机械原理练习题答案
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
3. 下图为一对心曲柄滑块机构，若以滑块3为机架，则该机构转化为
定块机构；若以构件2为机架，则该机构转化为 摇块 机构。
4． 移动副的自锁条件是 驱动力在摩擦角之内 ；转动副的自锁条件是 驱
动力在摩擦圆之内 。
5． 在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中， 等速 运动规律具有
刚性冲击； 等加速等减速、间谐 运动规律具有柔性冲击；而 正弦加速度、五次多项式 运动规律无冲击。
6． 内啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 模数相等，； 压力角相
等 ； 螺旋角相等 。
7．等效质量和等效转动惯量可根据等效原则： 等效构件所具有的动能等于整个机械系统的动能 来确定。
8．刚性转子静平衡条件是 分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零或者质径积的向量和为零；而动平衡条件是 当转子转动时，转子上分布在不同平面内的各个质量所产生的空间离心惯性力系的合力及合力矩为
零 。
9．用标准齿条形刀具加工标准齿轮时，其刀具的 中 线与轮坯的 分度 圆之间作纯滚动；加工变位齿轮时，其刀具的 节 线与轮坯的分度 圆之间作纯滚动。
10．平面四杆机构中，是否存在死点，取决于_B 是否与连杆共线。
ηη'0,0?'?ηη0,0.≤'>ηη0≤ηA ．主动件 B. 从动件 C. 机架 D. 摇杆
11．在平面连杆机构中，欲使作往复运动的输出构件具有急回特性，则输出构
件的行程速比系数K____A____。
A ．大于1
B ．小于1
C ．等于1
D ．等于 12．_____C___盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。
A ．摆动尖顶推杆
B ．直动滚子推杆
C ．直动平底推杆
D ．摆动滚子推杆
13．为使凸轮机构的滚子从动件实现预期的运动规律，设计时必须保证关系式 C 。
A ．滚子半径r r ≤凸轮理论轮廓外凸部分的最小曲率半径ρmin
B ．滚子半径r r ≥凸轮理论轮廓外凸部分的最小曲率半径ρmin
C ．滚子半径r r < 凸轮理论轮廓外凸部分的最小曲率半径ρmin
D ．滚子半径r r 不受任何限制
14. 当凸轮基圆半径相同时，从动件导路向推程中从动件与凸轮的相对速度瞬心一侧偏置，可以___A_____凸轮机构推程的压力角。
（A ） 减小 （B ）增加 （C ）保持原来 15.为了减轻飞轮尺寸和重量，飞轮通常应装在__A_______。 （A ） 高速轴上 （B ）低速轴上 （C ）机架上
16.蜗杆蜗轮传动中，模数为m ，蜗杆头数为z 1，蜗杆直径系数为q ，蜗轮齿数为z 2，则蜗杆直径 d 1=___C__________。
A ）m z 1 （
B ）m z 2 （
C ）mq
17.在铰链四杆机构A B C D 中，已知A B = 2 5 mm ，B C = 7 0 mm ，C D = 6 5mm ， A D = 9 5 mm ，当A D 为机架时，是__B____机构；当A B 为机架时，是____A_____机构。
（A ）双曲柄机构； （B ）曲柄摇杆机构； （C ）双摇杆机构 18.若机构正反行程效率分别用 和 表示，则设计自锁机构时应满足要____B_____。
(A)
(B) (C) 19.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____。
20.高副低代必须满足的条件是_代替前后机构的自由度不变_，_代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度不变___________。
21．在曲柄摇杆机构中，当__C____，将出现死点。
（A ） 曲柄为原动件且曲柄与连杆共线； （B ） 曲柄为原动件且曲柄与机架共线时； （C ） 摇杆为原动件且曲柄与连杆共线时； （D ）摇杆为原动件且摇杆与机架共线时。
22．在以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构中，最小传动角出现在_B_____。
（A）曲柄与连杆两次共线位置之一；（B）曲柄与机架两次共线位置之一；
（C）曲柄与连杆共线时；（D）曲柄与机架共线时
23．在下列四杆机构中，不能实现急回运动的机构是_C_____。
（A）曲柄摇杆机构；（B）导杆机构；
（C）对心曲柄滑块机构；（D）偏置曲柄滑块机构
24．下述几种运动规律中，___B___既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击。
（A）等速运动规律；（B）摆线运动规律；
（C）等加速等减速运动规律；（D）简谐运动规律
25．对心直动尖顶盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用__A____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26．正变位齿轮与标准齿轮相比较，其分度圆齿厚__B____，齿根高__A____。
