机械原理复习题带(答案)打印版 (1)

（1）计算此机构自由度，并说明该机构是否具有确定的运动；（6分）

（2）分析组成此机构的基本杆组，并判断此机构的级别。（6分）

（1）活动构件n=5   (1分)    低副数7    (1分)     高副数0    (1分)

    （2分）  有确定运动。 (1分)

（2）基本杆组如图所示（2级杆组各2分，原动件1分，共5分）。此机构为2级机构（1分）

2、如图所示机构，若取杆AB为原动件：

（1）计算此机构自由度，并说明该机构是否具有确定的运动；（6分）

（2）分析组成此机构的基本杆组，并判断此机构的级别。（6分）

（1）活动构件n=5   (1分)    低副数7    (1分)     高副数0    (1分)

    （2分）  有确定运动。 (1分)

（2）基本杆组如图所示（2级杆组各2分，原动件1分，共5分）。此机构为2级机构（1分）

3、如图所示的机构运动简图，（1） 计算其自由度；（2） 确定其是否有确定的运动。（写出活动件、低副、高副的数目，有虚约束、局部自由度或复合铰链的地方需指出）

H(或I)-----虚约束   (1分)     B-----局部自由度    (1分)       无复合铰链    (1分)

活动构件n=6    (1分)   低副数8    (1分)     高副数1    (1分)

      （3分）

此机构具有确定的运动。(1分)

4、计算下图所示机构的自由度。若图中含有局部自由度、复合铰链和虚约束等情况时，应具体指出。（10分）

无虚约束   (1分)     B-----局部自由度    (1分)       E-----复合铰链    (1分)

活动构件n=7    (1分)   低副数9    (1分)     高副数1    (1分)

      （3分）

5、如图所示机构：

1.指出是否含有复合铰链、局部自由度、虚约束，若有则明确指出所在位置；

2.在去掉局部自由度和虚约束后，指出机构的活动构件数，低副数，高副数；

3.求机构的自由度。

无虚约束     (1分)     E-----局部自由度    (1分)       C-----复合铰链    (1分)

活动构件n=7   (1分)   低副数9     (1分)      高副数1    (1分)

      （3分）

6、如图所示齿轮—连杆机构，构件1，2为一对齿轮：

（1）指出是否含有复合铰链、局部自由度、虚约束，若有则明确指出所在位置；

（2）在去掉局部自由度和虚约束后，指出机构的活动构件数，低副数，高副数；

（3）求机构的自由度。

无虚约束   (1分)     无局部自由度    (1分)       A为复合铰链    (1分)

活动构件n=4    (1分)   低副数5    (1分)     高副数1    (1分)

      （3分）

7、图示平面滑块机构中，摩擦角大小如图所示，F为驱动力，与水平方向的夹角为，Q为工作阻力，忽略构件的重力和惯性力，试求：

（1）在图中作出机架2对滑块1的总约束反力 ；（2分）

（2）写出驱动力F的表达式； （2分）

（3）该瞬时的机械效率。（2分）

（1）如图所示   （2分）              

（2）    得到：       （2分）

（3），              （2分）

8、图示平面单杆机构中，杆长已知，铰链B处的虚线小圆为摩擦圆，半径为，M为驱动力矩，阻力F与杆AB的夹角为，忽略构件的重力和惯性力，试求：

（1）在图中作出转动副B的总约束反力 ；（2分）

（2）写出驱动力矩M的表达式；（2分）

（3）该瞬时的机械效率。（2分）

（1）如图所示   （2分）      

（2）  （2分）

（3），          （2分）

9、如图所示的曲柄滑块机构中，细线小圆表示转动副处的摩擦圆。若不考虑构件的质量，当构件1主动时，试在图上画出图示瞬时作用在连杆2上两运动副（B、C）处的总反力方向。

如图，每力3分

10、一平面机构如图所示，已知构件的角速度为ω1，试求：

（1）此机构在图示位置时全部速度瞬心（用符号Pij直接标注在图上）；（4分）

（2）构件3的速度V3（写出表达式即可）。（2分）

（1）作 （2分）    作           （2分）

（2）：     （2分）

11、一平面机构如图所示，已知构件的角速度为ω1，试求：

（1）此机构在图示位置时全部速度瞬心（用符号Pij直接标注在图上）；（4分）

（2）写出构件3角速度ω3的表达式。（2分）

（1）作 （2分）  作 （2分）

（2）：     （2分）

12、图示ABCD为一已知的曲柄摇杆机构，其中C1D、C3D为摇杆CD的两个极限位置。AB为主动件，回答下列各题：

（1）画出该曲柄摇杆机构的极位夹角；（2分）

（2）画出在图示位置（2位置）时该曲柄摇杆机构的压力角（2分）

（3）该曲柄摇杆机构有无急回特性？若有写出行程速度变化系数的表达式；（3分）

（4）若杆AB、BC、CD的长度分别为240mm、600mm、400mm，要使该机构始终为曲柄摇杆机构，则机架AD的取值范围应为何值？（4分）

（5）如果要求用一连杆将摇杆CD和滑块F连接起来，使摇杆的三个已知位置C1D、C2D、C3D和滑块的三个位置F1 、F2 、F3相对应（图中尺寸系按比例绘出）。试用作图法确定此连杆的长度及其与摇杆CD铰链点的三个相应位置（在题图中直接作图，要求保留作图图线，并简要说明作图过程）。（7分）

