1、机械技术基础习题1习题（一）1传递，转换 2运动，制造 3确定，有用，构件 4动力 传动 执行5构件 2、3、4、机架 1 组成的连杆机构 构件 5、6、机架 1 组成的齿轮机构 构件 7、8、机架 1 组成的凸轮机构（二）1B 2A 3B 4C 5B（一）填空题1从运动的角度看，机构的主要功用在于 运动或 运动的形式。2构件是机器的 单元。零件是机器的 单元。3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。4机器由 部分、 部分、 部分和控制部分组成。5图 1-1 所示单缸内燃机，组成机器的基本机构有 、 、 。图 1-1（二）选择题1组成机械的各个相对运动的
2、实物称为 。A零件 B构件 C部件2机械中不可拆卸的制造单元体称为 。 A零件 B构件 C部件3括号内所列实物 汽车、游标卡尺、车床、齿轮减速器、 电动机 中， 是机器。A B C D4括号内所列实物 螺钉、起重吊钩、螺母、键、 缝纫机脚踏板 中， 属于通用零件。A B C D 5括号内所列实物 台虎钳、百分表、水泵、台钻、 内燃机活塞与曲轴运动转换装置 中， 属于机构。A B C D 表 2-1 几种机构的运动简图示例例 1 例 2 例 3单元一 机械认识单元二 平面机构的运动简图及自由度学 习 指 导 机械技术基础习题2机构图分析1 机架，2 主动；1、2转动副，2、3转动副；3、4移动副
3、；4、1转动副1 主动，4 机架；1、4转动副；1、2转动副；2、3移动副；3、4移动副1 主动，4 机架；1、4转动副；1、2转动副；2、3移动副；3、4转动副机构运动简图表 2-2 平面机构自由度计算的分析实例 图例复合铰链 无 无 无局部自由度 滚子 B B 处滚子虚约束 DF 杆、 CG 杆之一；K、K 之一 1、2 间高副之一；2、3（消除滚子后）间高副之一 3、4 构件之一（轨迹重合）运动副分析 凸轮、滚子间为高副，其他运动副为低副 1 杆和 2 构件之间、2 杆和 3 构件之间均为一个高副 低副机构运动副计算 F=3n-2PL-PH=36-28-1=1 F=3n-2PL-PH=3
4、4-24-2=2 F=3n-2PL-PH=33-24=1【例 2-1】计算图 2-1 示平面机构的自由度，若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出。图 2-1解：局部自由度E 处滚子：复合铰链B 处：虚约束H、H之一机构的自由度 F=3n-2PL-PH=39-212-2=1【例 2-2】如图 2-2a 所示机构是否具有确定运动？并提出改进方案。图 2-2 a 题图 b 改进方案图 1 c 改进方案图 2解：原题机构自由度为 F=3n-2PL-PH=34-25-0=2 F=2 且 FW=1（W 为主动构件数） ，无确定运动若使机构有确定运动，必须 F=W。改进方法有两种：一是增加一个原动件使 W
5、=2（见改进方案 1 图所示） ；二是增加带一个平面低副的构件使 F=1（见改进方案 2 图所示）本题类型常用对策：增加主动构件的数目；增加约束的数目机械技术基础习题3【例 2-3】山东省 2009 年专升本题题意 ：如图 2-3a)所示的平面机构设计是否合理，如不合理应如何改正？ 答：计算自由度 F=3n-2PL-PH=35-27-1=0；分析：转动副 D 处为转动副和移动副的交汇点而无法运动系统不能运动措施：增一带一个低副的活动构件或 D 处低副改高副措施 1D 处增加一个带一个低副的低副构件，图示 b措施 2E 处增加一个带一个低副的低副构件，图示 c措施 3G 处增加一个带一个低副的低
6、副构件，图示 d措施 4D 处增加一个带一个低副的低副构件，图示 e措施 5D 处设置为一个高副（ 减少一个约束） ，图示 f图 2-3a)题图 b)措施 1 图 c)措施 2 图d)措施 3 图 e)措施 4 图 f)措施 5 图【例 2-4】试绘制图 2-4a)所示机构的机构示意图，并计算自由度。如结构上有错误，请指出，并提出改进方法，画出正确的示意图。解：分析方法与【例 2-3】类似，不再赘述。机构示意图见图 b)所示，计算自由度 F=3n-2PL-PH=34-26=0， 结构错误。改进后正确的示意图见图 c)、图 d)、图 e)所示。图 2-4a)题图 b)机构示意图 c)改进办法图