（A）减小（B）增大（C）不变
27．机构处于死点位置时，其传动角γ为 0 度，压力角α为 90 度。
28．滚子从动件盘形凸轮的理论廓线和实际廓线之间的关系为（D）
a)两条廓线相似 b)两条廓线相同
c)两条廓线之间的径向距离相等 d)两条廓线之间的法向距离相等29．铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦力的情况下连杆作用于_从动件______上的力与该力作用点速度所夹的锐角。
30．渐开线斜齿轮的_法面______参数为标准值；而尺寸计算应按___端面____上的参数代入直齿轮的计算公式。
31．速度瞬心是两刚体上_相对速度______为零的重合点
32．为减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮安装在_高速______轴上。
33．渐开线的形状取决于_基圆______的大小。
34．具有相同理论廓线，只有滚子半径不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律 1 ，凸轮的实际廓线 2 。
①相同②不相同③不一定
35．用标准齿条形刀具加工标准齿轮时，其刀具的中线与轮坯分度圆之间作纯滚动。
36．对于移动平底从动件凸轮机构，选择适当的偏距，通常是为了减轻从动件过大的弯曲应力。
37．平行轴外啮合直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是摸数和压力角分别相等且两齿轮的螺旋角的大小相同_，旋向相反___。
38．周期性速度波动的调节方法是_安装飞轮______，非周期性速度波动调节方法是_安装调速器______。
二、判断题。
1．凡是以最短杆为机架的铰链四杆机构，都是双曲柄机构。（错）
2．在曲柄摇杆机构中，压力角越大，对传动越不利。（对）
3．如果机构的自由度数F=2则机构作无确定性运动。（错）
4．两个理论廓线相同、滚子半径不同的凸轮机构，从动件运动规律不同。
（错）
5．如果连杆机构的极位夹角不为零，则说明该机构具有急回特性。（对）6．由于平行轴斜齿圆柱齿轮机构的几何尺寸在端面计算，所以基本参数的标准值规定在端面。（错）
7．周期性速度波动的调节方法是加调速器。（错）
8．在曲柄滑块机构中，只有当滑块为原动件时，才会出现死点。（对）
9．在凸轮从动件常用的运动规律中，等速运动规律会产生柔性冲击。（错）10．在移动滚子从动件的凸轮机构中，可通过选取从动件适当的偏置方向来获得较小的推程压力角。（对）
11．只有一对标准齿轮在标准中心距情况下啮合传动时，啮合角的大小才等于分度圆上的压力角。（错）
12．飞轮一般安装在高速轴上的原因是速度变化小。（错）
13．若机构正反行程效率分别为η和η'表示，则设计自锁机构是应满足η≥0，η'<0。（错）
14．在机械系统中，其运转不均匀程度可用最大角速度和最小角速度之差表示。（错）
15．在铰链四杆机构中，由于连杆作的是平面运动，所以连杆跟其他构件不可能存在绝对瞬心。（错）
16．组成正传动的齿轮应是正变位齿轮。（错）
17．飞轮一般安装在高速轴上的原因是速度变化小。（错）
18．作用于等效构件上等效力等于作用在机械中所有外力的合力。（错）19．对渐开线直齿圆柱齿轮，可用改变螺旋角的办法调整中心距。（错）20．轴承对轴颈的总反力始终与摩擦圆相切。（对）
21．在曲柄摇杆机构中，压力角越大，对传动越不利。（对）
22．把若干个自由度为零的基本杆组依次连接到原动件和机架上，就可以组成一个新的机构。（对）
23．动平衡的刚性转子一定静平衡，静平衡的转子不一定动平衡。(对 ) 24．为了避免滚子从动件凸轮机构中凸轮实际廓线产生过度切割，应选择较大
的滚子半径。（错）
25．导杆机构传动性能最差。（错）
26．一个正在运转的回转副，只要外力的合力切于摩擦圆，这个回转副将逐渐
停止回转。（错）
27．在曲柄摇杆机构中，摇杆位于两极限位置时曲柄两位置所夹的锐角，称为
极位夹角。（对）
28．在设计用于传递平行轴运动的斜齿圆柱齿轮机构时，若中心距不等于标准中心距，则只能采用变位齿轮以配凑实际中心距。( 错 )
三、机构自由度的计算及拆杆组。
1．计算图示机构的自由度，用低副代替高副，并确定机构所含杆组的数目和级
别以及机构的级别。
解（1）计算机构的自由度。滚子处有局部自由度。
F=3n－2p5－p4=3×6－2×8－1=1
（2）高副低代。如图所示
（3）该机构是由原动件1、三个Ⅱ级杆组（2-3和6-7、4-5）故该机构级Ⅱ机
构
。
（
4
分
）
2．计算图示机构的自由度，用低副代替高副，并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。
解（1）计算机构的自由度。A处有局部自由度，G处有虚约束，
F=3n－2p5－p4=3×6－2×8－1=1
（2）高副低代。如图（b）所示
（3）该机构是由原动件2、机架1、1个Ⅱ级杆组（7-8）和一个Ⅲ级杆组（3-4-5-6）组成的，故该机构为Ⅲ级机构。
3.
