机械原理复习题
第2章 机构的结构分析
1.组成机构的要素是构件和运动副；构件是机构中的运动单元体。
2.具有若干个构件的入为组合体、各构件间具有确定的相对运动、完成有用功或实现能量转换等三个特征的构件组合体称为机器。
3.机器是由原动机、传动部分、工作机所组成的。
4.机器和机构的主要区别在于是否完成有用机械功或实现能量转换。
5.从机构结构观点来看，任何机构是由机架，杆组，原动件三部分组成。
6.运动副元素是指构成运动副的点、面、线。
7.构件的自由度是指构件具有独立运动的数目; 机构的自由度是指机构具有确定运动时必须给定的独立运动数目。
8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生一个约束，而保留了两个自由度。
9.机构中的运动副是指两构件直接接触而又能产生相对运动的联接。
10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。
11.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，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph 。
12.平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1。
13.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2，至少为1。
14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性（能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动，即确定应具有的原动件数。
15.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。
16.计算平面机构自由度的公式为F =32n p p --L H ，应用此公式时应注意判断：(A) 复合铰链，(B) 局部自由度，(C)虚约束。
17.机构中的复合铰链是指由三个或三个以上构件组成同一回转轴线的转动副；局部自由度是指不影响输入与输出件运动关系的自由度；虚约束是指在特定的几何条件下，机构中不能起独立限制运动作用的约束。
18.划分机构杆组时应先按低的杆组级别考虑，机构级别按杆组中的最高级别确定。
19.机构运动简图是用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按一定比例绘制各运动副的相对位置，因而能说明机构各构件间相对运动关系的简单图形。
20.在图示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件，则成为Ⅲ级机构；若以构件2为机架，3为原动
件，则成为Ⅱ级机构；若以构件4为机架，5为原动件，则成为Ⅳ级机构。
第3章 机构的运动分析
1. 当两个构件组成移动副时，其瞬心位于垂直于移动方向的无穷远处
处。当两构件组成纯滚动的高副时，其瞬心就在接触点。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。 2. 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。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。
3. 相对瞬心与绝对瞬心的相同点是两构件上的同速点，不同点是；绝对速度为零及不为零。
4. 速度比例尺的定义图上是单位长度(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。
5. 图示为六杆机构的机构运动简图及速度多边形，图中矢量cb →代表
BC v ρ; ，杆3角速度ω3的方向为 顺 时
针方向。 6. 机构瞬心的数目N 与机构的构件数k 的关系是 N k k =-()/12 。
7.在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于已知同一构件上二点速度或加速度求第三点的速度和加速度。
8.当两构件组成转动副时，其速度瞬心在转动副中心处；组成移动副时，其速度瞬心在垂直于移动导路的无穷远处；组成兼有相对滚动和滑动的平面高副时，其速度瞬心在在接触点处的公法线上。
9. 速度瞬心是两刚体上瞬时相对速度_为零的重合点。
10.铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心， 3 个是相对瞬心。
11.作相对运动的3个构件的3个瞬心必位于一直线上。
12.在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为移动，牵连运动为转动时，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2ωv r ；方向与将v r 沿ω转向转90?的方向一致。
第4章 平面机构的力分析
1.对机构进行力分析的目的是：(1)确定各运动副的约束反力；(2)为了使原动件按给定规律运动而应加于机械中的平衡力(或力矩)。
2.所谓静力分析是指不计入惯性力的一种力分析方法，它一般适用于低速机械或对高速机械进行辅助计算情况。
3.所谓动态静力分析是指将惯性力视为外力加到构件上进行静力平衡计算的一种力分析方法，它一般适用于高速机械情况。
4.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 = 0，在运动平面中的惯性力偶矩M I = 0 。
5.在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是前者的当量摩擦系数f v 大于后者的摩擦系数f 。前者接触面的正压力的数值和大于后者。
6.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,其主要原因是三角带属槽面摩擦性质，当量摩擦系数较平面摩擦系数大，故传力大。
7.设机器中的实际驱动力为P ρ，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为0P ρ，则机
器效率的计算式是η=P
P 0/。 8.设机器中的实际生产阻力为Q ρ
，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0Q ρ
,则机器效率的计算式是η=Q Q /0。
9.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。
10.设螺纹的升角为λ，接触面的当量摩擦系数为f v ，则螺旋副自锁的条件是v arctg f ≤λ。
第6章 机械平衡
1.研究机械平衡的目的是部分或完全消除构件在运动时所产生的惯性力和惯性力偶矩，减少或消除在机构各运动副中所引起的附加动压力，减轻有害的机械振动，改善机械工作性能和延长使用寿命。
2.回转构件的直径D 和轴向宽度b 之比D b 符合小于等于5 条件或有重要作用的回转 构件，必须满足动平衡条件方能平稳地运转。如不平衡，必须至少在二个校正 平面上各自适当地加上或去除平衡质量，方能获得平衡。
3.只使刚性转子的惯性力得到平衡称静平衡，此时只需在一个平衡平面中增减平衡质量；使惯性力和惯性力偶矩同时达到平衡称动平衡，此时至少 要在二个选定的平衡平面中增减平衡质量，方能解决转子的不平
