機械原理歷年試題和答案解析

機械原理歷年試卷匯總及答案

第2章機構(gòu)的構(gòu)造分析

一、填空題：

1、機構(gòu)可能出現(xiàn)的獨立運動數(shù)目稱為機構(gòu)的O

2、在平面機構(gòu)中假設(shè)引入弓個高副將引入個約束，而引入玲個低副將引入

個約束，那么活動構(gòu)件數(shù)〃、約束數(shù)與機構(gòu)自由度產(chǎn)的關(guān)系是。

3、機構(gòu)具有確定運動的條件是:；假設(shè)機構(gòu)自由度

尸＞0,而原動件數(shù)VR那么構(gòu)件間的運動是；假設(shè)機構(gòu)自由度戶＞0,而

原動件數(shù),F,那么各構(gòu)件之間。

4、根據(jù)運動副中兩構(gòu)件的接觸形式不同，運動副分為、。

5、根據(jù)機構(gòu)的組成原理，任何機構(gòu)都可以看作是由假設(shè)干個依次聯(lián)

接到原動件和機架上所組成的。

6、在平面機構(gòu)中，具有兩個約束的運副是一副，具有一個約束的運動副是一副。

7、兩構(gòu)件之間為接觸的運動副稱為低副，引入一個低副將帶入個約束。

二、選擇題

1、當機構(gòu)中原動件數(shù)目機構(gòu)自由度數(shù)目時，該機構(gòu)具有確定的相對運動。

A.小于B.等于C.大于D.大于或等于

2、某機構(gòu)為m級機構(gòu)，那么該機構(gòu)應(yīng)滿足的充分必要條件是。

A.含有一個原動件組；B.至少含有一個根本桿組；

c.至少含有一個n級桿組；D.至少含有一個最高級別為m級的桿組。

3、每兩個構(gòu)件之間的這種可動聯(lián)接，稱為o

A.運動副；B.移動副；C.轉(zhuǎn)動副；D.高副。

4、根本桿組是自由度等于的運動鏈。

A.0；B.l；C.原動件數(shù)。

5、在圖示4個分圖中，圖是小級桿組，其余都是個n級桿組的組合。

6、圖示機構(gòu)中有______虛約束。

A1個B2個C3個D沒有

7、圖示機構(gòu)要有確定的運動，需要有原動件。

A1個B2個C3個D沒有

三、簡答題：

1、機構(gòu)組成原理是什么？

2、何謂運動副？按接觸形式分有哪幾種？其自由度、約束數(shù)如何？

3、機構(gòu)中的虛約束一般出現(xiàn)在哪些場合？既然虛約束對于機構(gòu)的運動實際上不

起約束作用，那么在實際機械中為什么又常常存在虛約束？

四、分析、計算題

1、計算以下圖所示機構(gòu)的自由度，假設(shè)有復(fù)合校鏈、局部自由度、虛約束，請

指出。

（1）⑵

(BC//DE//GF,BC=DE=GF)

⑶⑷

⑸

〔6〕

2、計算圖示機構(gòu)的自由度，假設(shè)含復(fù)合較鏈、局部自由度、虛約束請明確指出,

并說明原動件數(shù)是否適宜。

數(shù)等于機構(gòu)的

桿組（桿組）;

二、選擇題

1、B；2、D；3、A；4、A；5、A；6、A；7^A；

三、簡答題：

1、任何機構(gòu)都可以看成是由假設(shè)干個根本桿組依次連接于原動件和機架上而構(gòu)

成的。

2、（1）運動副是兩構(gòu)件間組成的可動聯(lián)接。（2）按接觸形式分為高副和低副。

（3）一個平面高副有兩個自由度、一個約束；一個平面低副（轉(zhuǎn)動副或移動副）

有一個自由度、兩個約束。

3、（1）在機構(gòu)中，如果用轉(zhuǎn)動副聯(lián)接的是兩構(gòu)件上運動軌跡相重合的點，那么

引入一個虛約束；假設(shè)兩構(gòu)件上某兩點之間的距離始終不變，用雙轉(zhuǎn)動副桿將

此兩點相聯(lián)，引入一個虛約束；在機構(gòu)中，不影響機構(gòu)運動傳遞的重復(fù)局部將

引入虛約束。（2）虛約束的作用是改善機構(gòu)的受力狀況，增加機構(gòu)的工作剛度

和工作穩(wěn)定性。

四、分析、計算題

1、計算以下圖所示機構(gòu)的自由度，假設(shè)有復(fù)合校鏈、局部自由度、虛約束，請

指出。

(1)〃=7,0=10,=0,F=3n-2pj-pH=3x7-10x2-0=1；該機構(gòu)中不

存在復(fù)合較鏈、局部自由度、虛約束。

（2）n=6,PL=8,PH=1，產(chǎn)=3〃一2外一〃“=3x6-8x2—1=1；該機構(gòu)中D處

存在復(fù)合較鏈，B處存在局部自由度，G、H之一為虛約束。

（3）〃=6，PL8，P〃=1,F=3n-2pL-pH=3x6-8x2-l=l；該機構(gòu)中不存在

復(fù)合較鏈，B處存在局部自由度，DE及I、J之一為虛約束。

（4）n=6,=8,=1,F=3n-2pL-pH=3x6-8x2-l=l；該機構(gòu)中不存在

復(fù)合較鏈，D處存在局部自由度，I、J之一為虛約束。

(5)九=8,，=11,吊=1,F=3n-2Pi-Pii=3x8-2x11-1=1；該機構(gòu)中。處為

復(fù)合較鏈，3處局部自由度，印或滑塊9之一為虛約束，桿6導(dǎo)路之一為虛約

束。

(6)〃=7,《=9,&=2,尸=3〃-2《-《=3x7-2x9-2=l；機構(gòu)中A處存在局

部自由度，不存在復(fù)合校鏈和虛約束。

2、計算圖示機構(gòu)的自由度，假設(shè)含復(fù)合校鏈、局部自由度、虛約束請明確指出,

并說明原動件數(shù)是否適宜。

或5為虛3等寬凸輪

(2)高副低代及拆桿組

高副低代后的低副機構(gòu)如圖a)所示，拆干組如圖b)所示。該機構(gòu)由2個

n級桿組和1個HI級桿組及機架、原動件組成，它屬于m級桿組。

a)b)

