清华大学机械原理 B 卷
清华大学机械原理B卷
3－１填空题：
1．速度瞬心是两刚体上瞬时速度相等的重合点。
2．若瞬心的绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心；
若瞬心的绝对速度不为零，则该瞬心称为相对瞬心。
3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于垂直于导路方向的无穷远处。当两构件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在接触点处；若两个高副元素间有相对滑动时，则其瞬心在过接触点两高副元素的公法线上。
4．当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用三心定理来求。
5．3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一条直线上。
6．机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是K＝N(N－1)/2 。
7．铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心。
8．速度比例尺μν表示图上每单位长度所代表的速度大小，单位为：(m/s)/mm 。
加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小，单位为(m/s2)/mm。9．速度影像的相似原理只能应用于构件，而不能应用于整个机构。
10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为平动，牵连运动为转动时（以上两空格填转动或平动），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2×相对速度×牵连角速度；方向为相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的方向。
3－2试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号
ij
P直接标注在图上)。
）
3－3在图a所示的四杆机构中，l AB=60mm,l CD=90mm，l AD=l BC=120mm，ω2=10rad/s，试用瞬心法求：
1）当φ＝165°时，点C的速度v C；
2）当φ＝165°时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及速度的大小；
3）当v C＝0时，φ角之值（有两个解）；
解：1）以选定的比例尺μl作机构运动简图（图b）。 2）求v C，定出瞬心P13的位置（图b）
v C=ω3μl
=
=≈2.4×174=418(mm/s)
3）定出构件3的BC线上
速度最小的点E的位置：
E点位置如图所示。
C
13
v E =ω3
μl ≈2.4×52×3
=374(mm/s)
4）定出v C ＝0时机构的两个位置（作于图c ），量出：
φ1≈45° φ2≈27°
3－4 在图示机构中，已知滚轮2与地面做纯滚动，构件3以已知速度V3向左移动，试用瞬心法求滑块5的速度V5的大小和方向，以及轮2的角速度ω2的大小和方向。
解：
，方向为逆时针
，方向向左
，方向向左
B 1
C 2(P 13)
3－5已知铰链四杆机构的位置（图a）及其加速度矢量多边形（图b），试根据图b写出构件2与构件3的角加速度a2、a3的表达式，并在图a上标出他们的方向。
解：
，逆时针方向
，逆时针方向
3－6已知：在图示机构中，l AB=l BC=l CD=l，且构件1以ω1匀速转动。AB、BC处于水平位置CD⊥BC，试用相对运动图解法求ω3，α3（μv和μa可任意选择）。
解：属于两构件间重合点的问题
1）速度分析
方向：⊥BD ⊥AB ∥CD
大小: ? ω12l ？
在速度多边形中，∵b3与极点p重合，∴v B3=0
且ω3＝v B3/ l BD＝0，由于构件2与构件3套在一起，∴ω2＝ω3＝0
2） 加速度分析
方向： ⊥BD B →A ∥CD 大小: 0 ? ω12
l 0 ？
在加速度多边形中，矢量代表
则有：
将矢量移至B 3点，可见为α3逆时针。
3－7 在图示摆动导杆机构中，∠BAC ＝90°，L AB =60mm ，L AC =120mm ，曲柄AB 以等角速度ω1=30rad/s 转动。请按照尺寸按比例重新绘制机构运动简图，试用相对运动图解法求构件3的角速度和角加速度。
解：取长度比例尺作机构运动简图
v B2=ω1?l AB =30?60=1800mm/s =1.8m/s
2
2
2
方向：⊥BC ⊥AB ∥BC
大小：？ω1l AB ？
ω1≈6rad/s，顺时针
方向：B→C ⊥BC B→A C→B ⊥CB
大小：ω32l BC？ω12l AB 2ω2v B3B2?
