1、机 械 原 理 习 题2013.021第 2 章 平面机构的结构分析2-1 绘制图示机构的运动简图。ABCDGO 1O 211 239566 78(a) (b)题 2-1 图2-2 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。ABCDE( a )ABDCE( b ) ABCDE( c )ABCDEFGHKIJ1234567C H D G E F( d ) ( e ) ( f )题 2-2 图22-3 计算刹车机构在刹车过程中的自由度。ABCDEFIJHG1234567O( g )题 2-3 图 2-4 计算图示机构的自由度，并判断机构运动是否确定。若存在复合铰链、局部自由度或虚约
2、束，请指出。(a) (b)题 2-4 图2-5 判断图示机构设计是否正确。若不正确，提出修改方案。( a )1234( b )123456题 2-5 图2-6 填空题1）在平面机构中具有一个约束的运动副是 副。2）使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接称为 。3）平面机构中的低副有 副和 副两种。4）机构中的构件可分为三类：固定构件（机架） 、原动件（主动件） 、 件。5）在平面机构中若引入一个高副将引入 个约束。6）在平面机构中若引入一个低副将引入 个约束。7）在平面机构中具有两个约束的运动副是 副和 副。2-7 判断题1）具有局部自由度的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由
3、度。 （ ）32）具有虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去虚约束。 （ ）3）虚约束对运动不起作用，因此是多余的。 （ ）4）若两构件之间组成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。 （ ）5）若两构件之间组成两个轴线重合的转动副，在计算自由度时应算作两个转动副。 （ ）6）六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有五个转动副。 （ ）7）当机构的自由度 F0，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动。 （ ）8）虚约束对机构的运动有限制作用。 （ ）2-8 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（ ）产生相对运动。A. 可以 B. 不能 C.
4、 不一定能2）原动件的自由度应为（ ） 。A. 0 B. 1 C. 23）在机构中原动件数目（ ）机构的自由度数且大于 0 时，该机构具有确定的运动。A. 大于 B. 等于 C. 小于4）由 K 个构件汇交而成的复合铰链应具有（ ）个转动副。A. K-1 B. K C. K+15）一个作平面运动的自由构件有（ ）个自由度。A. 1 B. 3 C. 66）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. 平面高副7）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8）平面运动副的最大约束数是（ ） 。A. 1 B. 2 C. 3第 3 章
5、平面机构的运动分析3-1 试确定图示各机构在图示位置的瞬心位置。题 3-1 图43-2 在图示四杆机构中， ABl=60mm， CDl=90mm， ADl= BC=120mm， =10rad/s，试用瞬心法求：1(1)当 =45时，点 C的速度 v；(2)当 =165时，构件2的 线上(或其延长线上)速度最小的一点 E 的位置及其速度大小；(3)当 Cv=0时， 角之值(有两个解)。题 3-2 图3-3 试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比 1/ 3。题 3-3 图3-4 试判断图示两机构中构件的 B 点是否都存在哥氏加速度？又在何位置时哥氏加速度为零？（a） (b)题 3-4 图3-5 如图所
6、示机构中，各构件尺寸已知，构件 1 以角速度 匀速回转，求 要求1?BvBa写出必要的矢量方向式，并画出速度与加速度多边形（比例尺自定） 。题 3-5 图53-6 如图所示机构中，各构件尺寸已知，构件 1 以角速度 匀速回转。求 要求1?Cvca写出必要的矢量方向式，并画出速度与加速度多边形（比例尺自定） 。题 3-6 图3-7 图示机构中 1 为原动件， 常数，各构件尺寸已知。试求 及 。要求列出矢量方程式，135a画出速度图和加速度图（比例尺任选） 。题 3-7 图3-8 对图示机构进行运动分析。已知： rad/s ， mm， mm，30120ABl60AClmm。30DEBll(1) 绘
7、制 时的速度多边形，并求 9?2cvE(1) 绘制 时的加速度多边形，并求 a题 3-8 图3-9 填空题1）速度瞬心是两刚体上 为零的重合点。2）当两构件组成回转副时，其相对速度瞬心在 。63）当两构件不直接组成运动副时，其瞬心位置用 确定。3-10 判断题1）瞬心是两构件上瞬时绝对速度为零的重合点。 （ ）2）利用瞬心既可以求机构的速度，又可以求加速度。 （ ）3-11 选择题1）构件 2 和构件 3 组成移动副，则有关系( )。A. ， B. ， CBv3232CBv3C. ， D. ， 322）在两构件的相对速度瞬心处，瞬时重合点间的速度应有( ) 。A. 两点间相对速度为零，但两点绝
8、对速度不等于零 B. 两点间相对速度不等于零，但其中一点的绝对速度等于零 C. 两点间相对速度不等于零且两点的绝对速度也不等于零 D. 两点间的相对速度和绝对速度都等于零 3-12 简答题1）什么叫速度瞬心?绝对速度瞬心和相对速度瞬心有什么区别?2）机构运动分析包括哪些内容？对机构进行运动分析的目的是什么？ 3）在进行机构运动分析时，速度瞬心法的优点及局限是什么？ 4）什么叫三心定理？ 5）速度瞬心法一般适用于什么场合？能否利用速度瞬心法对机构进行加速度分析？6）哥氏加速度在什么情况下产生？其方向任何确定？第 4 章 平面机构的力分析4-1 图示为一颚式破碎机在破碎矿石时要矿石不至被向上挤出，