第3章平面機構(gòu)的運動分析

一、填空題：

1、相對瞬心與絕對瞬心的一樣點是，不同點是；在由N個構(gòu)件組成的機構(gòu)中，

有個相對瞬心，有個絕對瞬心。

二、分析、計算題

1、在如下圖的齒輪?連桿組合機構(gòu)中，試用瞬心法求齒輪1與齒輪3的傳動比

9?。

2、在如下圖的機構(gòu)中，各構(gòu)件的尺寸及原動件1的角速度叼(常數(shù))，試求0=90。

時，構(gòu)件2的角速度g及構(gòu)件3的角速度。3。

3、圖示為一個四錢鏈機構(gòu)及其速度向量多邊形和加速度向量多邊形。作圖的比

.n八口/d.八mm,?mm/s-八mm/52

例lr尺分別為：4二10—,4二10-----,凡=20------o

mmmmmm

1)按所給出的兩個向量多邊形，分別列出與其相對應(yīng)的速度和加速度向量方程

式。

2）根據(jù)加速度多邊形，求出點C的加速度&?的大小"c=26mm）。

3）：在速度多邊形中6c=15.5mm,在加速度多邊形中％c=20.5mm,在錢鏈機構(gòu)

中反=35〃刖，CD=\3.5mmf求出構(gòu)件2的角速度牝和構(gòu)件3的角加速度

多（大小和方向）。

4）：在速度多邊形中，取線段be的中點e,連接pe并畫箭頭，且五=24m加；

在加速度多邊形中，連接be,取be的中點e,連接江e并畫箭頭，且〃e=22"w?。

利用相似性原理，求出構(gòu)件2的中點E的速度/和加速度&的大小。

第3章平面機構(gòu)的運動分析

一、填空題：

1、互作平面相對運動的兩構(gòu)件上瞬時相對速度為零的點、絕對瞬心的絕對速度

為零、相對瞬心的絕對速度不為零、（N-1）（N-2）/2、N-1

二、分析、計算題

1、

1）找到相對瞬心;3。由于齒輪節(jié)圓互作純滾動，切點的相對速度為零，所以切

點就是兩嚙合傳動齒輪的相充瞬心3，《2）。由三心定理得齒輪1、3的相對

瞬心片應(yīng)在P23與％連線和匕6與七連線的交點處，如以下圖所示。

2）

,"%

①]/①3=1

（PP

1316

2、

1）求瞬心。?在A點，匕在。點，兒在區(qū)點；多在過。點的8垂線上無窮

遠處，該線即C8延長線，其與八4交點為％;過D點作C。垂線交班延長線于

P240如下圖。

2）

________pP

1214

對于a點：=co2-PnP14co2=69|

3)對于%點：用瓦瓦=心麗g=汽等

^34^13

3、

(1)速度向量方程式：vc-vn^vcn

l

加速度向量方程式：a^+ac=a'g+a'^B+a'CB

(2)在加速度多邊形中，連接加并畫上箭頭

15.5x10

⑶心』j0.44rad/s

展BC%-35x10

方向：順時針

方向：逆時針

(4)在速度多邊形中，取線段慶的中點e,連接pe并畫上箭頭。那么

在加速度多邊形中，連接be,取中點e,連接乃e并畫上箭頭。那么

第4章平面機構(gòu)的力分析

一、選擇題：

1、考慮摩擦的轉(zhuǎn)動副，不管軸頸在加速、等速、減速不同狀態(tài)下運轉(zhuǎn)，其總反

力的作用線切于摩擦圓。

A)都不可能；B)不全是；C)一定都。

二、分析、計算題

1、以下圖所示為按巴R.OOlm/mm畫的機構(gòu)運動簡圖，滑塊3為原動件，驅(qū)動

力P=80N。各轉(zhuǎn)動副處的摩擦圓如圖中所示，滑塊與導(dǎo)路之間的摩擦角(p=20°,

試求在圖示位置，構(gòu)件AB上所能克制的阻力矩MQ的大小和方向。

2、以下圖所示為按卬=0.001m/mm繪制的機構(gòu)運動簡圖。圓盤1與杠桿2接觸

處的摩擦角＜p=30°,各轉(zhuǎn)動副處的摩擦圓如圖中所示，懸掛點D處的摩擦忽略不

計。設(shè)重物Q=150N,試求出在圖示位置時，需加在偏心圓盤上的驅(qū)動力矩Mi

的大小。

第4章平面機構(gòu)的力分析

一、選擇題

1、C

二、分析、計算題

1、首先確定各個運動副中的反力的方向如下圖。選取構(gòu)件3為別離體，再選取

力比例尺〃「，作出其力多邊形，如下圖。

在力多邊形中，量得力%3的長為18mm,力P的長為20mm,

所以&3=二尸=、x80=72N

232020

構(gòu)件2為二力桿，所以R，=&,=&,=R,Q=72N

最后得構(gòu)件AB上所能克制的阻力矩MQ的大小為

阻力矩MQ的方向為逆時針方向，如下圖。

2、首先確定各個運動副中的反力的方向如下圖。選取構(gòu)件2為別離體，再選取

力比例尺〃尸，作出其力多邊形，如下圖。

依據(jù)作用力與反作用的關(guān)系，得口21％=藥N

最后得需加在偏心圓盤上的驅(qū)動力矩Mi的大小為

第5章機械的效率和自鎖

一、填空題：

1、移動副的自鎖條件是；轉(zhuǎn)動副的自鎖條件是

二、分析、計算題

1、破碎機原理簡圖如下圖。設(shè)要破碎的料塊為圓柱形，其重量忽略不計，料塊

和動鄂板之間的摩擦系數(shù)是求料塊被夾緊又不會向上滑脫時鄂板夾角a應(yīng)多

大？

2、以下圖所示機構(gòu)，作用于才即力，作用于構(gòu)件1上的Q為生

產(chǎn)阻力。各轉(zhuǎn)動副處的摩擦血；動副處的摩擦系數(shù)均為f,各構(gòu)