衡问题。
4.刚性转子静平衡的力学条件是质径积的向量和等于零 ，而动平衡的力学条件是
质径积向量和等于零，离心力引起的合力矩等于零。
5.符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在回转轴线上。静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在质心在最低处位置静止，由此可确定应 加 上或去除平衡质量的方向。
6.当回转构件的转速较低，不超过(0.6~0.7)第一阶临界转速范围，回转构件可以看作刚性物体，这类平衡称为刚性回转件的平衡。随着转速上升并超越上述范 围， 回转构件出现明显变形，这类回转件的平衡问题称为挠性回转件的平衡。
7.机构总惯性力在机架上平衡的条件是机构的总质心位置静止不动。
8.连杆机构总惯性力平衡的条件是机构总质心S 的位置不变，它可以采用附加平衡质量或者附加平衡装置(采用对称机构或非对称机构)等方法来达到。
9.对于绕固定轴回转的构件，可以采用重新调整构件上各质量的大小和分布的方法使构件上所有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。若机构中存 在作往复运动或平面复合运动的构件应采用重新调整或分配整个机构的质量分布方法，方能使作用于机架上的总惯性力得到平衡。
第7章 机械运转及其速度波动的调节
1.设某机器的等效转动惯量为常数，则该机器作匀速稳定运转的条件是每一瞬时，驱动功率等于阻抗功率_，作变速稳定运转的条件是一个运动周期，驱动功等于阻抗功。
2.机器中安装飞轮的原因，一般是为了调节周期性速度波动，同时还可获得__降低原动机功率__的效果。
3.在机器的稳定运转时期，机器主轴的转速可有两种不同情况_匀速稳定运转和变速稳定运转，在前一种情况，机器主轴速度是常数，在后一种情况，机器主轴速度是作周期性波动_。
4.机器中安装飞轮的目的是降低速度波动和降低电动机功率。
5.某机器的主轴平均角速度ωm rad /s =100
，机器运转的速度不均匀系数δ=005.，则该机器的最大角速度ωmax 等于102.5rad/s ，最小角速度ωmin 等于97.5_rad/s 。
6.某机器主轴的最大角速度ωmax rad /s =200
，最小角速度ωmin rad /s =190，则该机器的主轴平均角速度ωm 等于195rad/s ，机器运转的速度不均匀系数δ等于0.05128。
7.机器等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是根据动能相等(等效质量的动能等于机器所有运动构件的动能之和)的原则进行转化的，因而它的数值除了与各构件本身的质量（转动惯量)有关外，还与各构件质心处速度、构件角速度与等效点的速度之比的平方有关，是机构位置的函数。
8.机器等效动力学模型中的等效力(矩)是根据_瞬时功率相等（等效力所产生的功率等于原机器上的外力和外力矩产生的功率之和）的原则进行转化的，等效质量(转动惯量)是根据动能相等（等效质量的动能等于机器所有运动构件的动能之和）的原则进行转化的。
9.机器等效动力模型中的等效力(矩)是根据瞬时功率相等（等效力所产生的功率等于原机器上的外力和外力矩产生功率之和的原则进行转化的，因而它的数值除了与原作用力(矩)的大小有关外，
还与外力作用点与等效点的速度之比有关。 10.若机器处于起动(开车)阶段，则机器的功能关系应输入功大于输出功和损失功之和，系统动能增加，机器主轴转速的变化情况将是机器主轴的转速大于它的初速，由零逐步增加到正常值。
11.若机器处于停车阶段，则机器的功能关系应是__输入功小于输出功和损失功之和，系统动能减少，机器主轴转速的变化情况将是机器主轴的转速，由正常转速逐步减小到零。
12.用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯量将越大，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在高速轴上。
13.当机器运转时，由于负荷发生变化使机器原来的能量平衡关系遭到破坏，引起机器运转速度的变化，称为非周期速度波动，为了重新达到稳定运转，需要采用调速器来调节。
14.在机器稳定运转的一个运动循环中，运动构件的重力作功等于零_，因为运动构件重心的位置没有改变。
15.机器运转时的速度波动有周期性速度波动和非周期性速度波动两种，前者采用安装飞轮后者采用安装调速器进行调节。
16.若机器处于变速稳定运转时期，机器的功能特征应有一个运动循环内输入功等于输出功与损失功之和，它的运动特征是每一运动循环的初速和末速相等_。
17.当机器中仅包含定传动比机构时，等效动力学模型中的等效质量(转动惯量)是常量，若机器中包含变传动比机构时，等效质量(转动惯量)是机构位置的函数。
18.将作用于机器中所有驱动力、阻力、惯性力、重力都转化到等效构件上求得的等效力矩与机构动态静力分析中求得的作用在该等效构件上的平衡力矩，两者在数值上相等，方向相反。
第8章 平面连杆机构及其设计
1.在偏置条件下，曲柄滑块机构具有急回特性。
2.机构中传动角γ和压力角α 之和等于_ο90_。
3.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。
4.平面连杆机构是由许多刚性构件用低副联接而形成的机构。
5.在图示导杆机构中，AB 为主动件时，该机构传动角的值为_ο90_。
6.在摆动导杆机构中，导杆摆角ο30 =ψ，其行程速度变化系数K 的值为
ο30==ψθ
4.1180180=-+=θθK 。 7.铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值 0> ，对心曲柄滑块机构的θ值 0= ， 所以它没有急回特性，摆动导杆机构具有急回特性。
8.对心曲柄滑块机构曲柄长为a ，连杆长为b ，则最小传动角min γ等于 )arccos(b a
，它出现在曲柄垂直于滑块导路的位置。
9.在四连杆机构中，能实现急回运动的机构有（1）曲柄摇杆机构（2）偏置曲柄滑块机构（3）摆动导杆机
构 。 10.铰链四杆机构有曲柄的条件是≤+min max l l 其它两杆长之和，双摇杆机构存在的条件是 >+min max l l 其它两杆长之和或满足曲柄存在条件时，以最短杆的对面构件为机架。(用 文 字 说 明 )
11.图示运动链，当选择AD 杆为机架时为双曲柄机构；选择BC 杆为
机架时为 双摇杆机构；选择AB 或DC 杆为机架时则为曲柄摇杆机构。
12.在曲柄滑块机构中，若以曲柄为主动件、滑块为从动件，则不会