（1）如图所示，θ角即为极位夹角（2分）

（2）如图C2点的线速度方向和B2C2延长线的交角即为图示位置的压力角（2分）

（3）有（1分）。（2分）

（4）（4分）

（5）如图，DF1顺时针旋转角得，DF3逆时针旋转角得，分别作线段、的垂直平分线，则交点即为所求的一个铰链点位置，以D为圆心为半径做圆D，分别以、为圆心，以为半径做圆，分别与圆D交于、两点，则、为另外两个铰链点的位置。（7分）

13、图示ABCD为一已知的曲柄摇杆机构，回答下列各题： 

（1）用作图法在图中标出CD杆的摆角；（3分）

（2）若AB为主动件，画出在图示位置时该曲柄摇杆机构的传动角（2分）；

（3）若杆AB、BC、CD、AD的长度分别为240mm、600mm、400mm、500mm，以哪个杆作为机架可获得双曲柄机构？为什么？（3分）

（4）当以CD为主动件时，是否会出现死点位置？为什么？（3分）

（5）试设计一铰链四杆机构，要求满足AB1、AB2与DE1、DE2两组对应位置，并要求满足摇杆CD的第2位置为极限位置。已知杆AB、AD的长度（在图中已按比例画出），试用作图法确定铰链C的位置（在题图中直接作图，简要说明作图过程，并标明四杆机构ABCD）（7分）

（1）如图，以D为圆心，已CD为半径做圆D，以A为圆心以（AB+BC）为半径做圆，交圆D于C2，以A为圆心，以（BC-AB）为半径做圆，交圆D于C1，则角C1D C2 即为所求摆角（3分）

（2）如图角即为传动角（2分）

（3）以杆AB作为机架可获得双曲柄机构（3分）

（4）当以CD为主动件时会出现死点位置，因为当连杆和从动曲柄共线时传动角为零，CD通过连杆作用于AB的力恰好通过其回转中心（3分）

（5）如图，将AB2E2D作为刚体逆时针旋转角，使E2D与E1D重合，此时AB2转到的位置，作线段的垂直平分线，延长与该垂直平分线交于C1点，则C1点即为铰链点C1的位置，因为摇杆CD的第二位置为极限位置，曲柄AB2与连杆B2 C2共线，以D为圆心C1D为半径做圆，延长AB2交该圆于C2点，则C2点即为铰链点C2的位置。（7分）

14、下图所示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和滑块F连接起来．使摇杆的三个已知位置C1D，C2D，C3D和滑块的三个位置F1，F2，F3相对应。试作图确定此连杆的长度及其与摇杆C2D铰接点的位置。（要求保留作图线）10分

15、在图示的铰链四杆中，各杆的长度为a=28mm,b=52mm,c=50mm,d=72mm.。试问此为何种机构？请用作图法求出此机构的极位夹角θ、杆CD的最大摆角φ、机构的最小传动角γmin和行程速比系数K。

因为28+72=100<50+52=102，并且最短杆为连架杆，所以此机构为曲柄摇杆机构。

行程速比系数  

16、设计一翻料四杆机构，其连杆长BC=60mm，连杆的两个位置关系如图所示，要求机架AD与B1C1平行，且在其下相距50mm, 要求标出四杆机构ABCD。（按1:1另外作图设计，保留作图线，不必写出作图过程）

B1B2的垂直平分线：3分       C1C2的垂直平分线：3分     AD水平线：       3分

标A点：          1分       标D点：          1分    连ABCD：        2分

17、试用作图法设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程H为80mm,偏心距e=40mm,行程速比系数K=1.5,求曲柄和连杆的长度l1、l2。（要求用1：1作图）

     （2分）

作OC1： 2分         作OC2： 2分       作圆： 2分

作e： 2分           连AC1、AC2：      2分

  2分      （或者直接作图求出）

18、已知一铰链四杆机构的连杆满足如图三个位置、 ，试用图解法设计此四杆机构ABCD。（直接在原图上作图设计，保留作图线，不必写出作图过程）

B1B2的垂直平分线：3分        B2 B3的垂直平分线：  3分

C1C2的垂直平分线：3分        C2 C3的垂直平分线：  3分

标A点：          1分        标D点：          1分

连ABCD：        2分

19、一偏置滚子推杆盘形凸轮机构，已知凸轮为一半径R＝30mm的圆，凸轮回转中心位于圆心铅垂向下10mm处，凸轮逆时针转动，滚子半径=5mm，偏距e＝5mm。求：