拆杆组。 ， DH=EI
解（1
D 入的约束为虚约束，应予去除。将凸轮与滚子组成的高副以一个虚拟构件和两个转动副做高副低代，如图所示。 计算自由度：
（2）分析机构的组成情况
如图所示，此机构由四个Ⅱ级杆组和一个Ⅰ级机构组成。因此是一个Ⅱ级机构。
别以及机构的级别。
（1）计算机构的自由度。B处有局部自由度，G处有复合铰链，
（2）高副低代。如图（b）所示
（3）该机构是由原动件1、机架9、两个Ⅱ级杆组（2'-3和6-7）和一个Ⅲ级
杆组（4-5-6-8）组成的，故该机构为Ⅲ级机构。
三、连杆机构的计算题。
1.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。
解：图示机构要称为双摇杆机构，必须满足最短杆与最长杆之和大于其他两杆之和。
1）AB 为最短杆，30
15<
3）AB 既不是最长也不是最短5030<
45 30< 1）设曲柄为主动件，滑块朝右为工作行程，确定曲柄的合理转向； 2）设曲柄为主动件，画出急位夹角θ，最小传动角min γ出现的位置； 3）此机构在什么情况下，出现死点位置，指出死点位置。 解：1）曲柄逆时针转动。 3）当以滑块为原动件且曲柄与连杆共线的两个位置时，机构出现死点位置。 3.设计一曲柄摇杆机构，当曲柄为主动件，从动摇杆处于两极限位置时，连杆的两铰链点的连线正好处于图示之C 11和C 22位置，且连杆处于极限位置C 11时机构的传动角为40。若连杆与摇杆的铰接点取在C 点（即图中之C 1点或C 2点），试用图解法求曲柄AB 和摇杆CD 之长。（直接在图上作图，保留做图线，不用写作图步骤，μl =0.001mm ） 4. 在图示导杆机构中，已知mm L AB 40=，试问： (1) 欲使其为曲柄摆动导杆机构，AC L 的最小值为多少； (2) 该曲柄摆动导杆机构的传动角γ为多大。 解：(1)。mm L mm L AC AC 40,40m in =∴≥ ?90)2(恒为传动角γ 四、凸轮机构的计算及分析题。 1.如图所示，偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，已知凸轮实际轮廓线为一圆心在O点的偏心圆，其半径为R. 从动件的偏距为e，试用作图法： 1.确定凸轮的合理转向；顺时针 2.画出该机构的凸轮理论廓线及基圆； 3.标出当从动件从图示位置升到位移s时,对应凸轮的转角δ及凸轮机构的压 力角α； 2．试在图上标出从C点接触到D点接触时，凸轮转过的转角φ，及在D点接触时凸轮机构的压力角α。 3.如图所示为一偏置摆动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心轮，转向如图。试在图上： （1）画出该凸轮的基圆和理论廓线； （2）标出该位置时从动件摆角ψ和压力角α，并求出该位置时从动件的角速度； 五、齿轮机构计算题。 1.一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知z 1=18，z 2=41，m =4mm ，α=20?， h a *=1，c *=0.25。（14分） （1）分别计算两轮的分度圆半径、基圆半径、节圆半径、顶圆半径、标准中心距、分度圆齿距； (2)若中心距加大，回答下列问题（把不对的划去） 1）节圆半径r ’（变大，变小，不变） 2）分度圆半径r （变大，变小，不变） 3）啮合角α（变大，变小，不变） 4）传动比i 12（变大，变小，不变） 5）齿侧间隙（有，没有） 6）节圆压力角（等于，大于，小于）啮合角。 解：分度圆半径：小齿轮：mm mz r 362 1 11== 大齿轮：mm mz r 822 1 22== 基圆半径: 小齿轮:mm r r b 2.3420cos 11=?= 大齿轮:mm r r b 05.7720cos 22=?= 节圆半径：小齿轮：mm r r 631' 1== 大齿轮：mm r r 2822==‘ 齿顶圆半径：小齿轮：mm m h r r a a 04* 11=+= 大齿轮：mm m h r r a a 68* 22=+= 中心距: mm r r a 11821=+= 分度圆齿距: mm 56.12m p p 21===π （2） 1)增大 2）不变 3）变大 4）不变 5）有 6）等于 2．一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知z 1=19，z 2=41，m =3mm ，α=20?， h a *=1，c *=0.25。 （1）分别计算两轮的分度圆直径、基圆直径、顶圆直径、根圆直径、标准中心距、齿距、基圆齿距；（7分） (2) 用作图法确定实际啮合线长，由此计算重合度。（5分） 解：(1) d 1=19×3=57 mm d 2=41×3=123 mm h a =1×3=3 mm h f =1.25×3=3.75 mm c =3.75－3=0.75 mm a =0.5×(57+123)=90 mm d a 1=57+2×3=63 mm d a 2=123+2×3=129 mm d f 1=57－2×3.75=49.5 mm d f 2=123－2×3.75=115.5 mm d b 1=57×cos20°=53.563 mm d b 2=123×cos20°=115.583 mm p=3×π=9.425 mm p b =3×π×cos20°=8.882 mm （7分） 如图所示实际啮合线长B 1B 2=14.4mm 重合度 ε=14.4/8.882=1.62 3.两个相同的渐开线标准直齿圆柱齿轮，其, 120* =?=a h ，α在标 传动。若两轮齿顶圆正好通过对方的极限啮合点N ，试求两轮理论上的齿数z 应为多少？ 解: 如图所示，实际啮合线段21B B 即为理论啮合线段21N N ，此 时正好不发生根切。 因为 αsin 2221r NP N N == 所 以 72794.02022cos sin 2sin 21121=?===== tg tg r r r r N O N N tg b a αα α αα"9'336?=a α 又因为 **2cos 22/cos cos cos a a a a b a h Z Z h Z m mZ h r r r r +=?? ? ??+=+==αααα 所 以 323.12" 9'336cos 20cos " 9'336cos 12cos cos cos 2* =?-???=-=a a a h Z ααα 当两轮齿数323.12=z 时，正好2121N N B B =，而不发生根切， 但齿轮齿数只能取整数，则两轮齿数时，其最少齿数为13。 4.已知某对渐开线直齿圆柱齿轮传动，中心距a =350mm 传动比i =2.5，α=20?， h a *=1，c *=0.25，根据强度等要求模数m 必须在5、6、7mm 三者中选择，试设计此对齿轮的以下参数和尺寸。 （1） 齿轮的齿数z 1、z 2，模数m ，传动类型； （2） 分度圆直径d 1、d 2，齿顶圆直径d a 1、d a2，根圆直径d f 1、d f2，节圆直径d 1'、 d 2'，啮合角α； （3） 若实际安装中心距a '=351mm ，上述哪些参数变化？数值为多少？ 解: （1）mm i z z m 350)1(2 mz )(2a 121=+=+= 所以m ??= 3.52 350z 1 57 .28733.33640 5111======z mm m z mm m z mm m 所以40z 1= 1005.240z 2=?