7、1 d)改进办法图 2 e)改进办法图 3习题（一）1三 2构件的可动联接，点 线 面，点、线，面 3F= W 4约束 5简单 小 大（二）1D 2A 3A 4C 5A 6B 7B（三）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10（一）填空题1一个作平面运动的构件有 个独立运动的自由度。2运动副是指 。按其接触情况分，可分为 接触 接触和 接触三种。其中， 接触为运动高副， 接触为运动低副3机构具有确定运动的充分和必要条件是 。4运动副对成副的两构件间的相对运动所加的限制称为 。5低副的优点：制造和维修 ，单位面积压力 ，承载能力 。（二）选择题（单选）1 保留了 2 个自由度，带进了 1 个约束
8、。A转动副 B移动副 C转动副与移动副 D高副2两个以上的构件共用同一转动轴线所构成的转动副构成 。本题类型常用对策：增加一个带一低副的构件；减少约束的数目机械技术基础习题4A复合铰链 B局部自由度 C虚约束3由 K 个构件形成的复合铰链应具有的转动副数目为 。AK-1 BK CK+1 DK+24在比例尺 L=0.02m/mm 的机构运动简图中，量得一构件的长度是 10mm，则该构件的实际长度是 mm。A20 B50 C 200 D500 5机构运动简图与 无关。A构件和运动副的结构 B构件数目 C运动副的数目、类型 D运动副的相对位置6图 2-5 所示两构件构成的运动副为 。A.高副； B.
9、低副7如图 2-6 所示，图中 A 点处形成的转动副数为 个。A1； B2； C 3图 2-5 图 2-6（三）判断题 （ ）1齿轮机构组成转动副。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10（ ）2虚约束没有独立约束作用，在实际机器中可有可无。（ ）3引入一个约束条件将减少一个自由度。（ ）4平面低副机构中，每个转动副和移动副所引入的约束数目是相同的。（ ）5机构中的虚约束，若制造安装精度不够，会变成实约束。（ ）6运动副是联接，联接也是运动副。（ ）7运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。（ ）8两构件通过内表面和外表面直接接触而组成的低副，都是转动副。（ ）9若机构的自由度数为 2
10、，那么该机构共需 2 个原动件。（ ）10机构的自由度数应等于原动件数，否则机构不能成立。（四）综合题1机构运动简图有什么作用？如何绘制机构运动简图？2在计算机构的自由度时，要注意哪些事项？3计算图 2-7 各图的自由度，若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出。图 2-7a 图 2-7b 图 2-7c机械技术基础习题5图 2-7d 图 2-7 e 图 2-7f图 2-7g 图 2-7h【例 3-1】某铰链四杆机构如图 3-1 所示。问：（1）a 取不同值可得到哪些机构？（ 2）a 分别取何值可得到这些机构？图 3-1解：（1）因为 30、40、55 三个长度尺寸中，最短为 30 的作机架，若
11、满足存在曲柄的杆长条件且 a 不是最短杆，则为双曲柄机构，所以 a 取不同值分别可得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构（2） 若为曲柄摇杆机构 a 最短 a+5530+40 a15若为双曲柄机构 a 非最长 30+55a+40 a45a 最长 30+a40+55 a55综上，若为双曲柄机构：45a55若为双摇杆机构，a 取值不满足存在曲柄的杆长条件a 取值：a 最短 a+5530+40 a15a 非最长 30+55a+40 a45a 最长 30+a40+55 a65a 最长极限条件 a30+40+55=125 综上，若为双摇杆机构 a 取值 15a45 和 65 a125表 3-1 常见平