0.1
α1≈210rad/s2，逆时针(注：ω1和α1计算过程略
3－8已知铰链四杆机构的位置、速度多边形和加速度多边形如下图所示。试求：
①构件1、2和3上速度均为的点X1、X2和X3的位置；
b3 b2
b3’b2’
②构件2上加速度为零的点Q位置，并求出该点的速度；
③构件2上速度为零的点H位置，并求出该点的加速度；
(各速度矢量和加速度矢量的大小任意，但方向必须与此答案相同)
3－9 图示连杆机构，长度比例尺μl ＝0.001m/mm ，其中l AB ＝15mm ，l CD ＝40mm ，l BC ＝40mm ，l BE ＝l EC ＝20mm ，l EF ＝20mm ，ω1＝20rad/s ，试用相对韵达图解法求： （1） ω2、ω3、ω4、ω5的大小和方向； （2） α2、α3、α4、α5的大小和方向；
（3） 构件4上的点F 4的速度v F 4和加速度a F 4
c
（4）构件5上的点F5的速度v F5和加速度a F5。（速度多边形和加速度多边形的比例尺分别为μv＝0.005（m/s）/mm，μa＝0.006（m/s2）/mm，要求列出相应的矢量方程式和计算关系式。）
解：速度多边形和加速度多边形如图所示
（1）ω2=7.75rad/s，ω3=9rad/s，逆时针方向
ω4=ω5=5rad/s，顺时针方向
（2）α2=165rad/s2，顺时针方向；α3=67.5rad/s2，逆时针方向；α4=α5=52.34rad/s2，顺时针方向
（3）a F4＝，
（4）v F5＝，
清华大学机械原理 A 卷
清华大学机械原理A 卷 1. 凡是驱动机械产生运动的力统称为 力，其特征是该力与其作用点的速度方向 或成 ，其所作的功为 。 A ．驱动； B ．平衡； C ．阻抗； D ．消耗功； E ．正功； F ．相同； G ．相反； H ．锐角； I ．钝角； J ．负功 答：AFHE 2. 简述进行质量代换需要满足的三个条件？动代换和静代换各应满足什么条件？ 答：质量代换法需满足三个条件： 1、 代换前后构件的质量不变； 2、 代换前后构件的质心位置不变； 3、 代换前后构件对质心轴的转动惯量不变； 其中：动代换需要满足前面三个条件；静代换满足前两个条件便可。 3. 什么是当量摩擦系数？分述几种情况下的当量摩擦系数数值。 答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状（接触面形状）对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。 对单一平面 f f V =；槽角为θ2时θ sin f f v = ；半圆柱面接触时kf f V =，2/~1π=k 4．移动副中总反力的方位如何确定？ 答：1）总反力与法向反力偏斜一摩擦角2）总反力的偏斜方向与相对运动方向相反。 5. 移动副的自锁条件是 驱动力作用在移动副的摩擦角内 。 6. 转动副的自锁条件是 驱动力臂≤摩擦圆半径 。 7. 判定机械自锁的条件有哪些？ 答：1)驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内； 2）机械效率小于或等于0 3）能克服的工作阻力小于或等于0 8.判断对错，在括号中打上 √ 或 ×： 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。 （√ ）
分析与计算： 1.图示为一曲柄滑块机构的a)、b)、c)三个位置，F为作用在活塞上的力，转动副A及B上所画的虚线小圆为摩擦圆，试决定在此三个位置时作用在连杆AB 上的作用力的真实方向（构件重量及惯性力略去不计）。 2. 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上的外载荷，试确定各运动副中总反力（F R31、F R12及F R32）的方位（不考虑构件的重量及惯性力，图中虚线小圆为摩擦圆，运动副B处摩擦角φ如图所示）。 3. 图示为一带式运输机，由电动机1经带传动及一个两级齿轮减速器，带动运输带8。设已知运输带8所需的曳引力P=5500N，运送速度u=1.2m/s。带传动（包括轴承）的效率η1=0.95,
【精品】清华大学机械原理各章重点
清华大学机械原理各章重点、难点总结第1章机构的组成和结构机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。1。机构运动简图的绘制机构运动简图的绘制是本章的一个重点，也是一个难点.初学者一般可按下列步骤进行。①分析机械的实际工作情况,确定原动件（驱动力作用的构件）、机架、从动件系统(包括执行系统和传动系统)及其最后的执行构件. ②分析机械的运动情况,从原动件开始，循着运动传递路线，分析各构件间的相对运动性质，确定构件的总数、运动副的种类和数目。③合理选择投影面。④测量构件尺寸，选择适当比例尺,定出各运动副之间的相对位置,用表达构件和运动副的简单符号绘出机构运动简图。在机架上加上阴影线，在原动件上标上箭头，按传动路线给各构件依次标上构件号1，2，3,…将各运动副标上字母A，B，C，… ⑤为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性,对绘制好的简图需进一步检查与核对。运动链成为机构的条件" 判断所设计的运动链能否成为机构,是本章的重点.运动链成为机构的条件是：运动链相对于机架的自由度大于零，且原动件数目等于运动链的自由度数目。机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行.因此机构自由度计算是本章学习的重点之一。准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理,是自由度计算中的难点，也是初学者容易出现错误的地方。(1)复合铰链复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。准确识别复合铰链的关键是要分辨哪几个构件在同一处形成了转动副。复合铰链的正确处理方法是:若有k个构件在同一处形成复合铰链，则其转动副的数目应为(k-1）个。（2)局部自由度局部自由度是机构中某些构件所具