= mm m 5= （2）分度圆直径：小齿轮：mm mz d 20011== 大齿轮：mm mz d 05022== 齿根圆直径: 小齿轮:mm c h z m d a f 187.5)22(* * 11=--= 大齿轮:mm c h z m d a f 5.874)22(* * 22=--= 节圆直径：小齿轮：mm d d 2001' 1== 大齿轮：mm d d 50022==‘ 啮合角：?==20' αα （3）' α、' 1d 、' 2d 发生变化 ''cos cos ααa a = 所以?==4438.20cos arccos ' 'a a α α （ mm d d 57.200' cos cos '1 1==αα （1.5分） mm d d 43.501' cos cos '2 2==αα 5.用齿条形刀具加工一直齿圆柱齿轮，设已知被加工齿轮轮坯的角速度 s rad /51=ω，刀具移动的速度s m v /375.0=，刀具的模数mm m 10=,压力 角?=20α。求被加工齿轮的齿数1z 。 解：ωω121mz r v = = 所以155 1010375.02231=???==-ωm v z 六、轮系的计算题。 1．在图示组合机床分度工作台驱动系统的轮系中，已知各轮齿数为：z 1 = 2（右旋），z 2 = 46，z 3 =18，z 4 = 28，z 5 = 18，z 6 = 28。 （1）试分析该轮系由哪些基本轮系组成。（2分） （2）试求i 16及齿轮6方向。（10分） 解：该轮系是一个带有蜗轮蜗杆传动的混合行星轮系 23 231212 2112n n z z n n i = ∴=== 蜗轮2的转动方向为逆时针方向（从左向右看） 在由2、3、4、5、6组成的行星轮系中 28 2818 1846352326263??=??=--= z z z z n n n n i 2 .3928 281818123 282818 1812328281818106 1 1616263=??- == ??-=???-==n n i n n n n n ，故因 齿 轮 6 的 转 向 与 蜗 轮 2 的 转 向 相 同 。 2.在图示轮系中，所有齿轮均为标准齿轮，齿数z 1 = 30， z 2 = 68， 试问： （1） z 1 =？，z 2 =？ （2） 该轮系属于何种轮系？ 解: （1）因为 21422mz mz mz += 所以192 30 682142=-=-=z z z 1923==z z （2）差动轮系 3.在图示轮系中，已知z 1=22，z 3=88，z 4=z 6，试求： （1）传动比i 16； （2）该机构的自由度F ，并指明虚约束、复合铰链和局部自由度。 解：（1）4-5-6定轴轮系14 664 46-=-== z z n n i （1） 1-2-3-6差动轮系42 363616 13-=-=--= z z n n n n i （2） 由于643n n n -==带入（2）中得96 1 16== n n i （2）14525323=-?-?=--=H L P P n F 4. 如图所示轮系中，2525==z z ，202 ='z ，组成轮系的各齿轮模数相同。齿轮1'和3'轴线重合，且齿数相同。求轮系传动比54i 解：1-2-5-4 差动轮系 15454 14 15z z n n n n i -=--= 5-2-2’-3-4 差动轮系 ' 253 243454 53z z z z n n n n i =--= 1’-6-3’定轴轮系 ' 1'331 '3'1'3'1z z n n n n i -=== 由于各齿轮模数相同，所以 75,2 1 211125==+z mz mz mz 30,2 1 21212133'225=+=+z mz mz mz mz 由于齿轮1’和3’同轴，所以'3'1z z = 把齿数带入上面三式，并联立求解得54 5 54-== n n i 5. 在图示轮系中，已知各轮齿数为z 1=1，z 2=30，z 2'=14，z 3=18，z 5=20，z 6=15。主动轮1为右旋涡杆，其转向如图所示。 1）分析该轮系的组合方式； 2）求z 4、z 4'及传动比i 14; 3）画出轮2和轮4的转向。 机械原理作业 第一章结构分析作业 1.2 解： F = 3n－2P L－P H = 3×3－2×4－1= 0 该机构不能运动，修改方案如下图： 1.2 解： （a）F = 3n－2P L－P H = 3×4－2×5－1= 1 A点为复合铰链。（b）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×6－2= 1 B、E两点为局部自由度, F、C两点各有一处为虚约束。 （c）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×7－0= 1 FIJKLM为虚约束。1.3 解： F = 3n－2P L－P H = 3×7－2×10－0= 1 1）以构件2为原动件，则结构由8－7、6－5、4－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图a)。 2）以构件4为原动件，则结构由8－7、6－5、2－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图b)。 3）以构件8为原动件，则结构由2－3－4－5一个Ⅲ级杆组和6－7一个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅲ级机构(图c)。 (a) (b) (c) 第二章 运动分析作业 2.1 解：机构的瞬心如图所示。 2.2 解：取mm mm l /5=μ作机构位置图如下图所示。 1.求D 点的速度V D 13P D V V = 而 25241314==P P AE V V E D ，所以 s mm V V E D /14425241502524=?== 2. 求ω1 s r a d l V AE E /25.11201501===ω 3. 求ω2 因 98382412141212==P P P P ωω ，所以s rad /46.0983825.1983812=?==ωω 4. 求C 点的速度V C s mm C P V l C /2.10154446.0242=??=??=μω 2.3 解：取mm mm l /1=μ作机构位置图如下图a 所示。 1. 求B 2点的速度V B2 V B2 =ω1×L AB =10×30= 300 mm/s 2.求B 3点的速度V B3 V B3 ＝ V B2 ＋ V B3B2 大小 ？ ω1×L AB ？ 方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC 取mm s mm v /10=μ作速度多边形如下图b 所示，由图量得： mm pb 223= ，所以 s mm pb V v B /270102733=?=?=μ 由图a 量得：BC=123 mm , 则 mm BC l l BC 1231123=?=?=μ 3. 求D 点和E 点的速度V D 、V E 利用速度影像在速度多边形，过p 点作⊥CE ，过b 3点作⊥BE ，得到e 点；过e 点作⊥pb 3，得到d 点 , 由图量得： mm pd 15=，mm pe 17=， 所以 s mm pd V v D /1501015=?=?=μ ， s mm pe V v E /1701017=?=?