出现“死点位置”， 因最小传动角>min γ -ο0>- ，最大压力角 柄 为从动件，则在曲柄与连杆两次共线的位置，就是死点位置，因为该处=min γ -ο0-，=m ax α-ο90-。 13.当铰链四杆机构各杆长为：50=a mm ，60=b mm ，70=c mm ，200=d mm 。则四杆机构就无法装配。 14.当四杆机构的压力角=90时，传动角等于_ο 0_，该机构处于死点位置。 15.在曲柄摇杆机构中，最小传动角发生的位置在曲柄与机架重叠和拉直时两者传动角小者的位置。 16.通常压力角α是指从动件受力点的速度方向与该点受力方向间所夹锐角。 17.一对心式曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成移动导杆机构。 18.铰链四杆机构变换机架（倒置）以后，各杆间的相对运动不变，原因是机构各杆长度未变，运动链依旧。 19.铰链四杆机构连杆点轨迹的形状和位置取决于9个机构参数；用铰链四杆机构能精确再现5个给定的连杆平面位置。 20.铰链四杆机构演化成其它型式的四杆机构(1)改变杆长和形状(2)扩大回转副轴颈尺寸 (3)转换机架等三种方法。 21.图示为一偏置曲柄滑块机构。试问：AB 杆成为曲柄的条件是： a b-e ；若以曲柄为主动件，机构的最大压力角αmax = b e a +=arcsin max α发生在AB 垂 直于滑块导路。 22.曲柄滑块机构是改变曲柄摇杆机构中的摇杆长度和形状而形 成的。在曲柄滑块机构中改变曲柄与连杆转动副轴径尺寸而形成 偏心轮机构。在曲柄滑块机构中以曲柄为机架而得到回转导杆机 构。 23.在图示铰链四杆机构中若使其成为双摇杆机构，则可将其中 任一杆固定作机架。 24.转动极点和固定位置的转动副连线一定是连架杆上非固定的转动副中心在对应两位置的中线。 第9章 凸轮机构及其设计 1.凸轮机构中的压力角是凸轮与从动件接触点处的正压力方向和从动件上力作用点处的速度方向所夹的锐角。 2.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（形封闭法）两种。 机械原理复习题 一、机构组成 1、机器中各运动单元称为_________。 A 、零件B、构件 C 、机件D、部件 2、组成机器的制造单元称为_________。 A 、零件B、构件 C 、机件D、部件 3、机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间产生相对运动。 A、可以 B、不能 C、不一定能 4、机构中只有一个。 A、闭式运动链 B、机架 C、从动件 D、原动件 5、通过点、线接触构成的平面运动副称为。 A、转动副 B、移动副 C、高副 6、通过面接触构成的平面运动副称为。 A、低副 B、高副 C、移动副 7、用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副严格按照比例所绘制的机构图形称为__________。 A 、机构运动简图 B 、机构示意图C、运动线图 8、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 9、基本杆组是自由度等于____________的运动链。 A、0 B、 1 C、原动件数 10、机构运动简图完全能表达原机械具有的运动特性。（） 11、虚约束在计算机构自由度时应除去不计，所以虚约束在机构中没有什么作用。（） 12、虚约束对机构的运动有限制作用。（） 13、在平面内考虑，低副所受的约束数为_________。 14、在平面内考虑，移动副所受的约束数为_________。 15、在平面内考虑，凸轮运动副所受的约束数为_________。 16、一平面机构由两个Ⅱ级杆组和一个Ⅲ级杆组组成，则此机构为_____级机构。 17、一平面机构由三个Ⅱ级杆组和一个Ⅲ级杆组组成，则此机构为_____级机构。 18、曲柄摇杆机构是_____级机构。 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)。 第二章 平面机构的结构分析 题2-1 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)要分析是否能 实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此 机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件， 故 3=n 3=l p 1=h p 01423323=-?-?=--=h l p p n F 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和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由度。 3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，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)。 讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和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上的滚子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的叉槽中的滑块7和铰链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：分析机构的组成： 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和机架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 解法一：7=n 9=l p 2=h p 12927323=-?-?=--=h l p p n F 解法二：8=n 10=l p 2=h p 局部自由度 1='F 1 1210283)2(3=--?-?='-'-+-=F p p p n F h l 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 的滑阀3在可绕 机械原理填空题复习 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于原动件数目。 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质经积相对地表示。 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 0 ，行程速比系数等于 1 。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于 90 。 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 1.5 。 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相反，内啮合的两齿轮转向相同。 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，这种轮系是定轴轮系。 13.三个彼此作平面运动的构件共有 3 个速度瞬心，且位于一条直线上。 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偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为0。 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 大于 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为余角，压力角越大，其传力性能越差。 β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为 z/cos3β。