12、面四杆机构的基本特征简表运动特性序号机构名称 机构简图主动构件输出构件急回特性（极位夹角）压力角( max)或传动角( min)止点（死点）位置备注（应用举例）单元三 平面连杆机构机械技术基础习题61 主动3 输出一般有（1、2 共线时判）max(或 min)（1、4 共线时判） 无 棘轮驱动机构1曲柄摇杆机构3 主动1 输出 无有死点（1、2 共线时=90、=0） 缝纫机踏板机构2双曲柄机构曲柄：一主动一输出无1 主2、3 共线为死点；3 主1、2 共线为死点（死点时 =90、=0 ）惯性筛机构（一般）、机车车轮联动机构（正平行） 、车门启闭机构（反平行）3双摇杆机构1、3：一主动一输出无1
13、 主2、3 共线为死点；3 主1、2 共线为死点（死点时 =90、=0 ）车辆前轮转向机构、钻床夹具机构1 主动3 输出 无B 距 3 导路最远两位置 无4对心曲柄滑块机构3 主动1 输出 无1、2 共线为死点（死点时 =90、=0 ）内燃机曲柄连杆机构1 主动3 输出有（1、2 两次共线位置） B 距 3 导路最远位置 无5偏置曲柄滑块机构 3 主动1 输出 无 1、2 共线为死点（=90） 内燃机曲柄连杆机构6摆动导杆机构1 主动3 输出有（极位夹角 =导杆摆角 ）恒 =90 （=0） 无 牛头刨床驱动机构 你来分析：指出下图 3-2a、 b、c 、d 所示 四杆机构图示位置的压力角和传动
14、角 ,并判定有无死点位置。a b c d图 3-2习题（一）填空题1平面连杆机构是 低 副机构，铰链四杆机构的运动副全部是 低 副。2在铰链四杆机构中，不与机架相连的杆称为 连杆 。与机架相连的杆称为 连架杆 。3在铰链四杆机构中，能作整周圆周运动的连架杆称为 曲柄 ，只能绕机架作往复摆动的连架杆称为 摇杆 。4按连架杆的运动形式不同，铰链四杆机构可分为 曲柄摇杆 、 双曲柄 和 双摇杆 三种基本形式。5当曲柄摇杆机构的 曲柄 为主动件时，机构才会有死点位置。6平面连杆机构的行程速度变化系数 大于等于 1 时或曲柄的极位夹角 大于 0 时，机构有急回特性。7生产中常常利用急回特性来缩短 空行程
15、时间 ，从而提高工作效率。8机构的压力角越 小 ，对传动越有利。机构处于死点位置时，压力角等于 90 度 ，传动角等于 0 度。9若曲柄为主动件，则 偏置式 式曲柄滑块机构无急回特性， 正置式 式曲柄滑块机构有急回特性。（二）选择题1铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄 A 构件。机械技术基础习题7A不一定是最短 B一定是最短 C不一定是最长 D一定是最长2曲柄滑块机构由 A 机构演化而成。A曲柄摇杆 B双曲柄 C导杆机构 D摇块机构3在曲柄摇杆机构中，只有当 D 为主动件时，才会出现死点位置。A摇杆 B连杆 C机架 D曲柄4四杆机构处于死点时，其传动角 为 C 。A0 B45 C90 D45905
16、曲柄摇杆机构中，若曲柄为原动件时，其最小传动角的位置在 B 位置之一。A曲柄与连杆的两个共线 B. 摇杆的两个极限 C曲柄与机架的两个共线6下列平面连杆机构中，可能具有急回特性的是 A 。A对心曲柄滑块机构 B双摇杆机构 C平行双曲柄机构 D曲柄摇杆机构7一四杆机构四杆的长度以此为 30、60、45、55。若长度为 30 的杆为机架，该机构为 机构。若长度为 60 的杆为机架，该机构为 机构。若长度为 45 的杆为机架，该机构为 机构。若长度为 55 的杆为机架，该机构为 机构。A曲柄摇杆 B双曲柄 C双摇杆8死点位置对传动( )，对夹紧、定位装置( )。答案：分别为 D A有利、不利 B有利
