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。
A．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z1，蜗杆直径系数为q，蜗轮齿数为z2，则蜗杆直径d1=___C__________。
A）m z1（B）m z2（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和表示，则设计自锁机构是应满足0，0。（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.计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。拆杆组。
DF=EG，DH=EI
解（1
D和E为复合铰链，B点处有局部自由度，FG杆及其两端的转动副所引入的约束为虚约束，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。
4.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。
（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。 A C e 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， l =） 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 40,40min =∴≥ ?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和压力角，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z1=18，z2=41，m=4mm，=20， h a =1，c =。（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（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z1=19，z2=41，m=3mm，=20，h a=1，c=。 （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) d1=19×3=57 mm d2=41×3=123 mm h a=1×3=3 mm h f=×3= mm c=－3= mm a=×(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×= mm d f 2=123－2×= mm d b 1=57×cos20°= mm d b 2=123×cos20°= mm p=3×π= mm p b=3×π×cos20°= mm（7分） 如图所示实际啮合线长B1B2= 重合度 ε== 3.两个相同的渐开线标准直齿圆柱齿轮，其, 120* =?=a h ，α在标准安装下 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 =，=20， h a =1，c =，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； （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 （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 2' 4 6 3' 1 5 2 3 1' 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 ' 253243454 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 30,21 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。 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 =∴ 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 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 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。 第6章作业6—1什么是静平衡?什么是动平衡?各至少需要几个平衡平面?静平衡、动平衡的力学条件各是什么? 6—2动平衡的构件一定是静平衡的，反之亦然，对吗?为什么?在图示（a）（b）两根曲 上平衡。机构在基座上平衡的实质是平衡机构质心的总惯性力，同时平衡作用在基座上的总惯性力偶矩、驱动力矩和阻力矩。 6—5图示为一钢制圆盘，盘厚b=50 mm。位置I处有一直径φ=50 inm的通孔，位置Ⅱ=0.5 kg的重块。为了使圆盘平衡，拟在圆盘上r=200 mm处制一通孔，试求处有一质量m 2 此孔的直径与位置。(钢的密度ρ=7.8 g／em3。) 解根据静平衡条件有: m 1r I +m 2 r Ⅱ +m b r b =0 m 2r Ⅱ =0 . 5×20=10 kg.cm m 1r 1 =ρ×(π/4) ×φ2×b×r 1 =7.8 ×10-3×(π/4)×52×5 ×l0=7.66 kg.cm 6， 。 m 2r 2 =0.3×20=6 kg.cm 取μ W =4(kg.cm)/cm作质径积矢量多边形如图 m b =μ W W b /r=4×2.4／20=0.48 kg，θ b =45o 分解到相邻两个叶片的对称轴上 6—7在图示的转子中，已知各偏心质量m 1=10 kg，m 2 =15 k，m 3 =20 kg，m 4 =10 kg它们的 回转半径大小分别为r 1=40cm，r 2 =r 4 =30cm，r 3 =20cm，方位如图所示。若置于平衡基面I及 Ⅱ中的平衡质量m bI 及m bⅡ 的回转半径均为50cm，试求m bI 及m bⅡ 的大小和方位(l 12 =l 23 =l 34 )。 解根据动平衡条件有 以μ W 作质径积矢量多边形，如图所示。则 6 。若 m bⅡ=μ W W bⅡ /r b =0.9kg，θ bⅡ =255o (2)以带轮中截面为平衡基面Ⅱ时，其动平衡条件为 以μw=2 kg.crn／rnm，作质径积矢量多边形，如图 (c)，(d)，则 m bI =μ W W bI /r b ==2×27/40=1.35 kg，θ bI =160o 《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。 选择填空： （1）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（ B ）确定运动。 A.有； B.没有； C.不一定； （2）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 ）。 A.虚约束； B.局部自由度； C.复合铰链； （3）机构具有确定运动的条件是（B ）。 A.机构自由度数小于原动件数；机构自由度数大于原动件数； B.机构自由度数等于原动件数； （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（ B ）个自由度。 