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取标准值值，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。 25.平面低副具有 2 个约束， 1 个自由度。 26.两构件组成移动副，则它们的瞬心位置在垂直移动路线的无穷远处。 27.机械的效率公式为η=输出功/输入功=理想驱动力/实际驱动力，当机械发生自锁时其效率为小于等于0。 28.标准直齿轮经过正变位后模数不变，齿厚增加。 29.曲柄摇杆机构出现死点，是以摇杆作主动件，此时机构的转动角等于零。 机械原理---1 第2章机构的结构分析 一、正误判断题：（在括号内正确的画“√”，错误的画“×”） 1.在平面机构中一个高副引入二个约束。（×） 2.任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的。（√） 3.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。（×） 4.平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全 相同。（√） 5.当机构自由度F＞0，且等于原动件数时，该机构具有确定运动。（√） 6.若两个构件之间组成了两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。（×） 7.在平面机构中一个高副有两个自由度，引入一个约束。（√） 8.在杆组并接时，可将同一杆组上的各个外接运动副连接在同一构件上。（×） 9.任何机构都是由机架加原动件再加自由度为零的基本杆组组成。因此基本杆组是自由度为 零的运动链。（√） 10.平面低副具有2个自由度，1个约束。（×） 二、填空题 1.机器中每一个制造单元体称为零件。 2.机器是在外力作用下运转的，当外力作功表现为盈功时，机器处在增速阶段，当外力作功 表现为亏功时，机器处在减速阶段。 3.局部自由度虽不影响机构的运动，却减小了高副元素的磨损，所以机构中常出现局部自由 度。 4.机器中每一个独立的运动单元体称为构件。 5.两构件通过面接触而构成的运动副称为低副；通过点、线接触而构成的运动副称为高副。 6.平面运动副的最大约束数为 2 ，最小约束数为 1 。 7.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生 2 个约束。 三、选择题 1.机构中的构件是由一个或多个零件所组成,这些零件间 B 产生任何相对运动。 A.可以 B.不能 C.变速转动或变速移动 2.基本杆组的自由度应为 C 。 A.－1 B. +1 C. 0 3.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面 机构，则其自由度等于 B 。 A. 0 B. 1 C. 2 4.一种相同的机构 A 组成不同的机器。 A.可以 B.不能 C.与构件尺寸有关 5.平面运动副提供约束为（ C ）。 A．1 B．2 C．1或2 6.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会（ C ）。 A．不变 B．增多 C．减少 7.由4个构件组成的复合铰链，共有（ B ）个转动副。 A．2 B．3 C．4 8.有两个平面机构的自由度都等1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机 构，则其自由度等于( B )。 《机械原理》 习 题 解 答 机械工程学院 目录 第1章绪论 (1) 第2章平面机构的结构分析 (3) 第3章平面连杆机构 (8) 第4章凸轮机构及其设计 (15) 第5章齿轮机构 (19) 第6章轮系及其设计 (26) 第8章机械运动力学方程 (32) 第9章平面机构的平衡 (39) 第一章绪论 一、补充题 1、复习思考题 1)、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？ 2）、机器与机构有什么异同点？ 3）、什么叫构件？什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实例。 4）、设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。 2、填空题 1)、机器或机构，都是由组合而成的。 2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。 3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。 4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。 5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。 6）、构件是机器的单元。零件是机器的单元。 7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。 8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。 9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。 3、判断题 1)、构件都是可动的。（） 2）、机器的传动部分都是机构。（） 3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。（） 4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。（） 5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。（） 6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（） 7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。（） 2 填空题答案 1）、构件 2）、构件 3）、代替机械功 4）、相对运动 5）、传递转换 6）、运动制造 7）、预定终端 8）、中间环节9）、确定有用构件 3判断题答案 1）、√ 2）、√ 3）、√ 4）、√ 5）、× 6）、√ 7）、√ 复习题 一、填空题 f v ，则螺旋副发生自锁的条 1. 若螺纹的升角为，接触面的当量摩擦系数为 件是。 2. ．在设计滚子从动件盘状凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数改变上应采取的措施是。 3. ．对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角等于。 4. ．曲柄滑块机构是改变曲柄摇杆机构中的而形成的。在曲柄滑块机构中改变而形成偏心轮机构。在曲柄滑块机构中以而得到回转导杆机构。 5. ．当原动件作等速转动时，为了使从动件获得间歇的转动，则可以采用 机构。(写出三种机构名称。) 6. ．符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在。静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在位置静止，由此 可确定应加上或去除平衡质量的方向。 