=μ； 2013年机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“ ”，错误的填写“ ”） （ 分） 、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。 （ ） 、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数 一定等于一。 （ ） 、在平面机构中，一个高副引入二个约束。 （ ） 、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 （ ） 、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。 （ ） 、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。 （ ） 、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。 （ ） 、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。 （ ） 、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ ） 、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。。 （ ） 二、填空题。 （ 分） 、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。 、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ ）所以（没有 ）急回特性。 、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 ）。 、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 ）。 、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 （ 分） 、齿轮渐开线在（ ）上的压力角最小。 ） 齿根圆 ； ）齿顶圆； ）分度圆； ）基圆。 、静平衡的转子（ ① ）是动平衡的。动平衡的转子（ ②）是静平衡的 。 ① ）一定 ； ）不一定 ； ）一定不。 ② ）一定 ； ）不一定： ）一定不。 兰州2017年7月4日于家属院复习资料 第2章平面机构的结构分析 1.组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。 2.具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。 3.从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 4.运动副元素是指。 5.构件的自由度是指；机构的自由度是指。 6.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。 7.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 8.在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。 9.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 10.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。 11.计算机机构自由度的目的是______。 12.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。 13.计算平面机构自由度的公式为Ｆ= ，应用此公式时应注意判断：(A) 铰链，(B) 自由度，(C) 约束。 14.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。 15.划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的级别确定。 16.图示为一机构的初拟设计方案。试： (1〕计算其自由度，分析其设计是否合理？如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。 (2)如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。 题16图题17图 17.在图示机构中，若以构件1为主动件，试： (1)计算自由度，说明是否有确定运动。 (2)如要使构件6有确定运动，并作连续转动，则可如何修改？说明修改的要点，并用简图表示。18.计算图示机构的自由度，将高副用低副代替，并选择原动件。 19.试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。对图示机构作出仅含低副的替代机 构，进行结构分析并确定机构的级别。 题19图 题20图 20.画出图示机构的运动简图。 21. 画出图示机构简图，并计算该机构的自由 度。构件3为在机器的导轨中作滑移的整体构件，构件2在构件3的导轨中滑移，圆盘1的固定轴位于偏心处。 题21图 题22图 22.对图示机构进行高副低代，并作结构分析，确定机构级别。点21,P P 为在图示位置时，凸轮廓线在接触点处的曲率中心。 第3章 平面机构的运动分析 1.图示机构中尺寸已知(μL =mm ，机构1沿构件4作纯滚动，其上S 点的速度为v S (μV =S/mm)。 (1)在图上作出所有瞬心； (2)用瞬心法求出K 点的速度v K 。 机构的结构分析 2-1填充题及简答题 （1）平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 （2）平面机构中若引入一高副将带入个约束，而引入一个低副将带入个约束。 （3）机构具有确定运动的条件是什么？ （4）何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？ （5）杆组具有什么特点？如何确定机构的级别？选择不同的原动件对机构级别有无影响？ 答案： （1）平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1 （2）平面机构中若引入一高副将带入1个约束，而引入一个低副将带入2个约束。 （3）机构具有确定运动的条件是：机构的自由度大于零，且自由度数等于原动件数。 （4）复合铰链：在同一点形成两个以上的转动副，这一点为复合铰链。 局部自由度：某个构件的局部运动对输出构件的运动没有影响，这个局部运动的自由度叫局部自由度。 虚约束：起不到真正的约束作用，所引起的约束是虚的、假的。 （5）杆组是自由度为零、不可再拆的运动链。机构的级别是所含杆组的最高级别。选择不 同的原动件使得机构中所含杆组发生变化，可能会导致机构的级别发生变化。 2-2 计算下图机构的自由度，若含有复合铰链，局部自由度，虚约束等情况时必须一一指出， 图中BC、ED、FG分别平行且相等。要使机构有确定运动，请在图上标出原动件。 2-2答案：B点为复合铰链，滚子绕B点的转动为局部自由度，ED及其两个转动副引入虚 约束，I、J两个移动副只能算一个。 11826323=-?-?=--=h L p p n F 根据机构具有确定运动的条件，自由度数等于原动件数，故给凸轮为原动件。 