，对机器与机构的特征和区别要清楚。比如：零件与构件的不同之处在于零件是机器有制造单元而构件是机器的运动单元，这些都应熟练掌握。 2、平面机构的结构分析 ⑴内容 ①研究机构结构的目的 ②运动副、运动链和机构 ③平面机构运动简图 ④平面机构的组成原理和结构分析 ⑵基本要求 ①能计算平面运动链的自由度并判断其具有确定运动的条件。 ②能绘制机构运动简图。 ③能进行机构的组成原理和结构分析。 ⑶重点、难点 何谓约束？约束数与自由度数的关系如何？平面低副（转动副和移动副）和高副各具有几个约束，其自由度为多少？ 平面机构自由度F=。要注意式中n为活动构件数而不是所有构件数，为平面低副数，为平面高副数。为使F计算正确，必须正确判断n、、的数目，因此要注意该机构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束等。对于复合铰链，只要注意到，
计算运动副数目时不弄错就行了；局部自由度常出现在有滚子的部分；而虚约束的出现较难掌握，应认真领会课堂讲解中所列可能出现虚约束的几种情况。 能正确分析机构的组成原理，平面连杆机构的高副低代，杆组级别判断。 3、平面机构的运动分析 ⑴内容 ①研究机构运动分析的目的和方法 ②用相对运动图解法求机构的速度和加速度 ③用解析法机构的位置、速度和加速度 ⑵基本要求 ①能用图解法对机构进行运动分析。 ②能用解析法对机构进行运动分析。 ⑶重点、难点 相对运动图解法（又称向量多边形法）为本章的重点内容。所讨论的问题有两类。一类是在同一构件上两点间的速度和加速度的关系；一类是组成移动副两构件的重合点间的速度和加速度的关系。这两类问题都可以通过建立矢量方程式，作速度多边形和加速度多边形来解题。要注意一个矢量方程只能解两个未知数，若超过两个则要通过与其它点之间新的矢量方程式来联立求解。在解题时要充分利用速度、加速度影像原理，以期达到简捷、准确的目的。 关于后一类问题，是否存在哥氏加速度是其中的关键，判断方法如下： 1）两构件组成移动副，但只有相对移动，而无共同转动时，重合点间加速度关系中无哥氏加速度。 2）若两构件组成移动副，即有相对移动又有共同转动时，重合点间加速度关系中必存在哥氏加速度。 4、平面机构的力分析和机器的机械效率 ⑴内容 ①研究机构力分析的目的和方法 ②构件惯性力的确定 ③运动副中摩擦力的确定