7. ．斜齿轮面上的参数是标准值，而斜齿轮尺寸计算是针对面进行的。 8. ．为了减少飞轮的质量和尺寸，应将飞轮安装在轴上。 9. ．蜗轮的螺旋角应蜗杆的升角，且它们的旋向应该。 10 ．运动链成为机构的条件是。 11 ．用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞 轮的转动惯量将越，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转 动惯量，应将飞轮安装在轴上。 12 ．能实现间歇运动的机构有、、。 13 ．图a）、b）所示直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角数值分别为 和。 14 ．在平面机构中，一个低副引入个约束，而一个高副引入个约束。 15 ．齿轮渐开线的形状取决于。 16 ．斜齿轮的正确啮合条件是。 17 ．移动副的自锁条件是。 18 ．已知一铰链四杆机构ABCD 中，已知l AB 30 mm ，l BC 80 mm ， l CD 130 mm ，l AD 90 mm ，构件AB 为原动件，且AD 为机架，BC 为AD 的对边，那么，此机构为机构。 19 ．对于绕固定轴回转的构件，可以采用的方法使构件上所 有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。若机构中存在作往复运动或 平面复合运动的构件应采用方法，方能使作用于机架上的总 惯性力得到平衡。 20 ．直动从动件盘形凸轮的轮廓形状是由决定的。 二、试计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度和虚约束，需明确 指出。图中画箭头的构件为原动件，DE 与FG 平行且相等。 L 三、一对心直动尖顶推杆偏心圆凸轮机构，O 为凸轮几何中心，O1为凸轮转动 中心，O 1O=0.5 OA，圆盘半径R=60 mm 。 1.．根据图 a 及上述条件确定基圆半径r0、行程h，C 点压 力角C和D 点接触 时的位移S D 及压力角D。 机械原理---1 第2章机构的结构分析 一、正误判断题：（在括号内正确的画“ V,错误的画“X” ） 在平面机构中一个高副引入二个约束。 任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的。 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。 平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全 相同。 当机构自由度F > 0,且等于原动件数时，该机构具有确定运动。 若两个构件之间组成了两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。 在平面机构中一个高副有两个自由度，引入一个约束。 在杆组并接时，可将同一杆组上的各个外接运动副连接在同一构件上。 任何机构都是由机架加原动件再加自由度为零的基本杆组组成。因此基本杆组是自由度为 零的运动链。 平面低副具有2个自由度，1个约束。 1. 2. 3. 4 5. 6. 7. 8. 9. 10. 二、填空题 1. 2. 3. 4. 5 . (X) (“ (X) (“ (X) (V) (X) (V (X) 机器中每一个制造单元体称为 零件 O 机器是在外力作用下运转的，当外力作功表现为 表现为 亏功 时，机器处在减速阶段。 局部自由度虽不影响机构的运动，却减小了 高副元素的磨损，所以机构中常出现局部自由 度。 机器中每一个独立的运动单元体称为 构件O 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低 副;通过点、线接触而构成的运动副称为 高 副。 平面运动副的最大约束数为 2 ，最小约束数为 1 O 两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为 高畐y,它产生2 个约束。 盈功 时，机器处在增速阶段，当外力作功 6. 7. 三、选择题 1. 机构中的构件是由一个或多个零件所组成 ，这些零件间_B ______ 产生任何相对运动。 A.可以 B.不能 C. 变速转动或变速移动 2. 基本杆组的自由度应为 C A. — 1 B. +1 3. 有两个平面机构的自由度都等于 机构，则其自由度等于 _B _____ O A. 0 B. 1 4. 一种相同的机构_A _________ : A.可以 B.不能 5. 平面运动副提供约束为（C A. 1 B 6. C. 0 1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面 C. 2 组成不同的机器。 C.与构件尺寸有关 ； ）o 7. .2 计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会（ A.不变 B .增多 由4个构件组成的复合铰链，共有（ A. 2 B . 3 有两个平面机构的自由度都等 1 , .1或2 C ）O C .减少 B ）个转动副。 C . 4 现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机 构，则其自由度等于（B ） O 第8章作业 8-l 铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ABCD 中哪些运动副为周转副?当其杆AB 与AD 重合时，该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E 点的连杆曲线。 答：转动副成为周转副的条件是： （1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和； （2）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。图示ABCD 四杆机构中C 、D 为周转副。 当其杆AB 与AD 重合时，杆BE 与CD 也重合因此机构处于死点位置。 8-2曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点?为什么? 答：机构不一定存在急回运动，但一定无死点，因为： （1）当极位夹角等于零时，就不存在急回运动如图所示， （2）原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。 8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同? 8-4图a 为偏心轮式容积泵；图b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。试绘出两种泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么? 解 机构运动简图如右图所示，ABCD 是双曲柄机构。 因为主动圆盘AB 绕固定轴A 作整周转动，而各翼板CD 绕固定轴D 转动，所以A 、D 为周转副，杆AB 、CD 都是曲柄。 8-5试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。 