2-3 题图2-3所示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，以AB 为原动件分析组成此机 构的基本杆组。又如在该机构中改选EF 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同，机构的级别怎样？ 2-3答案：110273=?-?=F 。注意其中的C 、F 、D 、Ｈ点并不是复合铰链。 以AB 为原动件时： 此时，机构由三个Ⅱ级基本杆组与原动件、机架构成，机构的级别为二级。 以EF 为原动件时： 机构由1个Ⅱ级基本杆组，1个Ⅲ级基本杆组和机架组成。机构的级别为三级。显然，取不同构件为原动件，机构中所含的杆组发生了变化，此题中，机构的级别也发生了变化。 2-4 图示为一机构的初拟设计方案。试分析： 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 =∴ 平面机构的结构分析 1、如图a 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（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。 解 1）取比例尺l μ绘制其机构运动简图（图b ）。 2）分析其是否能实现设计意图。 图 a ） 由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F 故：00)0142(33)2(3=--+?-?='-'-+-=F p p p n F h l 因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。 图 b ） 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：可以在机构的适当位置增 给出了其中两种方案）。 图 c1） 图 c2） 2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。 图a ） 解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F 图 b ） 解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F 3、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。 3－1 解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。 3－2 解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度 《机械原理》复习题 一.填空题: 1两构件通过点、线接触而构成的运动副称为( 高副 )；两构件通过面接触构成的运动副称为( 低副 )。 2在其它条件相同时，槽面摩擦大于平面摩擦，其原因是( 正压力分布不均 )。 3设螺纹的升角为λ，接触面的当量摩擦系数为（ fv ）,则螺旋副自锁的条件为（ v arctgf ≤λ ）。 4 度 ）。 5 成的。块机构中以( 6 ( 高速 )轴( 模数和压力角应分 ); 8一对斜齿圆柱齿轮传动的重合度由( 端面重合度，轴向重合度 )两部分组成,斜齿轮的当量齿轮是指( 以法向压力角为压力角，以法向模数为模数作的 )的直齿轮; 9、3个彼此作平面平行运动的构件间共有( 3 )个速度瞬心,这几个瞬心必定位于( 同一条直线上 )上; 10、含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有( 15 )个,其中有 ( 5 )个是绝对瞬心,有( 10 )个是相对瞬心; 11周期性速度波动和非周期性速度波动的调节方法分别为( 安装飞轮 )和( 使用电动机，使等效的驱动力矩和等效阻力矩彼此相互适应 ); 12 在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中( 一次多项式) 运动规律有刚性冲击, ( 二次多项式 ) 运动规律有柔性冲击; ( 正弦 ) 运动规律无冲击; 13 凸轮的基圆半径是指( 凸轮回转轴心 )至 14 15 而（基）圆及（分 2，则称其为（差动轮系），若自由度为1，则称其为（行星轮系）。 18 一对心曲柄滑块机构中，若改为以曲柄为机架，则将演化为（回转导杆）机构。 19 在平面四杆机构中，能实现急回运动的机构有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）等。 20 蜗轮蜗杆的正确啮合条件是（蜗杆的轴面模数和压力角分别等于 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。 试题 1 3、 转动副的自锁条件是 驱动力臂≤摩擦圆半径 。 一、选择题（每空 2 分，共 10 分） 4、 斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑 。 1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。 A 、从动件的尺寸 B 、 机构组成情况 C 、 原动件运动规律 D 、 原动件运动规律和机构的组成情况 2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm ，80mm ，100mm ，当以 30mm 5、 在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为 2，则称为 差动轮 系 ，若其自由度为 1，则称其为 行星轮系 。 6、 装有行星轮的构件称为 行星架（转臂或系杆） 。 7、 棘轮机构的典型结构中的组成有： 摇杆 、 棘爪 、 棘轮 等。 三、简答题（15 分） 1、 什么是构件？ 的杆为机架时，则该机构为 A 机构。 答：构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的 A 、双摇杆 B 、 双曲柄 C 、曲柄摇杆 单位体。 2、 何谓四杆机构的“死点”？ 答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0，主动件通过连杆作用于从 D 、 不能构成四杆机构 动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动， 3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。 A 、一次多项式运动规律 B 、 二次多项式运动规律 C 、正弦加速运动规律 D 、 余弦加速运动规律 4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。 A 、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡 B 、 动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来 机构的这种传动角为零的位置称为死点。 3、 用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪 些？ 