清华大学机械原理A卷
一.单项选择题 1．与连杆相比，凸轮机构的最大的缺点是。 A．惯性力难以平衡 C．设计较为复杂 D．不能实现间歇运动 2．与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是。 B．便于润滑 C．制造方便，易获得较高的精度 D．从动件的行程可较大 3．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 D．摆动滚子推杆 4．对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动相比，两者在推程段最大压力角的关系为。 A．偏置比对心大 B．对心比偏置大 C．一样大 5．下述几种运动规律中，即不会产生柔性冲击也不会产生刚性，可用于调整场合。 A．等速运动规律(正弦加速度运动规律) C．等加速等减速运动规律 D．简谐运动规律(余弦加速度运动规律) 6．对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用压力角许用值时，可采用
措施来解决。 B．改用滚子推杆 C．改变凸轮转向 D．改为偏置直动尖顶推杆 二.填空题 1．在凸轮机构几种常用的推杆运动规律中，等速运动规律只宜用于低速；等加速、等减速运动规律和余弦加速度运动规律不宜用于高速；而正弦加速度运动规律和五次多项式运动规律都可在高速下应用。 2．滚子推杆盘形凸轮的基圆半径是从凸轮回转中心到凸轮理论廓线的最短距离。 3．平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于 0 。 4．在凸轮机构推杆的常用运动规律中，等速运动规律有刚性冲击；等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律有柔性冲击；正弦加速度运动规律和五次多项式运动规律无冲击。 5．凸轮机构推杆运动规律的选择原则为：①满足机器工作的需要；②考虑机器工作的平稳性；③考虑凸轮实际廓线便于加工。 6．凸轮机构中，使凸轮与从动件保持接触的方法有力封闭法和几何封闭法两种。 7．凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越大，而凸轮机构的尺寸越紧凑。 8．用作图法绘制直动从动件盘形凸轮廓线时，常采用反转法法。即假设凸轮静止不动，从动件作作绕凸轮轴线的反向转动（-ω方向转动）和沿从动件导路方向的往复移动的复合运动。
清华大学机械原理B卷
清华大学机械原理B卷 一、填空题： 1.平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。 2.在铰链四杆机构中，运动副全部是低副。 3.在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 4.在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为摇杆。 5.在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为连杆。 6.某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 7.对心曲柄滑块机构无急回特性。 8.平行四边形机构的极位夹角θ=00，行程速比系数K= 1 。 9.对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复直线运动的连杆机构，是否有急回 特性，取决于机构的极位夹角是否为零。 10.机构处于死点时，其传动角等于0?。 11.在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，该机构的压力角α=00。 12.曲柄滑块机构，当以滑块为原动件时，可能存在死点。 13.组成平面连杆机构至少需要 4 个构件。 二、判断题： 14.平面连杆机构中，至少有一个连杆。（√） 15.在曲柄滑块机构中，只要以滑块为原动件，机构必然存在死点。（√） 16.平面连杆机构中，极位夹角θ越大，K值越大，急回运动的性质也越显著。（√） 17.有死点的机构不能产生运动。（×） 18.曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。（√） 19.双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。（×） 20.平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。（√） 21.在摆动导杆机构中，若以曲柄为原动件，则机构的极位夹角与导杆的最大摆角相等。 （√） 22.机构运转时，压力角是变化的。（√） 三、选择题：