图a 曲柄摇杆机构 图b 为导杆机构。 8-6如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =，600b =mm ,400,500c mm d mm ==。试问: 1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在? 2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得? 3)若a 、b ﹑c 三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构,d 的取值范围为何 值? : 解 (1)因a+b=240+600=840≤900=400+500=c+d 且最短杆 1为连架轩．故当取杆4为机架时，有曲柄存在。 (2)、能。要使此此机构成为双曲柄机构，则应取1杆为机架；两使此机构成为双摇杆机构，则应取杆3为机架。 (3)要获得曲柄摇杆机构, d 的取值范围应为440~760mm 。 8-7图示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆AB 为曲柄的条件。若偏距e=0，则杆AB 为曲柄的条件是什么? 解 (1)如果杆AB 能通过其垂直于滑块导路的两位置时，则转动副A 为周转副，故杆AB 为曲柄的条件 是AB+e ≤BC 。 (2)若偏距e=0, 则杆AB 为曲柄的条件是AB≤BC 8-8 在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为1l 28mm =，2l 52mm =， 3l 50mm =，4l 72mm =，试求: 1)当取杆4为机架时，该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角?、最小传动角min γ和行程速比系数K; 2)当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构?为什么?并说明这时C 、D 两个转动副是周转副还是摆转副; 3)当取杆3为机架时，又将演化成何种机构?这时A 、B 两个转动副是否仍为周转副? 解 (1)怍出机构的两个极位，如图, 并由图中量得： θ=,φ=, γmin= o (2)①由l1+l4 ≤l2+l3可知图示铰链四杆机构各杆长度符合杆长条件；小②最短杆l 为机架时，该机构将演化成双曲柄机构；③最短杆1参与构成的转动副A 、B 都是周转副而C 、D 为摆转副； （3）当取杆3为机架时，最短杆变为连杆，又将演化成双摇杆机构，此时A 、B 仍为周转副。 《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 欢迎阅读 机械原理复习题 第2章机构的结构分析 1.组成机构的要素是构件和运动副；构件是机构中的运动单元体。 2.具有若干个构件的入为组合体、各构件间具有确定的相对运动、完成有用功或实现能量转换等三个特征的构件组合体称为机器。 3.机器是由原动机、传动部分、工作机所组成的。 机构中的复合铰链是指由三个或三个以上构件组成同一回转轴线的转动副；局部自由度是指不影响输入与输出件运动关系的自由度；虚约束是指在特定的几何条件下，机构中不能起独立限制运动作用的约束。 18.划分机构杆组时应先按低的杆组级别考虑，机构级别按杆组中的最高级别确定。 19.机构运动简图是用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副，并按一定比例绘制各运动副的相对位置，因而能说明机构各构件间相对运动关系的简单图形。 20.在图示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件，则成为Ⅲ级机构；若以构件2为机架，3为原动件，则成为Ⅱ级机构；若以构件4为机架，5为原动件，则成为Ⅳ级机构。 速度瞬心是两刚体上瞬时相对速度_ 10.铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心，3个是相对瞬心。 11.作相对运动的3个构件的3个瞬心必位于一直线上。 12.在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的相对运动为移动，牵连运动为转动时，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2ωv r；方向与将v r沿ω转向转90?的方向一致。 第4章平面机构的力分析 1.对机构进行力分析的目的是：(1)确定各运动副的约束反力；(2)为了使原动件按给定规律运动而应加于机械中的平衡力(或力矩)。 2.所谓静力分析是指不计入惯性力的一种力分析方法，它一般适用于低速机械或对高速机械进行辅助计算情况。 3.所谓动态静力分析是指将惯性力视为外力加到构件上进行静力平衡计算的一种力分析方法，它一般适用于高速机械情况。 4.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=0，在运动平面中的惯性力偶矩M I= 0 。 f 满足动平衡条件方能平稳地运转。如不平衡，必须至少在二个校正 平衡质量，方能获得平衡。 3.只使刚性转子的惯性力得到平衡称静平衡，此时只需在一个平衡平面中增减平衡质量；使惯性力和惯性力偶矩同时达到平衡称动平衡，此时至少要在二个选定的平衡平面中增减平衡质量，方能解决转子的不平衡问题。 4.刚性转子静平衡的力学条件是质径积的向量和等于零，而动平衡的力学条件是 质径积向量和等于零，离心力引起的合力矩等于零。 5.符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在回转轴线上。静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在质心在最低处位置静止，由此可确定应加上或去除平衡质量的方向。 试题1 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 1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，则该机构演化为曲柄摇块机构。 4、 传动角越大，则机构传力性能越好。 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： 212121n n n n m m ααββ==-=，，。 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 第7章课后习题参考答案 7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么? 7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节? 答: 当作用在机械上的驱动力（力矩)周期性变化时，机械的速度会周期性波动。机械的速度波动不仅影响机械的工作质量，而且会影响机械的效率和寿命。调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。 7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么? 答： 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化．