（1）要求推杆压力角较小，画出凸轮机构运动简图（自己选择适当的比例尺）；

（2）在机构运动简图上画出凸轮转动δ＝90°时， 从动件的位移和压力角。（在图上标出即可，不必求出具体数值）

机构简图（2分）偏心圆（1分）基圆（1分）理论轮廓（1分）

反转90度：（1分）位移（2分）压力角（2分）

20、如图所示凸轮机构，试在图中画出凸轮的理论轮廓，偏距圆，基圆，图示位置压力角，推杆2的行程。

偏心圆（2分）基圆（2分）理论轮廓（2分）压力角（2分）升程（2分）

21、图示偏心直动尖端从动件盘形凸轮机构： 

(1) 在图上作出基圆、偏距圆。

（2）利用反转法原理，求凸轮从图示位置转过450后，从动件的位移，机构的压力角，在图上标注出来。

22、  图示凸轮机构，在图上

（1）绘出理论廓线、基圆、偏距园；

（2）标出图示位置从动杆的位移S和压力角α；

（3）标出从动杆由最低位置到图示位置，凸轮已转过的角度；

23、图示偏心直动尖端从动件盘形凸轮机构，凸轮的轮廓为圆形，圆心为O。

 (1) 在图上作出凸轮的基圆、偏距圆；

（2）利用反转法原理，求凸轮从图示位置转过90°后，从动件的位移S和压力角；

（3）在图上求出从动杆的行程h（即最大位移）。

说明：(1) 不必作文字说明，但必须保留作图线；

      (2) 位移S、压力角和行程h只需在图上标出，不必度量出数值。

基圆：     2分      偏距圆：   2分      反转90度：2分 

位移S：    2分     压力角： 2分     行程h：    2分

24、如图所示为一凸轮机构，凸轮的实际廓线为一个圆，圆心为O,，凸轮的转动中心为O。求：

（1）画出理论廓线、偏距圆、基圆、标出基圆半径r0； 

（2）利用反转法原理，在图中作出凸轮转过时推杆的位移和压力角；

说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；

      (2) S、只需在图上标出，不必度量出数值。

理论廓线   2分      基圆：     2分       偏距圆：   2分

反转30度：2分      位移S：    2分      压力角： 2分

25、如图所示为一凸轮机构，凸轮的转动中心为O。试用作图法在图上标出：

（1）凸轮的理论廓线、偏距圆、基圆；

（2）当凸轮从图示位置转过45°时，从动件的位移S和压力角；

说明：(1)不必作文字说明，但必须保留作图线；

      (2) S、只需在图上标出，不必度量出数值。

基圆：     2分        偏距圆：   2分        理论廓线： 2分

反转45度：2分        位移S：    2分       压力角： 2分

26、图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出：

（1）在图上作出凸轮的基圆、偏距圆；

（2）利用反转法原理，求凸轮从图示位置转过90°后，从动件的位移S和压力角；

（3）当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度。

说明：(1) 不必作文字说明，但必须保留作图线；

        (2) 位移S、压力角和只需在图上标出，不必度量出数值。

作基圆：2分                    作偏距圆：2分

反转90度：2分                 位移：    2分

压力角：2分                     B2点接触位置：2分

    转角：2分

27、一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知其模数m=2mm，压力角α=20º，齿数z1=20，z2=48，试计算：

（1）该对齿轮作无侧隙啮合时的中心距，啮合角，节圆半径；（6分）

（2）欲使其实际中心距为68.5 mm，今用一对标准斜齿轮（平行轴）凑中心距，在mn=2mm，z1、z2不变时，两斜齿轮的螺旋角应为多少？（2分）

（3）计算“2问”中斜齿轮1的当量齿数zv1=？ （2分）

（1）a= m(z1+z2)/2=68mm  （2分）  =200   （2分）   =mz1/2=20mm （2分）

（2）a= m(z1+z2)/2Cosβ    β=6.930  （2分）

（3）zv1= z1/Cos3β=20.44  （2分）

28、一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知其模数，压力角，齿顶高系数，顶隙系数，齿数，，试计算：