17、、有利 C不利、不利 D不利、有利9牛头刨床使用摆动导杆机构作为工作机构，具有急回运动特性。已知该机构在工作行程中需时间 3 秒，空回行程时间为 2 秒，则该机构极位夹角值应为 A 。A36 B30 C20 D2610在曲柄摇杆机构中，只有当（ ）为主动件时， （ ）在运动中才会出现“死点”位置（选项序号：曲柄、 连杆、 摇杆、连架杆） 。所选序号以此为： B A和 B 和 C和 D 和 11当曲柄的极位夹角为 C 时，曲柄摇杆机构才有急回运动。A0 B = 0 C012当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动时，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是C A按原运动方向 B反方向 C不能确定的13曲柄滑块
18、机构是由 A 演化而来的。A曲柄摇杆机构 B双曲柄机构 C双摇杆机构 14平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，最短杆是连杆，这个机构叫做 C A曲柄摇杆机构 B双曲柄机构 C双摇杆机构15 A 等能把旋转运动转变成往复摆动运动。 （选项序号： 曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、摆动导杆机构） 。A B C D 16 D 能把旋转运动转换成往复直线运动，也可以把往复直线运动转换成旋转运动。A曲柄摇杆机构 B双曲柄机构 C双摇杆机构 D曲柄滑块机构 E摆动导杆机构 F转动导杆机构17机械工程中，通常利用 A 的惯性储蓄能量，以越过平面连杆机构的死点位置。A主动件 B连
19、杆 C从动件 D连架杆18压力角 的定义是 C 。A从动件所受的力 F 与其法向分力 Fn之间的夹角机械技术基础习题8B从动件所受的力 F 与受力点速度方向之间所夹的钝角C从动件所受的力 F 的方向与受力点速度方向之间所夹的锐角（三）判断题（ ）1铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆的长度之和大于其他两杆长度之和，不论谁为机架均为双摇杆机构。（ ）2曲柄摇杆机构的最小传动角一定出现在曲柄与机架共线的两个位置上。（ ）3摆动导杆机构若以曲柄为主动件，导杆一定具有急回特性。（ ）4铰链四杆机构中的曲柄一定是最短杆。（ ）5在平面四杆机构中，只要两个连架杆都能绕机架上的铰链作整周转动，必然是双曲柄机构。
20、（ ）6当机构的极位夹角 =00时，机构无急回特性。（ ）7利用曲柄摇杆机构，可以把等速转动运动，转变成具有急回特性的往复摆动运动，或者没有急回特性的往复摆动运动。（ ）8曲柄滑块机构中，滑块在作往复运动时，不会出现急回运动。（ ）9曲柄极位夹角 越大，行程速度变化系数 K 也越大，机构的急回特性越显著。（ ）10在实际生产中，机构的死点位置对工作都是不利的。（ ）11四杆机构的死点位置与哪个构件为原动件无关。（ ）12从动件的受力方向与作用点的速度方向的夹角称为压力角。（ ）13压力角就是主动件所受驱动力的方向线与该点速度的方向线之间的夹角。（ ）14压力角是衡量机构传力性能的重要指标。（
21、）15偏置曲柄滑块机构中，最小传动角一定出现在曲柄与滑块导路垂直的其中一个位置上。（ ）16平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性使机构通过死点位置。（ ）17有曲柄的四杆机构，就存在着出现“死点”位置的基本条件。（ ）18在实际生产中，机构的“死点”位置对工作都是不利的，处处都要考虑克服。（ ）19在曲柄摇杆机构中，曲柄和连杆共线，就是“死点”位置。（ ）20在平面四杆机构中，凡是能把转动运动转换成往复运动的机构，都会有急回运动特性。（四）问答题1铰链四杆机构有曲柄的条件是什么？2何谓行程速比系数？何谓急回特性？何谓急位夹角？三者之间有何关系？3什么是连杆机构的压力角、传动角？他们的大小对机构有何