就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮轴的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，机械运转速度减慢．飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。 非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，机械就会越转越快或越转越慢．而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况，起不到调速的作用，所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。 7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用? 解： 因为安装飞轮后，飞轮起到一个能量储存器的作用，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。对于锻压机械来说，在一个工作周期中，工作时间很短．而峰值载荷很大。安装飞轮后．可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，达到节能的目的，因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。 7—5由式J F =△W max ／(ωm 2 [δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)? 答：①当△W max 与ωm 一定时，若[δ]下降，则J F 增加。所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。 ②由于J F 不可能为无穷大，若△W max ≠0，则[δ]不可能为零，即安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是幅度有所减小而已。 ③当△W max 与[δ]一定时，J F 与ωm 的平方值成反比，故为减小J F ，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。当然，在实际设计中还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可能性等因素。 7—6造成机械振动的原因主要有哪些?常采用什么措施加以控制? 7—7图示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数，齿轮3的分度圆半径r 3，各齿轮的转动惯量J 1、，J 2、，J 2’、J 3，齿轮1直接装在电动机轴上，故J 1中包含了电动机转子的转动惯量；工作台和被加工零件的重量之和为G 。当取齿轮1为等效构件时，试求该机械系统的等效转动惯量J e 。 解：根据等效转动惯量的等效原则．有 2222211122`23311111()2 2222e G J J J J J v g ωωωω=++++ 一、填空题 1．机构中的速度瞬心是两构件上（）为零的重合点，它用于平面机构（）分析。 2．下列机构中，若给定各杆长度，以最长杆为连架杆时，第一组为 （）机构；第二组为（）机构。 b a c (1) a = 250 b = 200 c = 80 d = 100； (2) a = 90 b = 200 c = 210 d = 100 。 3.机构和零件不同，构件是（），而零件是（）。 4．凸轮的基圆半径越小，则机构尺寸（）但过于小的基圆半径会导致压力角（）。 5．用齿条型刀具范成法切制渐开线齿轮时，为使标准齿轮不发生根切，应使刀具的（）。 6．当要求凸轮机构从动件的运动没有冲击时，应选用（）规律。 7．间歇凸轮机构是将（）转化为（）的运动。 8．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 （）方法平衡。其平衡条件为（）。 9．机械的等效动力学模型的建立，其等效原则是：等效构件所具有的动能应（）。等效力、等效力矩所作的功或瞬时功率应（）。 10．平面机构结构分析中，基本杆组的结构公式是（）。而动态静力分析中，静定条件是（）。 一、选择题 1．渐开线齿轮齿条啮合时，若齿条相对齿轮作远离圆心的平移，其啮合角（）。 A)增大； B)不变； C)减少。 2．为保证一对渐开线齿轮可靠地连续传动，应便实际啮合线长度（）基圆齿距。 A)等于； B)小于； C)大于。 3．高副低代中的虚拟构件的自由度为（）。 A) -1 ； B) +1 ； C) 0 ； 4．压力角是在不考虑摩擦情况下，作用力与作用点的（）方向的夹角。 A)法线； B)速度； C)加速度； D)切线； 5．理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮，其推杆的运动规律是（）。 A)相同的； B)不相同的； C)不一定的。 6．飞轮调速是因为它能（）能量，装飞轮后以后，机器的速度波动可以（）。 ① A)生产； B)消耗； C)储存和放出。 ② A)消除； B)减小； C)增大。 7．作平面运动的三个构件有被此相关的三个瞬心。这三个瞬心（）。 A)是重合的； B)不在同一条直线上； C)在一条直线上的。 考研机械原理选择+填空题(含答案) 1．速度影像的相似原理只能应用于同一构件的各点，而不能应用于整个机构的各点。 2．在右图所示铰链四杆机构中，若机构以AB杆为机架时，Array则为双曲柄机构；以BC杆为机架时，则为 曲柄摇杆机构；以CD杆为机架时，则为双摇杆 机构；以AD杆为机架时，则为曲柄摇杆机构。 3．在凸轮机构推杆的几种常用运动规律中，等速运动规律有刚性冲击；等加速等减速运动规律和余弦加速 度运动规律有柔性冲击；高次多项式运动规律和正弦加速度运动规律没有刚性冲击也没有柔性冲击。 4．机构瞬心的数目Ｎ与机构的构件数k的关系是N=k（k-1）/2. 5．作相对运动的3个构件的3个瞬心必然共线。 6．所谓定轴轮系是指所有轴线在运动中保持固定，而周转轮系是指至少有一根轴在运动中位置是变化的。 7. 渐开线齿廓上K点的压力角应是法线方向和速度方向所夹的锐角。 2、作用于机械上驱动力的方向与其作用点速度方向之间的夹角为锐角（锐角，钝角，直角或其他）。 3、当回转件的d/b>5时需进行_静_____平衡,当d/b<5时须进行__动____平衡。 4、铰链四杆机构的三种基本类型是曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。 5、凸轮机构的从动件常用运动规律中，等速运动规律具有刚性冲击，等加速等减速运动规律具有柔性冲 击。 6、斜齿圆柱齿轮的法面参数为标准值。 7、国家标准规定将蜗杆分度圆直径标准化是为了__减少蜗轮滚刀的数量__。 8．标准斜齿圆柱齿轮传动的中心距与模数，齿数和螺旋角等参数有关。 1、齿轮齿廓上压力角的定义为啮合点受力方向和速度方向之间所夹的锐角，标准压力角的位置在分度圆上， 在齿顶圆压力角最大。 2、标准齿轮的概念是m、a、h a*、c*四个基本参数为标准值，分度圆齿厚与槽宽相等，具有标准齿顶高和 齿根高。 3、渐开线齿廓的正确啮合条件是m1=m2,α1= α2；标准安装条件是分度圆与节圆重合；连续传动条件是应 使实际啮合线段大于或等于基圆齿距，此两者之比称为重合度。 