答：出现根切现象的原因：刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m ）超过 了被切齿轮的啮合极限点 N 1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。 避免根切的方法：（a ）减小齿顶高系数 ha*.(b)加大刀具角α.(c)变位修正 四、计算题（45 分） 1、 计算如图 1 所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2） C 、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度 b 与其直径 D 之比 b/D<0.2） D 、 使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡 5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。 A 、模数 C D E C D B B F G B 、 分度圆上压力角 A A C 、齿数 D 、 前 3 项 a b 二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 1、 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低副 。 2、 作相对运动的三个构件的三个瞬心必 在同一条直线上 。 图 1 小题 a ：其中 A 、B 处各有一个转动副，B 处有一个移动副，C 、D 处的移动副记作一个 1 《机械原理》试题及答案 第二章 4．在平面机构中，具有两个约束的运动副是移动副或转动副；具有一个约束的运动副是高副。 5．组成机构的要素是构件和转动副；构件是机构中的_运动_单元体。 6．在平面机构中，一个运动副引入的约束数的变化范围是1-2。 7．机构具有确定运动的条件是_（机构的原动件数目等于机构的自由度）。 8．零件与构件的区别在于构件是运动的单元体，而零件是制造的单元体。 9．由M个构件组成的复合铰链应包括m-1个转动副。 10．机构中的运动副是指两构件直接接触所组成的可动联接。 1．三个彼此作平面平行运动的构件共有3个速度瞬心，这几个瞬心必定位于同一直线上。 2．含有六个构件的平面机构，其速度瞬心共有15个，其中有5个是绝对瞬心，有10个是相对瞬心。3．相对瞬心和绝对瞬心的相同点是两构件相对速度为零的点，即绝对速度相等的点， 不同点是绝对瞬心点两构件的绝对速度为零，相对瞬心点两构件的绝对速度不为零。 4．在由N个构件所组成的机构中，有(N-1)(N/2-1)个相对瞬心，有N-1个绝对瞬心。 5．速度影像的相似原理只能应用于同一构件上_的各点，而不能应用于机构的不同构件上的各点。6．当两构件组成转动副时，其瞬心在转动副中心处；组成移动副时，其瞬心在移动方向的垂直无穷远处处；组成纯滚动的高副时，其瞬心在高副接触点处。 7．一个运动矢量方程只能求解____2____个未知量。 8．平面四杆机构的瞬心总数为_6__。 9．当两构件不直接组成运动副时，瞬心位置用三心定理确定。 10．当两构件的相对运动为移动，牵连运动为转动动时，两构件的重合点之间将有哥氏加速度。哥氏加速度的大小为a*kc2c3，方向与将vc2c3沿ω2转90度的方向一致。 1．从受力观点分析，移动副的自锁条件是驱动力位于摩擦锥之内， 转动副的自锁条件是驱动力位于摩擦圆之内。 2．从效率的观点来看，机械的自锁条件是η＜0。 3．三角形螺纹的摩擦力矩在同样条件下大于矩形螺纹的摩擦力矩，因此它多用于联接。 4．机械发生自锁的实质是无论驱动力多大，机械都无法运动。 F方向的方法是与2构件相对于1 5．在构件1、2组成的移动副中，确定构件1对构件2的总反力 R 12 构件的相对速度V12成90度+fai。 6．槽面摩擦力比平面摩擦力大是因为槽面的法向反力大于平面的法向反力。 7．矩形螺纹和梯形螺纹用于传动，而三角形（普通）螺纹用于联接。 8．机械效率等于输出功与输入功之比，它反映了输入功在机械中的有效利用程度。 9．提高机械效率的途径有尽量简化机械传动系统，选择合适的运动副形式， 尽量减少构件尺寸，减少摩擦。 1．机械平衡的方法包括、平面设计和平衡试验，前者的目的是为了在设计阶段，从结构上保证其产生的惯性力最小，后者的目的是为了用试验方法消除或减少平衡设计后生产出的转子所存在的不平衡量_。2．刚性转子的平衡设计可分为两类：一类是静平衡设计，其质量分布特点是可近似地看做在同一回转平面内，平衡条件是。∑F=0即总惯性力为零；另一类是动平衡设计，其质量分布特点是不在同一回转平面内，平衡条件是∑F=0，∑M=0。 3．静平衡的刚性转子不一定是动平衡的，动平衡的刚性转子一定是静平衡的。 4．衡量转子平衡优劣的指标有许用偏心距e，许用不平衡质径积Mr。 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，P L=7, P H=0, F=3n-2P L-P H=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，P L=5, P H=1 F=3n-2P L-P H=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。 文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持. 分析题： 1. 下图所示为偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构，? AFB 、?CD 为圆弧，AD 、BC 为直线，A 、B 为直线与圆弧? AFB 的切点。已知8e mm =，015r mm =，25OC OD mm ==， 30O COD ∠=。试求： （1）从动件的升程h ，凸轮推程运动角01δ、回程运动角01'δ及近休角01'δ；（2）从动件推程最大压力角max α的数值及出现位置。 2.用作图法求出图2所示凸轮机构中，当凸轮从图示位置转过45o 后机构的压力角，并在图上标注出来。 4.在图4所示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过60o 时从动件的位置及从动件的位移s 。 5.图5所示凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过90o 时凸轮机构的压力角α。 6.按图6所示的位移线图设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构的部分轮廓线。已知凸轮 基圆半径025r mm =，滚子半径5T r mm =，偏距10e mm =，凸轮以等角速度逆时针方向转动。设计时可取凸轮转角000000,30,60,90,120δ=，长度比例尺0.001/l m mm μ=。 7.试画出图7的凸轮机构中凸轮1的理论轮廓线，并标出凸轮基圆半径0r 、从动件2的行程。 8.用作图法求出图8所示两凸轮机构从图示位置转过45o 时的压力角。 9.用作图法作出一摆动平地从动件盘形凸轮机构的凸轮实际轮廓线，有关机构尺寸及从动件位移线如下图所示，取长度比例尺0.001/l m mm μ=（只需画出凸轮转角范围内的轮廓线，不必写步骤，但需保留作图辅助线条）。 图4 图5 《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。 