23.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和 A 其他两杆之和。 A ≤ B ≥ C > 24.铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而 充分条件是取 A 为机架。 A 最短杆或最短杆相邻边 B 最长杆 C 最短杆的对边。 25.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 B 为机架时， 有两个曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 26.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 A 为机架时， 有一个曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 27.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以 C 为机架时， 无曲柄。 A 最短杆相邻边 B 最短杆 C 最短杆对边。 28.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和 B 其余两杆长度之和，就一定是双摇杆 机构。 A < B > C = 29.对曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置，当 C 为原动件时，此时机构处在死点位 置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 30.对曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置，当 A 为原动件时，此时为机构的极限 位置。 A 曲柄 B 连杆 C 摇杆 31.对曲柄摇杆机构，当以曲柄为原动件且极位夹角θ B 时，机构就具有急回特性。 A <0 B >0 C =0 32.对曲柄摇杆机构，当以曲柄为原动件且行程速度变化系数K B 时，机构就具有急 回特性。 A <1 B >1 C =1 33.在死点位置时，机构的压力角α= C 。 A 0 o B 45o C 90o 34.若以 B 为目的，死点位置是一个缺陷，应设法通过。 A 夹紧和增力B传动 35.若以 A 为目的，则机构的死点位置可以加以利用。 A 夹紧和增力；B传动。
清华大学机械原理 B 卷
清华大学机械原理B卷 3－１填空题： 1．速度瞬心是两刚体上瞬时速度相等的重合点。 2．若瞬心的绝对速度为零，则该瞬心称为绝对瞬心； 若瞬心的绝对速度不为零，则该瞬心称为相对瞬心。 3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于垂直于导路方向的无穷远处。当两构件组成高副时，两个高副元素作纯滚动，则其瞬心就在接触点处；若两个高副元素间有相对滑动时，则其瞬心在过接触点两高副元素的公法线上。 4．当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用三心定理来求。 5．3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一条直线上。 6．机构瞬心的数目K与机构的构件数N的关系是K＝N(N－1)/2 。 7．铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心。 8．速度比例尺μν表示图上每单位长度所代表的速度大小，单位为：(m/s)/mm 。 加速度比例尺μa表示图上每单位长度所代表的加速度大小，单位为(m/s2)/mm。9．速度影像的相似原理只能应用于构件，而不能应用于整个机构。 10．在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为平动，牵连运动为转动时（以上两空格填转动或平动），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2×相对速度×牵连角速度；方向为相对速度沿牵连角速度的方向转过90°之后的方向。 3－2试求出图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置(用符号 ij P直接标注在图上)。 ）
3－3在图a所示的四杆机构中，l AB=60mm,l CD=90mm，l AD=l BC=120mm，ω2=10rad/s，试用瞬心法求： 1）当φ＝165°时，点C的速度v C； 2）当φ＝165°时，构件3的BC线上速度最小的一点E的位置及速度的大小； 3）当v C＝0时，φ角之值（有两个解）； 解：1）以选定的比例尺μl作机构运动简图（图b）。 2）求v C，定出瞬心P13的位置（图b） v C=ω3μl = =≈2.4×174=418(mm/s) 3）定出构件3的BC线上 速度最小的点E的位置： E点位置如图所示。 C 13