22、影响？4机构的“死点” 位置在什么情况下需要克服？在什么情况下应当利用？（五）综合题1图 3-6 示各四杆机构中，原动件 1 作匀速顺时针转动，从动件 3 由左向右运动时，要求：各机构的极限位置图，并量出从动件的行程；计算各机构行程速度变化系数；作出各机构出现最小传动角（或最大压力角）时的位置图，并量出（或计算出）其大小。2若图 3-6 所示各四杆机构中，构件 3 为原动件、构件 1 为从动件，试作出各机构的死点位置。a b c图 3-6 综合 2 题图单元四 凸轮机构机械技术基础习题9【例 4-1】已知凸轮机构从动件的运动规律如图 4-1a 所示。分析该凸轮机构的推程和回程的运动规律，画出
23、s- 曲线和 a- 曲线。解：分析推程 等速运动；回程 等加速等减速运动图 4-1a)题图 b)解答图表 4-1 从动件常用运动规律简表等速运动规律 等加速等减速运动规律 简谐运动规律（余弦加速度运动规律）运动曲线特点 行程起始、终止产生刚性冲击，滚子、平底从动件可能产生运动失真 行程起始、中点、终止产生柔性冲击 行程起始、终止产生柔性冲击应用 低速、轻载 中低速、中载 中低速备注例如机床中控制刀架进给的凸轮机构（行程起始、终止位置采用弧线过渡以避免刚性冲击）s(t)图另一作法示意若按“ 升-降- 升-降”连续工作、且 0=s则无冲击，可用于高速传动从动件常用运动规律还有摆线运动规律（正弦加速
24、度运动规律）等，摆线运动规律无冲击、适于高速表 4-2 几种盘形凸轮机构的凸轮转角、从动件位移、压力角分析机构名称 图解 图解说明对心尖顶移动从动件盘形凸轮机构作凸轮基圆；按反转法画出从动件导路线；标凸轮转角和从动件位移；分析作出压力角偏置尖顶移动从动件盘形凸轮机构作凸轮基圆和偏距圆；按反转法画出 B 点接触时的从动件导路线（与偏距圆相切） ；从基圆上分析并标凸轮转角、标出从动件位移；分析压力角机械技术基础习题10对心滚子移动从动件盘形凸轮机构以滚子中心为尖顶作凸轮理论轮廓线； 在理论轮廓线上作基圆；在实际轮廓线上指定点 B 画出与之相切的滚子，用反转法过滚子中心作从动件导路线；在基圆上标凸轮
25、转角、标出从动件位移；在理论轮廓线上分析压力角偏置滚子移动从动件盘形凸轮机构以滚子中心为尖顶作凸轮理论轮廓线； 在理论轮廓线上作出基圆，作偏距圆；在实际轮廓线上指定点 B 画与之相切的滚子，用反转法过滚子中心作从动件导路线（与偏距圆相切） ；在基圆上标凸轮转角，标出从动件位移；在理论轮廓线上分析压力角尖顶摆动从动件盘形凸轮机构作凸轮基圆；以 O 为圆心 OO1 为半径画圆；以 B 为圆心 AO1 为半径作圆弧交上述圆于 O1点；以 O1为圆心 O1B（AO 1）为半径画圆弧交基圆于 B点，则从动件的位移为B O 1B；在基圆上标凸轮转角，分析作出压力角注（已知条件） 凸轮与从动件从图示位置A
26、点接触，分析：转到 B 点接触时的凸轮转角、从动件位移和 B 点接触时的压力角习题(一)填空题1凸轮机构由 、 和 三个基本构件组成。2以凸轮的 半径所做的圆，称为基圆。3在凸轮机构中，从动杆的 称为行程。4凸轮轮廓线上某点的 方向与从动杆 方向之间的夹角，称为压力角。5如果把从动杆的 量与凸轮的 之间的关系用曲线表示，则此曲线就称为从动杆的位移曲线。6将从动杆运动的整个行程分为两段，前半段作 运动，后半段作 运动，这种运动规律就称为 运动规律。7滚子从动杆与凸轮接触时摩擦阻力 ，但从动杆的结构复杂，多用于传力要求 的场合。8凸轮机构中从动件常用的运动规律有 、 、 和摆线运动规律等。9凸轮基圆大小与压力角大小有关系，r b越小，压力角越 。10凸轮机构从动件中， 式最易磨损； 从动件耐磨损，可承受较大载荷； 从动件可适应任何形式运动规律而不发生运动失真。11等速运动规律的凸轮机构在速度转换处将产生 冲击，只适于低速传动。(二)选择题1 决定从动件预定的运动规律。A凸轮形状 B凸轮转速 C凸轮轮廓曲线 D结构尺寸2 从动件对于较复杂的凸轮轮廓曲线，也能准确地获得所需要的运动规律。A尖顶式 B滚子式 C平底式 D摆动3与平面机构相比，凸轮机构的突出优点是 。