1、齿轮1的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径

2、该对齿轮标准啮合时的中心距、啮合角、节圆直径

3、欲使其实际中心距mm，今用一对标准斜齿轮凑中心距，在mn=2mm，z1、z2不变时两斜齿轮的螺旋角应为多少？

         （2分）    

（2分）

（2分）

（2分）

 （2分）

 （2分）

  （2分）

                               （2分）

29、一对标准渐开线圆柱直齿轮外啮合传动（正常齿），正确安装（齿侧间隙为零）后，中心距为144mm，其齿数为z1=24，z2=120，分度圆上压力角α=20º。

（1）求齿轮2的模数m2及其在分度圆上的齿厚S2；（4分）

（2）求齿轮1的齿顶圆处的压力角αa1；（2分）

（3）如已求得它们的实际啮合线长度B1B2=10.3mm，试计算该对齿轮传动的重合度；（2分）

（4）该对齿轮能否实现连续传动，为什么？（2分）

（1）a= m(z1+z2)/2=68mm    m=2mm   （2分）   S2=лm2/2=лmm    （2分）

（2）αa1=arcos(r1cosα/r a1)= 29.80  （2分） 

（3） = B1B2/pb=1.74    （2分）   

（4） 能，      （2分）

30、试设计一对外啮合圆柱齿轮，已知z1=23，z2=34，mn=2，实际中心距为59mm，问：

（1）该对齿轮能否采用标准直齿圆柱齿轮传动，为什么？ 

（2）若采用标准斜齿圆柱齿轮传动来满足中心距要求，其分度圆螺旋角、分度圆直径， 和节圆直径，各为多少？（12分）

（1）、直齿轮标准中心距： mm  mm

所以不能采用标准直齿圆柱齿轮传动。

（2）  

31、已知一对渐开线直齿标准外啮合直齿圆柱齿轮机构，α=20°，ha*=1, c*=0.25，m=5mm，Z1=20，Z2=80，试求： 

（1）齿轮1的分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径，基圆直径；

（2）该对齿轮标准安装时的中心距，

（3）若实际安装的中心距为260 mm，求此时啮合角，齿轮1的节圆直径；

（4）欲使其无侧隙中心距为260mm，今改用一对平行轴标准斜齿轮凑中心距，在mn=5mm，z1、z2不变时，两斜齿轮的螺旋角应为多少？

         （1分）    

（1分）

（1分）

（1分）

 （2分）

 （2分）

  （2分）

                               （3分）

32、已知渐开线圆柱齿轮传动比，标准模数为，标准压力角为，标准齿顶高系数为，标准顶隙系数。

（1）用标准直齿圆柱齿轮传动，若标准中心距为，求小齿轮的齿数、分度圆直径、基圆直径、齿顶圆直径。在此基础上，若重新安装实际中心距为，求此时啮合角和小齿轮节圆半径。

（2）采用标准斜齿圆柱齿轮传动，且无侧系安装中心距为，若基本参数不变，求斜齿轮螺旋角。

                   （2分）

                     （2分）    

          （2分）

            （2分）

（2分）

    （2分）

             （2分）

33、图示轮系，已知：试求传动比，并说明行星架H和齿轮1的转向关系。

（1）1-2组成定轴轮系

        （3分）

（2） 2，－3－4－H组成周转轮系

  （4分）

                               （2分）

齿轮1与行星架转向相反                       （1分）

34、图示轮系中，各轮齿数为： Z1=20，Z2=60，Z2'=22，Z4=88，n1=300r/min。试求行星架H的转速nH的大小和转向。

1-2 组成定轴轮系，有：          （4分）

代入n1=300r/min，求得：          （2分）

2’-3-4-H组成基本周转轮系，有：     （4分）

暗含已知条件：             （2分）

解得：         （2分） 

方向与相反。             （1分）

35、如图所示的轮系中，轮１的转速为，齿轮的齿数为：。求：行星架H的转速及转向。

（1）1-2组成定轴轮系。                    

  （3分）                                                          

（2）3-4-5-H组成周转轮系，               

                （4分）

               （2分）

                                     （1分）

36、在图示传动装置中，已知各轮的齿数为：z1＝20，z2＝40，z3＝20，z4＝30，z5＝80，运动从轴输入，轴输出，n＝1000 r/min，转向如图所示，试求输出轴的转速n及转动方向。

（1）1-2组成定轴轮系

  （3分）

（2） 3－4－5－H组成周转轮系

                         （3分）

带入 ，                      （2分）

                               （1分）

齿轮3与齿轮1转向相反                       （1分）

37、在图示轮系中，已知：z1=22，z3=88，z3ˊ=z5    试求传动比i15。

1-2-3-H组成基本周转轮系，有：          （3分）

-4-5组成定轴轮系，有：     （3分）

联系方程：     （1分）               （1分）

联立解得：         （2分） 

38、如图所示电动三爪卡盘传动轮系中，已知各齿轮的齿数为：，，,，试求传动比.                         

1-2-3-H组成基本周转轮系，有：          （4分）

暗含已知条件：     （1分）

解得：                     （2分）

1-2-4-H组成基本周转轮系，有：     （4分）

  带入 

解得：         （2分）