件慣性力、重力忽略不計。

(1)機構(gòu)處于死點位置時，J司的夾角9為多大？

(2)機構(gòu)自鎖時，連桿2與;9為多大？

第5章機械的效率和自鎖

一、填空題:

1、驅(qū)動力與接觸面法線方向的夾角夕小于摩擦角0、驅(qū)動力的作用線距軸心偏

距e小于摩擦圓半徑。

二、分析、計算題

1、

不考慮料塊的重量時，

式中：(p=arctai/

聯(lián)立兩個方程得：

料塊被夾緊又不會向」幺為：a<2(po

2、

a

(1)、機構(gòu)處于死點位置時，其傳動角為零度。所以連桿2與水平線之間的夾角

9為90。。

(2)、機構(gòu)自鎖時，應(yīng)有

即。290。一(￡+°)

式中：P=arcsin,<p=arctanfoq,為摩擦圓的半徑，乙8為連桿

MB

AB的桿長。

所以最后得

第6章機械的平衡

一、填空題：

1、剛性轉(zhuǎn)子靜平衡條件是；而動平衡條件是。

2、動平衡的剛性回轉(zhuǎn)構(gòu)件靜平衡的。

3、衡量轉(zhuǎn)子平衡優(yōu)劣的指標有和許用不平衡質(zhì)徑積［〃汨。

4、符合靜平衡條件的回轉(zhuǎn)構(gòu)件，其質(zhì)心位置在，靜不平衡的回轉(zhuǎn)構(gòu)件，由于重

力矩的作用，必定在位置靜止，由此可確定應(yīng)加上或除去平衡質(zhì)量的方向。

5、作轉(zhuǎn)子靜平衡時，至少選個校正平面(平衡平面)；而動平衡時，至少選

個校正平面(平衡平面)。

6、研究機械平衡的目的是局部或完全消除構(gòu)件在運動時所產(chǎn)生的，減少或消除

在機構(gòu)各運動副中所引起的，減輕有害的機械振動，改善機械工作性能和延長使

用壽命。

7、對于繞固定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件，可以采用或的方法，使構(gòu)件上所有質(zhì)量的慣性力

形成平衡力系，到達回轉(zhuǎn)構(gòu)件的平衡。假設(shè)機構(gòu)中存在作往復(fù)運動或平面復(fù)合運

動的構(gòu)件，應(yīng)采用或方法，方能使作用在機架上總慣性力得到平衡。

二、選擇題

1、剛性轉(zhuǎn)子的動平衡是使。

A.慣性力合力為零；B.慣性力合力矩為零；

C.慣性力合力為零，同時慣性力合力矩也為零。

2、對于構(gòu)造尺寸為b/OvO.2的不平衡剛性轉(zhuǎn)子，需進展。

A.靜平衡；B.動平衡；C.不用平衡。

3、機械平衡研究的內(nèi)容是。

A.驅(qū)動力與阻力間的平衡；B.各構(gòu)件作用力間的平衡；

C.慣性力系間的平衡；D.輸入功率與輸出功率間的平衡。

4、轉(zhuǎn)子的許用不平衡量可用質(zhì)徑積和偏心距⑷兩種表示方法，前者。

A.便于比擬平衡的檢測精度；B.與轉(zhuǎn)子質(zhì)量無關(guān)；C.便于平衡操作。

5、平面機構(gòu)的平衡問題，主要是討論機構(gòu)慣性力和慣性力矩對的平衡。

A.曲柄；B.連桿；C.基座；D.從動件。

三、計算題

1、如以下圖所示的三個不平衡重量位于同一軸面內(nèi)，其大小及其中心至回轉(zhuǎn)軸

的距離各為：Qi=1007V,Q2=150N,&=200N,rt=r3=100/nw,r2=80〃〃〃。

又各重量的回轉(zhuǎn)平面及兩平衡基面間的距離為L=600/n/z?,L）=200mm,

L2=300nw?,4=400加。如果置于平衡基面I和H中的平衡重量Q'和Q"的

重心至回轉(zhuǎn)軸的距離為/=產(chǎn)=100〃加，求0'和0〃的大小。

2、現(xiàn)有一薄壁轉(zhuǎn)盤其質(zhì)量為m,經(jīng)靜平衡試驗測定其質(zhì)心偏距為r,方向如下

圖垂直向下，由于該回轉(zhuǎn)平面上不允許安裝平衡質(zhì)量，只能在平面I和n上進展

調(diào)整，試求在平衡基面I和II上的平衡質(zhì)徑積［mr］及其方向。

3、對以下圖所示轉(zhuǎn)子進展動平衡，平衡平面為i??i和n??n。

4、設(shè)以下圖所示系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速為300r/min,Ri=25mm,R2=35mm,R3=40mm,

mi=2kg,m2=1.5kg,m?=3kgo求軸承A和軸承B處的軸承反力。假設(shè)對轉(zhuǎn)

子進展靜平衡，平衡質(zhì)量mb位于半徑Rb=50mm處，求它的大小與角位置。

5、如下圖為剛性轉(zhuǎn)子，在A、8處分別有不平衡質(zhì)量心=a=5kg,

rA=rB=r=20mm,=/s=60mm,假設(shè)選擇I、H兩個平衡基面進展動平衡，

試求在兩個平衡基面上所需加的平衡質(zhì)量加I、的大小，并作圖標出其方位。

6^如下圖，兩個不平衡質(zhì)量碼=10kg,牡=4kg,質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸的距離彳=30cm、

=10cm,軸向及周向位置如下圖；I、II為可加平衡質(zhì)量的兩平衡面，

/1=/3=/4=12cm,12—20cm,L=56cm0試求：

1）當回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)速〃=600i7min,兩支承A、8上的動反力；

2）回轉(zhuǎn)件到達動平衡時應(yīng)在I、H上加的平衡質(zhì)量相I、機北及方位（取平衡質(zhì)

量的質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸線的距離rI=/-11=15cm）。

7、盤類轉(zhuǎn)子4與軸類轉(zhuǎn)子8安裝在同一軸上，并在截面I和II上分別有不平衡

質(zhì)量啊=〃％=2kg,且啊與“位于同一軸截面上。又知G=20mm,rR=30mm,

截面I和H間距離LiH=2（X）mm,截面II與軸承C處距離LII.600mm，截面I

與軸承O處距離LID-200mmo

1）假設(shè)限定由于旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性力及其力偶而在軸承C處產(chǎn)生的動壓力Rc的最