A.3； B.4； C.5； D.6； （5）杆组是自由度等于（ A ）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（ D ）。 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（ D ）。 A.含有一个原动件组； B.原动件； 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（D ）。 A.闭式运动链； B.原动件； C.从动件； D.机架。 （9）具有确定运动的差动轮系中其原动件数目（ C ）。 A.至少应有2个； B.最多有2个； C.只有2个； D. 不受限制。 （10）在加速度多边形中，连接极点至任一点的矢量，代表构件上相应点的____B__加速度；而其它任意两点间矢量，则代表构件上相应两点间的______加速度。 A.法向; 切向 B.绝对; 相对 C.法向; 相对 D.合成; 切向 （11）在速度多边形中，极点代表该构件上_____A_为零的点。 A.绝对速度 B.加速度 C.相对速度 D.哥氏加速度 （12）机械出现自锁是由于（ A ）。 A. 机械效率小于零； B. 驱动力太小； C. 阻力太大； D. 约束反力太大； （13）当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角＿B ＿。 A. 为0 0； B. 为090； C. 与构件尺寸有关； （14）四杆机构的急回特性是针对主动件＿D ＿而言的。 D. 等速运动； E. 等速移动； F. 变速转动或变速移动； （15）对于双摇杆机构，最短构件与最长构件之和＿H ＿大于其余两构件长度之和。 G. 一定； H. 不一定； I. 一定不； （16）当铰链四杆机构的最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余的两杆长之和，此时，当取与最短杆向邻的构件为机架时，机构为＿K ＿；当取最短杆为机架时，机构为＿L ＿；当取最短杆的对边杆为机架，机构为＿J ＿。 J. 双摇杆机构； K. 曲柄摇杆机构； L. 双曲柄机构； M. 导杆机构； （17）若将一曲柄摇杆机构转化为双曲柄机构，可将＿N ＿。 N. 原机构曲柄为机架； O. 原机构连杆为机架； P. 原机构摇杆为机架； （18）平面两杆机构的行程速比系数K 值的可能取值范围是＿S ＿。 Q. 10≤≤K ； R. 20≤≤K ； S. 31≤≤K ； D ．21≤≤K ； （19）曲柄摇杆机构处于死点位置时＿U ＿等于零度。 T. 压力角； U. 传动角； V. 极位夹角。 （20）摆动导杆机构，当导杆处于极限位置时，导杆＿A ＿与曲柄垂直。 A. 一定； B. 不一定； 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。 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η≤0。 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—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—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。 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 机械原理课后全部习题答案 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）、√ 自测题1 一、选择题（每小题1分，共10分） 1. 构件是机械中独立（a ）单元。 A. 制造 B. 运动 C. 分析 2. 在一般情况下，机构具有确定运动的条件是原动件数目等于（c ）。 A. 从动件 B. 最终执行构件 C. 自由度 D. 1 3. 一般情况下机构的对称部分可能产生（c ）。 A. 复合铰链 B. 局部自由度 C. 虚约束 4. 一般门、窗扇与框之间有两个铰链，这是（ a ）。 A. 复合铰链 B. 局部自由度 C. 虚约束 5. 平面连杆机构是由许多刚性构件用（ c ）联结而成的机构。 A. 转动副 B. 高副 C. 低副 6. 对心曲柄滑块机构的行程速比系数一定（ a ） A. 大于1 B. 等于1 C. 小于l 7. （b）为无穷大引起的冲击为刚性冲击。 A. 速度 B. 加速度 C. 加速度的导数 8. 斜齿轮的标准模数和压力角在（ b ）上。 A. 端面 B. 法面 C. 轴面 9. 圆锥齿轮是用来传递两（c ）轴之间的转动运动的。 A. 平行 B. 相交 C. 交错 10. 用（a ）来调节机器的周期性速度波动。 A. 飞轮 B. 调速器 C. 轮系 二、填空题（每空1分，共33分） 1. 在平面机构中具有两个约束的运动副是转动副或移动 副，具有一个约束的运动副是高副。 2. 平面四杆机构中的运动副都是转动副的称为铰链四杆机构，其基本型式有、、。 3. 在曲柄摇杆机构中，当连杆与摇杆两次共线位置之一时出现最小传动角。 4. 在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件，连杆与摇杆 构件两次共线时，则机构出现死点位置。 5. 铰链四杆机构具两个曲柄的条件和。 6. 在对心直动平底从动件盘形凸轮机构中，增加基圆半径，其压力角将；当用对心尖端从动件时，增加凸轮基圆半径，其压力角将。 7. 一对模数相等的渐开线标准直齿圆柱齿轮标准安装时，两轮的分度圆相等；齿轮的节圆和分度圆重合，啮合角α′等于 压力角α；中心距a等于两轮分度圆半径之和。 8. 斜齿圆柱齿轮的参数为标准值；直齿圆锥齿轮 分度圆上的和取为标准值。 9. 间歇运动机构是将原动件的运动变换为从动件的 运动。常用的间歇运动机构万向联轴节，螺旋机构，棘轮。 10. 机械效率是有效机械功的比值，按机械效率来确定机构自锁的条件为n《0 。 11. 刚性转子静平衡的力学条件是，动平衡的力学条件是。 三、计算图示各机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束应明确指出）。（本题10分） 机械原理课后题答案 Prepared on 22 November 2020 选择填空：（1）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（ B ）确定运动。 A.有； B.没有； C.不一定； （2）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 ）。 A.虚约束； B.局部自由度； C.复合铰链； （3）机构具有确定运动的条件是（B ）。 A.机构自由度数小于原动件数；机构自由度数大于原动件数； B.机构自由度数等于原动件数； （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（ B ）个自由度。 A.3； B.4； C.5； D.6； （5）杆组是自由度等于（ A ）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（ D ）。 ； 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（ D ）。 