第1章 平面机构的结构分析 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。 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。 题图 题图 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)。 计算下列机构自由度，并说明注意事项。 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)。 题图 题图 第2章 平面机构的运动分析 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。 题图 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 。 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）。 题图 题图 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。 题图 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 。 题图 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α2的大小和方向。 题图 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。 题图 题图 在图示导杆机构中，已知原动件1的长度为l 1 、位置角为φ1 ，中心距为l 4 ，试写出机构的矢量方程和在x 、y 轴上的投影方程(机构的矢量三角形及坐标系见图)。 在图示正弦机构中，已知原动件1的长度为l 1=100mm 、位置角为φ1= 45o 、角速度ω1= 20 rad/s ，试用解析法求出机构在该位置时构件3的速度和加速度。 在图示牛头刨床机构中，已知机构尺寸及原动件曲柄1的等角速度ω1 ，试求图示位置滑枕的速度v C 。 题图 题图 习题解答 第六章 6-4 题 （1）理论廓线是以 A 为圆心，半径 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 机械原理习题及答案文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08] 第1章 平面机构的结构分析 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。 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。 题图 题图 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)。 计算下列机构自由度，并说明注意事项。 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)。 题图 题图 第2章 平面机构的运动分析 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。 题图 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 。 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）。 题图 题图 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。 题图 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 。 题图 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α2的大小和方向。 题图 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。 题图 题图 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 二、填空题： 1．平面运动副的最大约束数为_____，最小约束数为______。 2．平面机构中若引入一个高副将带入_______个约束，而引入一个低副将带入_____个约束。 3．两个做平面平行运动的构件之间为_______接触的运动副称为低副，它有_______个约束；而为_______接触的运动副为高副，它有_______个约束。 4．在平面机构中，具有两个约束的运动副是_______副或_______副；具有一个约束的运动副是_______副。 5．组成机构的要素是________和________；构件是机构中的_____单元体。 6．在平面机构中，一个运动副引入的约束数的变化范围是_______。 7．机构具有确定运动的条件是____________________________________________。 8．零件与构件的区别在于构件是的单元体，而零件是的单元体。 9．由M个构件组成的复合铰链应包括个转动副。 10．机构中的运动副是指。 三、判断题： 1．机构的自由度一定是大于或等于1。 2．虚约束是指机构中某些对机构的运动无约束作用的约束。在大多数情况下虚约束用来改善机构的受力状况。 3．局部自由度是指在有些机构中某些构件所产生的、不影响机构其他构件运动的局部运动的自由度。4．只有自由度为1的机构才具有确定的运动。 5．任何机构都是自由度为零的基本杆组依次连接到原动件和机架上面构成的。 6．运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度数。机械原理课后答案-高等教育出版社
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机械原理习题答案(一)
解：H=r+b-r0=6mm δ0=BOC=arccos((r0-r)/b)=55.15° δs=0 δ0′=δ0 δs′=360-δ0-δ0′=249.7° αmax =arctan(BD/ r0)=29.9°
6-5 题 解： （1）当凸轮转过δ角，相当于从动件转过-δ角，即 A→A ′,则从动件 的位移为： S=OA′- OA = BO′-OO′cosδ-OA =8(1-cosδ) （2）h=16mm （3）v=ω*s′=8ωsinδ 当δ=90°时，v max =64π 当δ=0°时，amax =512π2 （4）b=16mm ω=8π
6— 8 题 1)当 n=30r/min 时： 等速：
等加速等减速：
余弦：
正弦：
2)当 n=300r/min 时，
增加了 10 倍，
则增加了 100 倍
6— 9 题 解：
的圆，见图（a）；
（2）基圆是以 O 为圆心，以 OB0＝25mm 为半径作的圆。即 r0=25mm； （3）压力角 如图 a 所示，量得 ；
（4）
曲线如图 b，各点数据见下表：
（5）h=30mm，见图 a。
题 6－9 图
6－10 题（略）
6—11 题 解 （1）轴心范围如图阴影线区域。 （2）由于工作行程在从动件移动轨迹线的右侧，所以凸轮为顺时针转动 。 （3）凸轮轴心应偏在右侧好，原因是可减少推程的最大压力角。
题 6－11 图
6-12 题 解机械原理试卷及答案
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