大值

凡z=160N,試I口求軸轉(zhuǎn)動角

速度的最大值為多少？

2）選定一垂直軸的平面III

為平衡面，在其上加平衡質(zhì)

量也。現(xiàn)給定平衡半徑

LID

5=40mm,那么〃％=?截面HI至截面H的距離Liin尸？并在圖10-14中標出截面

HI的位置。

8、高速水泵的凸輪軸系由三個互相錯開120°的偏心輪組成，每一偏心輪的質(zhì)量

為川，其偏心距為「，設(shè)在平衡平面A和B上各裝一個平衡質(zhì)量啊和%，其

回轉(zhuǎn)半徑為2，其他尺寸如下圖。試求叫和加8的大小。

第6章機械的平衡

一、填空題：

1、不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力的矢量和等于零、不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力和

慣性力矩的矢量都等于零；2、一定是；3、許用偏心距［e］；4、回轉(zhuǎn)軸線上、軸

心正下方；5、1、2；6、慣性力、動壓力；7、靜平衡、動平衡、完全平衡、部

分平衡

二、選擇題

1、C；2、A；3、C；4、C；5、C

三、計算題

1、解

1）將各重徑積分解到平衡基面I和n

平衡基面I中各重徑積的分量為

平衡基面n中各重徑積的分量為

2）平衡基面I中的平衡重量

在平衡基面I中加了平衡重量Q'到達平衡，應(yīng)使

因上式中的重徑積不是同向，就是反向，故得

,頊/c，733.34733.34

r=\Qctn,那么Q=------=------=73.334N

/1（）

Q7位于一樣的方向上。

3）平衡基面n中的平衡重量0〃

在平衡基面II中加了平衡重量。"到達平衡，應(yīng)使

因上式中的重徑積不是同向就是反向，故得

產(chǎn)=10cm,那么Q〃=1066.66〃〃=1066.66/10=106.666N

位于。7；一樣的方向上＜:

2、解：根據(jù)動平衡的平衡條件，有

在平衡基面I上：

故有：［〃?「］］=----—xwr方向向上，

(b-a)

在平衡基面IIL:

故有：［加小=----xwr方向向下。

(b-a)

3、解：將各個質(zhì)量的質(zhì)徑積分解到兩個平衡平面中：

在平衡平面I-I中有：

各個質(zhì)徑積分量如圖(b)所示。

在平衡平面H--II中有：

各個質(zhì)徑積分量如圖(C)所示。

確定在各個平衡平面中應(yīng)加平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積：

在平衡平面I-I中

如圖(b)所示。

在平衡平面II-II中

如圖(c)所示。

4、解：轉(zhuǎn)速為0=至〃=%300=31.42加〃

6060人

偏心質(zhì)量1產(chǎn)生的離心慣性力為

偏心質(zhì)量2產(chǎn)生的離心慣性力為

偏心質(zhì)量3產(chǎn)生的離心慣性力為

所以總的離心慣性力為F=小F；+F；=J(-l9.40尸+(一78.491=80.857V

對軸承A取矩，有1000NB=200R

所以軸承B處的軸承反力為Ns=2獨尸=16.17N

而軸承A處的軸承反力為NA=F-NB=64.68N

設(shè)平衡質(zhì)量為方位用與工軸正向之間的夾角為a表示

在x方向上：m}R}cos90°+叱R2cos195。+m3H3cos285°+mhRhcosa=0

在y方向上：m}R}sin900+tn2R2sin1950+m3R3sin285°+mhRhsina=0

所以由以上兩式可得

最后得平衡質(zhì)量mb的方位a=arclan4.0452=76.11。

平衡質(zhì)量mb的大小叫,=1.64依

5、解：

由以下圖解得：

W

叫二」=7.07kg,方位在左下角45°

r

W

nh=-^=10kg,方位在水平線右側(cè)

a)b)

a)b)

6、由以下圖解得：

1)CD==20產(chǎn)

30

2)為了求解支撐A和B中的動壓力，可以找出各偏心質(zhì)量在支撐A和B兩平

面中的代替質(zhì)量，這些代替質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力的向量和就是作用在支撐中的

動壓力

在支撐平面A

在支撐平而B

校正平面I

圖解得：

校正平面11

圖解得：

校正平面I校正平面II

7、解：

1)

口=心療G=0.04&2(N)(方向向上)

%=0.0602(N)(方向向下)

2)因為必與為位于同一軸截面上，丹+巴=小，8=0.02療，方向向上；又因

小n2山]、1002爐”，

為P》=叫。與，所以⑦=…205kg。

Z“c=0,PA(/[if+，nc)—以【ic+8(，HC—，nw)=。

截面HI在H面與C之間，距II面400mm。

8、解：不平衡質(zhì)徑積：

分別分解到平衡平面A和B

動平衡條件

A面上進展靜平衡計算

根據(jù)對稱關(guān)系可知：("%)§=("%)8=；機

第8章平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計

一、填空題：

1、較鏈四桿機構(gòu)的壓力角。=40°,那么傳動角/=度，傳動角越大,

傳動效率越__________。

2、以下圖為一對心曲柄滑塊機構(gòu)，假設(shè)以滑塊3為機架，那么該機構(gòu)轉(zhuǎn)化為

機構(gòu)；假設(shè)以構(gòu)件2為機架，那么該機構(gòu)轉(zhuǎn)化為機構(gòu)。

3、曲柄搖桿機構(gòu)中，當和共線時出現(xiàn)死點位置。

4、曲柄搖桿機構(gòu)中，只有取為主動件時，才有可能出現(xiàn)死點位置。處于死點位

置時，機構(gòu)的傳動角/=度。

5、平行四邊形機構(gòu)的極位夾角。=,它的行程速比系數(shù)K=。

6、曲柄滑塊機構(gòu)中，假設(shè)增大曲柄長度，那么滑塊行程將。

7、如以下圖所示錢鏈四桿機構(gòu)，a=70mm,b=150mm,c=110mni,d=90mmo假

設(shè)以。桿為機架可獲得機構(gòu)，假設(shè)以〃桿為機架可獲得機構(gòu)。

8、如下圖較鏈四桿機構(gòu)中，假設(shè)機構(gòu)以AB桿為機架時，為機構(gòu)；以CD桿為

機架時，為機構(gòu)；以AD桿為機架時，為機構(gòu)。

9、在平面四桿機構(gòu)中，和為反映機構(gòu)傳力性能的重要指標。

10、在曲柄搖桿機構(gòu)中，如果將桿作為機架，那么與機架相連的兩桿都可以作運

動，即得到雙曲柄機構(gòu)。

11、在擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中，假設(shè)以曲柄為原動件，該機構(gòu)的壓力角為，其傳動角為。