A.含有一个原动件组； B.原动件； 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（D ）。 A.闭式运动链； B.原动件； C.从动件； D.机架。 （9）具有确定运动的差动轮系中其原动件数目（ C ）。 A.至少应有2个； B.最多有2个； C.只有2个； D. 不受限制。 （10）在加速度多边形中，连接极点至任一点的矢量，代表构件上相应点的____B__加速度；而其它任意两点间矢量，则代表构件上相应两点间的______加速度。 A.法向; 切向 B.绝对; 相对 C.法向; 相对 D.合成; 切向 （11）在速度多边形中，极点代表该构件上_____A_为零的点。 A.绝对速度 B.加速度 C.相对速度 D.哥氏加速度 （12）机械出现自锁是由于（ A ）。 一、选择题（每题2分，共20分） 1、铰链四杆机构的压力角是指在不计算摩擦情况下连杆作用于（）上的力与该力作用点速度所夹的锐角。A．主动件B．从动件C．机架D．连架杆 2、一个K大于1的铰链四杆机构与K=1的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数K（）。 A．大于1B．小于1C．等于1D．等于2 3、平面四杆机构中，是否存在死点，取决于（）是否与连杆共线。 A．主动件B．从动件C．机架D．摇杆 4、渐开线上某点的压力角是指该点所受压力的方向与该点（）方向线之间所夹的锐角。 A.绝对速度 B.相对速度 C.滑动速度 D.牵连速度 5、渐开线标准齿轮是指m、α、h a*、c*均为标准值，且分度圆齿厚（）齿槽宽的齿轮。 A.小于 B.大于 C.等于 D.小于且等于 6、机构具有确定运动的条件是（）。 A．机构的自由度大于零B．机构的自由度大于零且自由度数等于原动件数 C．机构的自由度大于零且自由度数大于原动件数D．前面的答案都不对 7、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮要正确啮合，它们的（）必须相等。 A．直径B．宽度C.齿数D.模数 8、一渐开线标准斜齿圆柱齿轮与斜齿条传动，法面模数m n＝8mm，法面压力角a n=20°，斜齿轮的齿数Z=20,分度圆上的螺旋角β=20°，则斜齿轮上的节圆直径等于（）mm。 A.170.27 9、在曲柄摇杆机构中，若曲柄为主动件，且作等速转动时，其从动件摇杆作（）。 A．往复等速运动B．往复变速运动C．往复变速摆动D．往复等速摆动 10、两个构件在多处接触构成移动副，各接触处两构件相对移动的方向（）时，将引入虚约束。 A．相同、相平行B．不重叠C．相反D．交叉 11、在一个平面六杆机构中，相对瞬心的数目是（） A．15B．10C．5D．1 12、滑块机构通过（）演化为偏心轮机构。 A．改变构件相对尺寸B．改变构件形状C．改变运动副尺寸D．运动副元素的逆换 二、填空题（每题2分，共20分） 1、机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2、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。 3、机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 4、为了减少飞轮的质量和尺寸，应将飞轮安装在轴上。 5、输出功和输入功的比值，通常称为。 6、为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 7、增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。 8、凸轮机构的运动规律中，如出现速度不连续，则机构将产生冲击；如出现加速度不连续，则机构将产生冲击； 9、具有一个自由度的周转轮系称为轮系，具有两个自由度的周转轮系称为 轮系。 10、移动副的自锁条件是；转动副的自锁条件是。 11、铰链四杆机构中传动角 为，传动效率最大。 12、平面低副具有个约束，个自由度。 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? 机械原理自测题（二） 一、判断题。（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分） 1、一对相啮合的标准齿轮，小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大。（ F ） 2、在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。（ T ） 3、两构件之间以点、线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生两个约 束，而保留一个自由度。（ F） 4、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。（F） 5、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。（T） 6、对于刚性转子，已满足动平衡者，也必满足静平衡。（T） 7、滚子从动件盘形凸轮的基圆半径和压力角应在凸轮的理论轮廓上度量。 （T） 8、在考虑摩擦的转动副中，当匀速转动时，总反力作用线永远切于摩擦圆。 （T） 9、当机构的自由度数大于零，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动。（T） 10、对于单个标准齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。（F） 二、填空题；（10分） 1、机器产生速度波动的类型有（周期性）和（非周期性）两种。 2、铰链四杆机构的基本型式有（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）三种。 3、从效率观点分析，机械自锁的条件是（效率小于零）。 4、凸轮的形状是由（从动件运动规律和基圆半径）决定的。 5当两机构组成转动副时，其瞬心与（转动副中心）重合。 三、选择题（10分） 1、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。 2、重合度εα = 1.6 表示在实际啮合线上有（C）长度属于双齿啮合区。 A) 60% ； B）40% ； C）75%。 3、渐开线齿轮形状完全取决于（C）。 A）压力角； B）齿数； C）基圆半径。 3、在从动件运动规律不变的情况下，对于直动从动件盘形凸轮机构，若缩小 凸轮的基圆半径，则压力角（B）。 A）保持不变； B）增大； C）减小。 5、在计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度数（B）。 A）增多； B）减小； C）不变。 四、计算作图题（共60分） （注：凡图解题均需简明写出作图步骤，直接在试卷上作图，保留所有作图线。）1、计算下列机构的自由度（10分） A B C D E F G A B C D E F G H M N 图4-1 图4-1 a) b) H F = 3×6－2×8－1=1 F = 3×5－2×6－2 = 1机械原理课后答案-高等教育出版社
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