9、试问 a角应满足什么条件?12344题 4-1 图4-2 填空题1）槽面摩擦比平面摩擦力大是因为（ ） 。2）从受力观点分析，移动副的自锁条件是（ ） ；转动副的自锁条件是（ ） 。3）三角形螺纹比矩形螺纹摩擦（ ） ，故三角形螺纹多用于（ ） ，矩形螺纹多应用于（ ） 。4-3 问答题1）什么是自锁机构？ 2）所谓自锁机构是否就是不能运动的机构？73）什么是摩擦角？移动副中总反力是如何定的？4）什么是当量摩擦系数及当量摩擦角？引入它们的目的是什么？5）矩形螺纹和三角形螺纹螺纹副各有何特点？各适用于何种场合？6）何谓摩擦圆？摩擦圆的大小与哪些因素有关？7）为什么实际设计中采用空心的轴端？8）什
10、么叫自锁？在什么情况下移动副、转动副会发生自锁？第 5 章 平面连杆机构及其设计5-1 在图示铰链四杆机构中，各杆长度分别为 ABl=28mm， BCl=52mm， Dl=50mm， ADl=72mm。(1) 若取 AD为机架，求该机构的极位夹角 ，杆 的最大摆角 和最小传动角 min；(2) 若取 B为机架，该机构将演化成何种类型的机构?为什么?请说明这时 、 两个转动副是周转副还是摆转副?ABCD题5-1图5-2 如图示，设已知破碎机的行程速比系数 K=1.2，颚板长度 CDl=300mm，颚板摆角 35，曲柄长度 ABl=80mm，求连杆的长度，并检验最小传动角 min是否符合要求。AB
11、CD题5-2图5-3 曲柄滑块机构的行程 H=60mm，偏距 e=20mm，行程速度变化系数=1.5，求曲柄和连杆的长度。5-4 一摆动导杆机构的行程速度变化系数=1.5，机架的长度 L=100 mm，试设计此机构。5-5 在图示的四杆机构中，已知 a=20mm，b=60mm，e=10mm，试确定：1） 此机构有无急回运动？若有，试以作图法确定极位夹角 ，并求行程速比系数 K 的值；2） 当以 AB 为原动件时，标出此机构的最小传动角 min 和最小压力角 min；3） 作出当以滑块为原动件时机构的死点位置。8题5-5图5-6 如图所示，欲设计一铰链四杆机构，已知其摇杆 CD 的长度 LCD=
12、75mm,行程速比系数 K=1.5，机架 AD 的长度为 LAD=100mm，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为 =45，试求曲柄的长度LAB 和连杆的长度 LBC。 （只需求出两解中的一个）5-7 填空题1）平面连杆机构是由一些刚性构件用（ ）副和（ ）副连接组成的。2）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（ ）系数表示。3）对心曲柄滑快机构（ ）急回特性。4）偏置曲柄滑快机构（ ）急回特性。5）机构处于死点时，其传动角等于（ ） 。6）机构的压力角越（ ）对传动越有利。7）曲柄滑块机构，当取（ ）为原动件时，可能有死点。5-8 判断题1）平面连杆机构可利用急回特性，缩短
13、非生产时间，提高生产率。 （ ）2）有死点的机构不能产生运动。 （ ）3）机构的压力角越大，传力越费劲，传动效率越低。 （ ）4）双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。 （ ）5）平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。 （ ）6）平面连杆机构中，压力角的补角称为传动角。 （ ）5-9 选择题1）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（ ）其他两杆之和。A =； C 。2）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（ ）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。3）一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置。则当（ ）
14、为原动件时，称为机构的死点位置。A 曲柄； B 连杆； C 摇杆。4）当极位夹角 （ ）时，机构就具有急回特性。A 0； C =0。5）当行程速度变化系数 k（ ）时，机构就具有急回特性。A 1； C =1。6）若以（ ）为目的，则机构的死点位置可以加以利用。A 加紧和增力； B 传动。97）压力角与传动角的关系是 +=（ ） 。A 180 ； B 45； C 90。5-10 简答题1）何谓“死点”？它在什么情况下发生？它与“自锁”在本质上有无区别？说明“死点”的危害及其克服方法，以及“死点”在机械工程中的应用情况。2）什么叫连杆机构的急回特性？它用什么来表达？3）什么叫极位夹角？它与机构的急
15、回特性有什么关系？4）什么叫死点？它与机构的自由度 F=0 有什么区别？5）何谓曲柄？四杆机构具有曲柄的条件是什么？曲柄是否就是最短杆？6）何谓行程速比系数？何谓急回作用？何谓极位夹角？三者之间的关系如何？第 6 章 凸轮机构及其设计6-1 设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。已知偏距 ，基圆半径 ，滚子半径 。从动件的运动规律如下： ,me10mr40mr10180, , ,从动件在推程中以简谐运动规律上升，升程 h=30mm；回程以等加速3s2 3s等减速运动规律返回原处。试用图解法绘制从动件位移线图 )(s及凸轮轮廓(要求推程和回程的分点数6个)。Or 0ehr rOr 0ehr r题6-1图 6-2 已知凸轮机构如图所示，试在图上标注： （1） 凸轮的基圆半径；（2） 从动件的升程；（3） 推程运动角；（4） 回程运动角；（5） 远休止角；（6） 近休止角；（7） 当凸轮转过 90时，从动件的位移；（8） 当凸轮转过 180时，机构的压力角 。