二、判斷題：

1、對于較鏈四桿機構(gòu)，當機構(gòu)運動時，傳動角是不變的。(：

2、在四桿機構(gòu)中，假設(shè)有曲柄存在，那么曲柄必為最短桿。0

3、平面四桿機構(gòu)的行程速度變化系數(shù)KN1,且K值越大，從動件急回越明顯。

0

4、曲柄搖桿機構(gòu)中，假設(shè)以福桿為原動件，那么當搖桿與連桿共線時，機構(gòu)處

于死

點位置。0

5、曲柄的極位夾角。越大，機構(gòu)的急回特性也越顯著。()

6、在實際生產(chǎn)中，機構(gòu)的“死點〃位置對工作都是不利的，處處都要考慮克制。

()

7、在平面連桿機構(gòu)中，連桿與曲柄是同時存在的，即有連桿就有曲柄。()

三、選擇題：

1、以下圖所示的較鏈四桿機構(gòu)中，()是雙曲柄機構(gòu)。

A.圖(a)B.圖(b)C.圖(c)D.圖(d)

2、當行程速比系數(shù)K為時，曲柄搖桿機構(gòu)才有急回運動。

A.K<1；B.K=l；C.K>0；D,K>lo

3、平面連桿機構(gòu)的曲柄為主動件，那么機構(gòu)的傳動角是。

A.搖桿兩個極限位置之間的夾角；B.連桿與曲柄之間所夾的銳角；

C.連桿與搖桿之間所夾的銳角；D.搖桿與機架之間所夾的銳角。

4、曲柄搖桿機構(gòu)中，當______時，搖桿處于極限位置。

A.曲柄與機架共線；B.搖桿與機架共線；

C.曲柄與連桿共線；D.搖桿與連桿共線。

5、平面四桿機構(gòu)無急回特性時,行程速比系數(shù)

A壓力角a=OB傳動角p=0C極位夾角O=ODk>lEkVlFk=l

6、在雙曲柄機構(gòu)中，三桿長度為a=80mm,b=150mm,c=120mm,那么d桿長

度為o

A<110mmB110mm<d<190mmC>190mm

7、曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄為主動件時，死點位置；

A曲柄與連桿共線時為B搖桿與連桿共線時為C不存在

四、簡答題：

1、錢鏈四桿機構(gòu)的根本形式有哪幾種？

2、在曲柄滑塊機構(gòu)中，當以曲柄為原動件時，是否有死點位置？為什么？

3、加大四桿機構(gòu)原動件上的驅(qū)動力，能否是該機構(gòu)越過死點位置？為什么？

4、舉例說明急回特性在生產(chǎn)中有什么意義？

5、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)有無急回特性？

6、機構(gòu)的“死點〃位置在什么情況下需要克制？在什么情況下應(yīng)當利用？

五、分析、計算題

1、在以下圖所示的較鏈四桿機構(gòu)中，：lBC=50mm,/CD=35mm,lAD=30mm,AD

為機架。

1）此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且48是曲柄，求加最大值；

2）假設(shè)此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求加的最小值；

3）假設(shè)此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求的取值范圍。

2、如下圖的曲柄搖桿機構(gòu)，lAB=50mm,lBC=80mm,lAD=100mmo桿1為曲

柄，桿3為搖桿，曲柄為主動件且勻速轉(zhuǎn)動。試求：

1）搖桿3的最小長度。所小

2）當幾二力加加時，機構(gòu)的最小傳動角4小

3）當時，機構(gòu)的行程速比系數(shù)K。

3、在以下圖所示的齒輪連桿組合機構(gòu)中，lAB=45mm,lBC=100mm,lCD=70mm,

lAD=120mm,試分析：

1）齒輪1能否繞A點作整周轉(zhuǎn)動？（說明理由）

2）該機構(gòu)的自由度為多少？〔要有具體計算過程）

3）在圖示位置瞬心匕在何處？7="=?

4

4、在以下圖所示的偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，滑塊行程為80mm,當滑塊處于兩

個極限位置時，機構(gòu)壓力角各為30°和60°,試求:

e

1）桿長lAB、/8c及偏距；

2）機構(gòu)的行程速比系數(shù)K；

3）機構(gòu)的最大壓力角

5、如以下圖所示曲柄滑塊機構(gòu)，曲柄A3等速整周回轉(zhuǎn)。

1）設(shè)曲柄為主動件，滑塊朝右為工作行程，確定曲柄的合理轉(zhuǎn)向;

2）設(shè)曲柄為主動件，畫出急位夾角最小傳動角/mg出現(xiàn)的位置;

3）此機構(gòu)在什么情況下，出現(xiàn)死點位置，指出死點位置。

6^在以下圖的四桿閉運動鏈中，a=150mm,b=500nvv,c=300mm,

d=40（M“。欲設(shè)計一個錢鏈四桿機構(gòu)，機構(gòu)的輸入運動為單向連續(xù)轉(zhuǎn)動，確

定在以下情況下，應(yīng)取哪一個構(gòu)件為機架？①輸出運動為往復(fù)擺動；②輸出運動

也為單向連續(xù)轉(zhuǎn)動。

7、在以下圖a、b中

1）說明如何從一個曲柄二,"3演化為圖b的

擺動導(dǎo)桿機構(gòu)；

A

2）確定珈/4AD4-itfh^F；Ad

B

3）當目j擺動導(dǎo)才Z:構(gòu)件3的極限

位置，

8、以一4原動件,a=80mm,

b=200wm,IAD=1^20'=400〃""。

S)