4、齿轮传动的实际啮合线为从动轮齿顶与啮合线交点B2，一直啮合到主动轮的齿顶与啮合线的交点B1为 止，理论啮合线为两齿轮基圆的内公切线，即啮合极限点N1与N2间的线段。 5、与标准齿轮比较，变位齿轮的齿厚、齿顶圆、齿根圆等参数发生了变化，齿数、模数、压力角等参数没 有发生了变化。在模数、齿数、压力角相同的情况下，正变位齿轮与标准齿轮相比较，下列参数的变化是： 齿厚增加；基圆半径不变；齿根高减小。 7、对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，如重合度等于 1.3，这表示啮合点在法线方向移动一个法节的距离时， 有百分之 30 的时间是二对齿啮合，有百分之70 的时间是一对齿啮合。 8、对无侧隙啮合的一对正传动齿轮来说，两轮分度圆的相对位置关系是相离，齿顶高降低系数大于零。 9、用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮，发生根切的原因是刀具的顶线超过了啮合起始点。 10、一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角的数值与节圆上的压力角总是相等。 1、两个构件直接接触而组成的可动联接称为运动副。 2、使不平衡的转子达到静平衡，至少需要在一个平衡面上进行平衡配重；如要达到动平衡，则至少需要 两个平衡面。 3、在机械运转的启动阶段，总驱动功大于总阻力功；在停车阶段，总驱动功小于总阻力功。 4、平行四边形机构有两个个曲柄。 <机械原理>第八版西工大版 第2章 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：参考教材5~7页。 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：机构运动简图可以表示机构的组成和运动传递情况，可进行运动分析，而且也可用来进行动力分析。 2-3 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原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? 答：参考教材12~13页。 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1、2个实例。 2-5 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项? 答：参考教材15~17页。 2-6 在图2-20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? 答：不能，因为在铰链C、B、D中任何一处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合是由于其他两处的作用，所以只能算一处。 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：参考教材18~19页。 2-8 为何要对平面高副机构进行“高副低代"?“高副低代”应满足的条件是什么? 答：参考教材20~21页。 2-9 任选三个你身边已有的或能观察到的下列常用装置(或其他装置)，试画出其机构运动简图，并计算其自由度。1)折叠桌或折叠椅；2)酒瓶软木塞开盖器；3)衣柜上的弹簧合页；4)可调臂台灯机构；5)剥线钳；6)磁带式录放音机功能键操纵机构；7)洗衣机定时器机构；8)轿车挡风玻璃雨刷机构；9)公共汽车自动开闭门机构；10)挖掘机机械臂机构；…。 2-10 请说出你自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副?试画出仿腿部机构的机构运动简图，并计算其自由度。 2-11图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j输入，使轴A连续回转；而固装在轴^上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头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)，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。 1)取比例尺绘制机构运动简图 2)分析是否能实现设计意图 解： 第二章 机构的结构分析 题2-11 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2-11a) 2)要分析是否能实现设计意图,首先要计算机构的自由度。尽管此机构有4个活动件，但齿轮1和凸轮2是固装在轴A 上，只能作为一个活动件，故 3=n 3=l p 1=h p 01423323=-?-?=--=h l p p n F 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和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架。故需增加构件的自由度。 3)提出修改方案：可以在机构的适当位置增加一个活动构件和一个低副，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2-11b)。 (2) 在构件3、4之间加一滑块及一个移动副(图2-11c)。 (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2-11d)。 题2-11 讨论：增加机构自由度的方法一般是在适当位置上添加一个构件（相当于增加3个自由度）和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2-12 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上的滚子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的叉槽中的滑块7和铰链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：分析机构的组成： 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和机架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 解法一：7=n 9=l p 2=h p 12927323=-?-?=--=h l p p n F 解法二：8=n 10=l p 2=h p 局部自由度 1='F 11210283)2(3=--?-?='-'-+-=F p p p n F h l 题2-13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固连在一起的滑阀3在可绕固定轴心C 转动的圆柱4中滑动。当偏心轮1按图示方向连续转动时，可将设备中的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的气体。试绘制其机构的运动简图，并计算其自由度。机械原理复习题带(答案)
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