（1）確定滑塊F的上、下極限位置；

（2）確定機構(gòu)的極位夾角；

（3）欲使極位夾角增大，桿長BC應(yīng)當如何調(diào)整？

9、試求出以下圖中機構(gòu)的最小傳動角和最大壓力角。

10、在以下圖所示的機構(gòu)中，以構(gòu)件1為主動件機構(gòu)是否會出現(xiàn)死點位置？以構(gòu)

件3為主動件，機構(gòu)是否會出現(xiàn)死點位置？畫出機構(gòu)的死點位置，并標明機構(gòu)的

主動件是哪一個構(gòu)件。

11、（1）試述較鏈四桿機構(gòu)曲柄存在的條件（2）根據(jù)圖中所注尺寸判斷是曲柄

搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)、還是雙搖桿機構(gòu)，寫出判斷過程。

12、如以下圖所示，設(shè)計一由柄搖桿機/構(gòu)，其搖桿。。的

長度la）=290mm,搖桿兩極限位置間的夾角“=32°,行

程速比系數(shù)K=L25,假設(shè)曲柄的長度\

lAB=75mm,求連

桿的長度力和機架的長度加，并校驗最A(yù)11（

7小傳動角4n是

否在允許值范圍內(nèi)。\

13、設(shè)計一錢鏈四桿機構(gòu)，如下圖，搖嫂—桿8的行程速

比系數(shù)K=1,搖桿的長度lCD=150mm,搖桿的極限位置與機架所成的角度*'=30°

和“=90",求曲柄的長度&和連桿的長度展。

14、如下圖的曲柄搖桿機構(gòu)，&,=50mm,G=80mm,&,=100mm。桿1為曲

柄，桿3為搖桿，曲柄為主動件且勻速轉(zhuǎn)動。試求：

1)搖桿3的最小長度也.；

2)當G=時，機構(gòu)的最小傳動角外.

3)當％=勒喃時，機構(gòu)的行程速比系數(shù)K;

4)假設(shè)搖桿3順時針轉(zhuǎn)動為工作行程，為保證工作行程的速度較慢，試確定曲

柄1的轉(zhuǎn)動方向。

第8章平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計

一、填空題：

1、50°、高；2、移動導(dǎo)桿、曲柄搖塊；3、曲柄、連桿；4、搖桿、0；5、0、1；6、

增大；7、雙搖桿、雙搖桿；8、雙曲柄機構(gòu)、雙搖桿機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)；9、

壓力角、傳動角；10、最短桿、整周回轉(zhuǎn)；11、0、90°

二、判斷題：

1、X；2^x；3、4；4、x；5、4；6、X；7、x

三、選擇題：

1、D；2、D；3、C；4^C；5^C、F；6^B；7、C

四、簡答題：

1、曲柄搖桿機構(gòu)、雙曲柄機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)。

2、(1)沒有。(2)因為曲柄滑塊機構(gòu)相當于搖桿為無限長的曲柄搖桿機構(gòu)，它

的連桿與從動件不可能共線。

3、不能。根據(jù)機構(gòu)死點的概念，此時傳動角為0。，驅(qū)動力有效分力為0,機構(gòu)

無法運動。加大驅(qū)動力后，傳動角仍為0。，驅(qū)動力有效分力仍為0。

4、牛頭刨床空程速度快，提高生產(chǎn)率。

5、有急回特性，極位夾角不等于零。

6、運動時克制，固定夾緊時利用。

五、分析、計算題

1、

1)

(1)假設(shè)該機構(gòu)欲成為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB為曲柄，那么A8應(yīng)為最短桿。其

中桿為最長桿，長度為50mm。

(2)由曲柄存在條件得：

求得如“5即加的最大值為15mm。

2)

解法一：

(1)假設(shè)該機構(gòu)欲成為雙曲兩機構(gòu)，應(yīng)滿足曲柄存在的條件，且應(yīng)以機架為最

短桿。現(xiàn)AO為機架，即最短桿為AO=30mm,那么最長桿可能為3c桿，也可

能是A3桿。題中所求為L的最小值，所以只分析3C桿為最長桿的情況即可。

(2)由曲柄存在條件得：

求得加245,即45(&<50

即L的最小值為45mm。

解法二：

(1)假設(shè)該機構(gòu)欲成為雙曲柄機構(gòu)，應(yīng)滿足曲柄存在的條件，且應(yīng)以機架為最

短桿?，F(xiàn)AO為機架，即最短桿為AZ>30mm,那么最長桿可能為桿，也可

能是AB桿。

(2)假設(shè)48桿為最長桿，由曲柄存在條件得：

求得加W55,即50VL455

(3)假設(shè)BC桿為最長桿，白曲柄存在條件得：

求得兀245,即454的<50

所以，假設(shè)該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，那么AB桿桿長的取值范圍為：45</^<550

即的最小值為45mm。

3)

如果機構(gòu)尺寸不滿足桿長和條件，那么機構(gòu)必為雙搖桿機構(gòu)C

(1)假設(shè)，8為最短桿，那么幾十展>5+〃口

故LB>ICD+1ADTBC=35+30-50=15mm

(2)假設(shè)岫為最長桿，那么，。+兀>兒+〃

故>he+聯(lián)TAD=50+35-30=55mm

(3)假設(shè)加即不是最短桿，也不是最長桿，那么/八。+/品>/"+/8

故】AB<[AD+〔BC一〔CD=30+50-35=45mm

(4)假設(shè)要保證機構(gòu)成立，那么應(yīng)有

故當該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)時，/48的取值范圍為

15〃vn<lAB<45mm和55mm5mm.

2、

1)由曲柄存在條件得：

2)

曲柄的與機架重疊共線時：

曲柄3與機架拉直共線時：

所以，"n=0°。

3)

曲柄3與連桿拉直共線時：

曲柄的與連桿重疊共線時：

3、

1)1AB+IAD=165mm<lBC+/CD=170mm

AB桿是最短桿，且又為連架桿，它與最長桿長度之和小于另外兩桿長度之和，

所以構(gòu)件1為曲柄，能作整周轉(zhuǎn)動。

2)〃=5,&=6,[=2

3)由三心定理確定的《位置如以下圖所示

4、作出當滑塊處于兩個極限位置時的機構(gòu)運動簡圖，如以下圖所示。

1)

解得：

lAB=29.28mm,lBC=109.28mm

2)

3)

最大壓力角出現(xiàn)在48垂直于GC2時。

5、

1)曲柄為主動件，曲柄48由4月運動到4為位置，滑塊由左極限位置G運動

到右極限位置。2,滑塊G-朝右為工作行程，對應(yīng)曲柄的轉(zhuǎn)角為e=180+凡

所需時間:=@/刃=(180+夕)/公；曲柄A8由4B?運動到AB位置，滑塊由右極

限位置G運動到左極限位置G，滑塊G朝左為空行程，對應(yīng)曲柄的轉(zhuǎn)角為

82=180-6,所需時間％=仍/。=(180-6)/。。為了保證滑塊在空行程具有急

回特性，即4>，2。那么曲柄的的合理轉(zhuǎn)向必為逆時針方向。如下圖。

2)以曲柄為主動件，急位夾角最小傳動角兒訪的位置如下圖。

3)此機構(gòu)在以滑塊為主動件的情況下，出現(xiàn)死點位置，其死點位置為ABC1和

A&G兩個位置。

6、①當輸出運動為往復(fù)擺動時，機構(gòu)應(yīng)為曲柄搖桿機構(gòu)，此時應(yīng)取四桿中最短

桿的相鄰桿，即b或d作為機架。

②當輸出運動也為單向連續(xù)轉(zhuǎn)動時，機構(gòu)應(yīng)為雙曲柄機構(gòu)，此時應(yīng)取四桿

中的最短桿，即a作為機架。

7、(1)當曲柄搖桿機構(gòu)的搖桿為無窮長時，那么原來搖桿與機架之間的轉(zhuǎn)動副

就變?yōu)橐苿痈?，原機構(gòu)就演化為了圖a的曲柄滑塊機構(gòu)。如果取曲柄滑塊機構(gòu)中

的連桿作為機架，那么曲柄滑塊機構(gòu)就演化為了圖b的擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。

(2)對于圖(a),構(gòu)件AB為曲柄的條件是a+對于圖(b),只要導(dǎo)桿

BC足夠長，滿足裝配要求，那么構(gòu)件AB始終為曲柄。

(3)對于圖(a),構(gòu)件3的極限位置在曲柄1和連桿2的兩次共線處，其極限

位置為、32和極位夾角。如圖(a)所示；對于圖(b),構(gòu)件3的極限位置在曲

柄1與滑塊2形成的轉(zhuǎn)動副B的軌跡圓與導(dǎo)桿3的切線處，IVZABC=90。，

其極限位置3?和極位夾角。如圖(b)所示。

8、［1)由于a=SOnim<b=200/他??，所以四桿機構(gòu)ABC為轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu),

導(dǎo)桿AB也是曲柄，可以相對機架轉(zhuǎn)動360。，那么滑塊F的上、下極限位置如圖

中F2、Fi的位置。

(2)對應(yīng)滑塊F的極限位置，可以確定出導(dǎo)桿AC的位置及滑塊C的位置Ci,

C2o由圖中幾何關(guān)系，得

那么極位夾角。=180°-%=47.16。°

(3)欲使極位夾角增大，應(yīng)使a角減小，所以桿長BC就當減小。

9、

(a〕、sin?=———=------=0.4583

mdaXx

lBC120

所以最大壓力角am”=amsin0.4583=27.28°

最小傳動角右in=90。-amax=90°-27.28。=62.72。

(b)、最大壓力角區(qū)^=0°

最小傳動角/min=900-Qma、=90。-0。=90。

10、在圖示機構(gòu)中，當以構(gòu)件1為主動件時，機構(gòu)不會出現(xiàn)死點位置；當以構(gòu)件

3為主動件時，機構(gòu)會出現(xiàn)死點位置，其死點位置分別如以下圖示。

11、(1)最長桿與最短桿的長度之和小于或等于其余兩桿之和；以最短桿或其相

鄰桿為機架。

(2)左圖：120+25V100+60,且以最短桿25相鄰的桿120為機架，

所以該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)

右圖：110+4(X90+70,且以最短桿40為機架，所以該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)

12、

⑴求連桿的長度心和機架的長度加。

1)由的行程速比系數(shù)K=L25,計算極位夾角：^=180°—=20°o

K+\

那么C.C,=2CDsin—=2x290xsin:——=159.87mm

22

2)由圖可知：在AACC中

由余弦定理得：

2

即：159.87?=(嚷-75f+(展+75)-2aBe-75)?(/BC+75)-cos200

解得：IBC=176.02mm

所以：AC.==C-75=101.02mm

由正弦定理得：

sinZAC.C,sinZC.AC,sinZAC.C,sin20°

------=-------!——,即Hn------==-----

AC2C,C2251.02159.87

所以，sinZAC,Q=——x251.02=0.537

159.87

3)在&4CQ中

由余弦定理得：

即____________________________

2222

AD=,而+QD-2ACt.麗cosN4cQ=V101.02+290-2x10i.02x290xcos73.52°

=278.72mm

所以，噎=176.02mmJAD=278.72mm。

⑵校驗最小傳動角4”是否在允許值范圍內(nèi)。

1）求最小傳動角可能出現(xiàn)的位置所對應(yīng)的N8CD值。

①8s48=或」76.。2,290二（278.72—75）；。72]

2x176.02x290

②"CD/也J，J立J6.3+29。、⑵叱+7寸二/網(wǎng)

2x176.02x290

2）最小傳動角為=43.88°o

由于4訪=43.88°>40°,所以最小傳動角在允許值范圍內(nèi)。

13、用圖解法，其步驟為：

1）取比例尺4=0-006m/mm,按條件作出搖桿CD的兩個極限位置和OC2，

如以下圖所示。

2）因極位夾角8=180。乂￡」=180。乂上」=0,所以4c2與A。重合為一直線，故

K+11+1

連接C02,使其延長線與ZM（1DC2）交于點力，那么點A即為要求的固定較鏈

中心。

3）由圖可得:

所以，聯(lián)=225mm，/=75mm

14、

1)

2)

曲柄配與機架重疊共線時:

曲柄卻與機架拉直共線時:

3）曲柄卻與連桿拉直共線時:

曲柄心與連桿重疊共線時:

4）曲柄應(yīng)逆時針方向轉(zhuǎn)動。

第9章凸輪機構(gòu)及其設(shè)計

一、填空題：

1、在凸輪機構(gòu)的各種常用從動件運動規(guī)律中，運動規(guī)律具有剛性沖

擊；運動規(guī)律具有柔性沖擊；而運動規(guī)律無沖擊。

2、維持凸輪與從動件高副接觸封閉的方式有和。

3、滾子移動從動件盤形凸輪的理論廓線是實際廓線的曲線。

4、凸輪的基圓半徑越小，那么凸輪機構(gòu)的壓力角越，而凸輪機構(gòu)的尺寸越。

5、在設(shè)計滾子移動從動件盤形凸輪機構(gòu)時，假設(shè)發(fā)現(xiàn)凸輪實際廓線有變尖的現(xiàn)

象，為了克制變尖現(xiàn)象，可采取的措施有或。

6、凸輪機構(gòu)能使從動桿按照實現(xiàn)各種復(fù)雜的運動。

7、凸輪的基圓半徑是從到的最短距離。

二、判斷題：

1、凸輪機構(gòu)中從動件只能實現(xiàn)直線往復(fù)運動。（）

2、凸輪轉(zhuǎn)速的上下，影響從動桿的運動規(guī)律。（）

三、選擇題：

1、依據(jù)相對運動原理繪制凸能輪廓曲線的方法稱為。

A.正轉(zhuǎn)法；B.漸開線法；C.反轉(zhuǎn)法；D.螺旋線法。

2、以下凸輪不是按形狀來分類的是。

A.盤形凸輪；B.移動凸輪；

C.尖端從動件凸輪；D,圓柱凸輪。

3、通常，可適當增大凸輪的方法來減小凸輪的運動失真現(xiàn)象。

A.最大圓半徑；B.分度圓半徑；C.分度圓直徑；D.基圓半徑。

4、滾子從動件盤形凸輪的理論廓線與實際廓線。

A.為兩條法向等距曲線；B.為兩條近似的曲線；

C.互相平行；D.之間的徑向距離處處相等。

5、當凸輪機構(gòu)的從動件推程按等加速等減速規(guī)律運動時，推程開場和完畢位置。

A.存在剛性沖擊；B.存在柔性沖擊；C.不存在沖擊。

6、尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)中，基圓的大小會影響。

A.從動件的位移；B.從動件的速度；

C.從動件的加速度；D.凸輪機構(gòu)的壓力角。

7、在滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)中，當外凸凸輪理論廓線的曲率半徑p滾

子圓半徑乙時，從動件的運動規(guī)律將發(fā)生失真現(xiàn)象。

A.大于B.等于C.小于D.近似于

8、凸輪機構(gòu)中，基圓半徑是指凸輪轉(zhuǎn)動中心到半徑.

A理論輪廓線」.的最大B實際輪廓線上的最大C實際輪廓線，的最小

D理論輪廓線上的最小

9、凸輪機構(gòu)中的壓力角是指間的夾角。

A凸輪上接觸點的法線與從動件的運動方向B凸輪上接觸點的法線與該點

線速度C凸輪上接觸點的切線與從動件的運動方向

10、假設(shè)增大凸輪機構(gòu)的推程壓力角a,那么該凸輪機構(gòu)的凸輪基圓半徑將，從

動件上所受的有害分力將。

A.增大；B.減??；C.不變。

11、假設(shè)從動件的運動規(guī)律選擇為等加速等減速運動規(guī)律、簡諧運動規(guī)律或正弦

加速度運動規(guī)律，當把凸輪轉(zhuǎn)速提高一倍時，從動件的加速度是原來的倍。

A.1；B.2；C.4；D.8o

12、設(shè)計滾子從動件盤形凸輪輪廓曲線時，假設(shè)將滾子半徑加大，那么凸輪輪廓

曲線上各點曲率半徑。

A.一定變大；B.一定變??；C.不變；D.可能變大也可能變小。

四、簡答題：

1、在滾子從動件盤形（外凸）凸輪機構(gòu)中，滾子半徑是否可以任意確定？為什

么？

2、凸輪從動件運動規(guī)律中，何謂“剛性沖擊〃和“柔性沖擊〃？

3、移動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)假設(shè)出現(xiàn)運動失真，可采取什么改良措施？

4、在什么情況下凸輪機構(gòu)的從動桿才能得到運動的停歇？

五、圖解題：

1、圖示凸輪機構(gòu)中，凸輪廓線為圓形，幾何中心在B點。請作出：

1）凸輪的理論廓線；

2）凸輪的基圓；

3）凸輪機構(gòu)的偏距圓；

4）凸輪與從動件在D點接觸時的壓力角；

5）凸輪與從動件從在C接觸到在D點接觸時凸輪轉(zhuǎn)過的角度。

2、補全以下圖不完整的從動件位移、速度和加速度線圖，并判斷哪些位置有剛

性沖擊，哪些位置有柔性沖擊。

3、在以下圖中，凸輪為主動件，畫出凸輪逆時針轉(zhuǎn)過30。時機構(gòu)的壓力角。

4、以下圖中凸輪為半徑為R的圓盤，凸輪為主動件。（1）寫出機構(gòu)的壓力角a與

凸輪轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系；（2）討論如果aN[a],應(yīng)采用什么改良設(shè)計的措施?

3

5、以下圖所示為從動件在推理的局部運動曲線，其包工00,中;=0°,試根據(jù)小

u和。之間的關(guān)系定性地補全該運動曲線；并指出該凸輪機構(gòu)工作時，何處有剛性

沖jTj9欠J攵^有"忖:；中--|-17

6、在以下圖所示的偏置滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu)中，凸輪1的工作輪廓為

圓，其圓心和半徑分別為。和R,凸輪1沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，推動從動件往復(fù)移

動。：/?=100mm,OC