机械原理作业

1、机 械 原 理 习 题2013.02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。 (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。 题2-2图2-3 计算刹车机构在刹车过程中的自由度。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。 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）

2、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度。（ ）2）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

3、轴线的转动副，则该处共有五个转动副。（ ）7）当机构的自由度F>0，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. 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.

4、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 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3-2 在图示四杆机构中，=60mm，=90mm，=120mm，=10rad/s，试用瞬心法求： (1)当=45°时，点C的速度； (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=0时，角之值(有

5、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3-6 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，画出速度图和加速度图（比例尺任选）。

6、题3-7图3-8对图示机构进行运动分析。已知：rad/s ，mm，mm，mm。(1) 绘制时的速度多边形，并求 (1) 绘制时的加速度多边形，并求 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 。3）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. ， C. ， D. ， 2）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

7、相对速度为零，但两点绝对速度不等于零 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

8、石不至被向上挤出，试问角应满足什么条件? 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？3）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）什么叫自锁？在

9、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=28mm，=52mm，=50mm，=72mm。 (1) 若取为机架，求该机构的极位夹角，杆的最大摆角和最小传动角；(2) 若取为机架，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?题5-1图5-2 如图示，设已知破碎机的行程速比系数=1.2，颚板长度=300mm，颚板摆角，曲柄长度=80mm，求连杆的长度，并检验最小传动角是否符合要求。 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

10、-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。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=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=45º，试求曲柄的长度LAB和连

11、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

12、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 <=； B >=； 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（ ）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

13、<0； B >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； B >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。7）压力角与传动角的关系是+=（ ）。 A 180º ； B 45º； C 90º。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？它与机构的急回特性有什么关系？4）什么叫死点

14、？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：,从动件在推程中以简谐运动规律上升，升程=30mm；回程以等加速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及凸轮轮廓(要求推程和回程的分点数6个)。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；

15、（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。题6-2图6-3 已知凸轮机构如图所示，试在图上标注当凸轮转过45°时，从动件的位移s和压力角。题6-3图6-5 填空题1）凸轮机构是凸轮、（ ）和机架组成的高副机构。2）凸轮机构中，凸轮与从动件的接触处，是以点或线相接触，形成（ ）副。3）凸轮按形状分为（ ）凸轮移动凸轮和圆柱凸轮。4）凸轮按形状分为盘形凸轮、（ ）凸轮和圆柱凸轮。5）按从动件与凸轮的接触形式可分为（ ）从动件、滚子从动件和平底从动件三

16、种类型。6）按从动件与凸轮的接触形式可分为尖底从动件、（ ）从动件和平底从动件三种类型。7）按从动件与凸轮的接触形式可分为尖底从动件）滚子从动件和（ ）从动件三种类型。8）按从动件的运动形式分，凸轮机构有（ ）从动件和摆动从动件凸轮机构两大类。9）按从动件的运动形式分，凸轮机构有直动从动件和（ ）从动件凸轮机构两大类。6-6 选择题1）凸轮机构中，从动件的运动规律取决于（ ）。A）凸轮轮廓的大小 B）凸轮轮廓的形状 C）基圆的大小 2）设计凸轮机构时，凸轮的轮廓曲线形状取决于从动件的（ ）。A）运动规律 B）运动形式 C） 结构形状 3）等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，加速度

17、值为（ ）。A）零 B）无穷大 C）常量4）等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，将引起（ ）冲击。A）刚性 B）柔性 C）无 5）等加速等减速运动规律的凸轮机构将引起（ ）。A）刚性 B）柔性 C）无 6）简谐运动规律的凸轮机构将引起（ ）。A）刚性 B）柔性 C）无 7）根据工作经验，建议直动从动件凸轮机构推程许用压力角等于（ ）。A）30° B）0° C）90° 8）为防止滚子从动件运动失真，滚子半径必须（ ）凸轮理论廓线的最小曲率半径。A）< B）> C）>=6-7 问答题1）何谓凸轮的偏距圆？2）何谓凸轮的理论廓线？何谓凸轮

18、的实际廓线？两者有何区别与联系？3）在凸轮机构设计中有哪几种常用的推杆运动规律？各有什么特点及优缺点？ 4）何谓凸轮机构的压力角？为何要规定许用压力角，为什么回程时的许用压力角可以取得大一些。5）平底推杆凸轮机构的压力角为多少？这种凸轮机构是否也存在自锁问题？为什么？第7章 齿轮机构7-1 已知一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮机构，=20°，=1，=4mm，=18，=41。试求：(1) 标准安装时的重合度； (2) 用作图法画出理论啮合线，在其上标出实际啮合线段，并标出单齿啮合区和双齿啮合区，以及节点的位置。7-2 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知，=18，试求：(1)大齿轮的齿

19、数；(2)两轮分度圆直径；(3)两轮齿顶圆直径；(4)两轮齿根圆直径；(5)两轮基圆直径；(5)齿顶高、齿根高；(6)齿距、齿厚、齿槽宽；(7)传动比。7-3 一对渐开线标准平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮机构，其齿数=23，=53，=6mm，=20°，=1，=0.25，=236mm，=25mm，试求： (1) 分度圆螺旋角； (2) 当量齿数和； (3) 重合度。7-4 一对渐开线标准平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮机构，已知=2.5mm，=22，=47，试求：(1)两轮分度圆直径；(2)两轮齿顶圆直径；(3)两轮齿根圆直径；(4)两轮基圆直径；(5)齿顶高、齿根高和齿全高；(6)齿距、齿厚、齿槽

20、宽；(7)两轮当量齿数和；(8)中心距。7-5 已知蜗杆传动的参数如下：，=1，=80，试求：(1)两轮分度圆直径；(2)两轮齿顶圆直径；(3)两轮齿根圆直径；(4)中心距。7-6 选择题1）渐开线在（ ）上的压力角、曲率半径最小。A.根圆 B.基圆 C.分度圆 D.齿顶圆 2）一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线相切于两轮（ ）。A.分度圆 B.基圆 C.齿根圆 D.齿顶圆3）渐开线齿轮的标准压力角可以通过测量（ ）求得。A.分度圆齿厚 B.齿距 C.公法线长度 D.齿顶高4）在范成法加工常用的刀具中，（ ）能连续切削,生产效率更高。A.齿轮插刀 B.齿条插刀 C.齿轮滚刀 D.成形铣刀5）已知一

21、渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数z=25,齿顶高系数ha*=1，齿顶圆直径Da=135mm,则其模数大小应为（ ）。A.2mm B.4mm C.5mm D.6mm6）用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的分度圆（ ）。A.相切 B.相割 C.相离 D.重合7）渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角（ ）法面压力角。A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于8）斜齿圆柱齿轮基圆柱上的螺旋角b与分度圆上的螺旋角相比（ ）。A.b > B.b = C.b < D. b =>9）用齿条型刀具加工，n=20°,ha*n =1,=30°的斜齿

22、圆柱齿轮时不根切的最少数是（ ）。A.17 B.14 C.12 D.2610）渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数zv=（ ）。A.z/cos B.z/cos2 C.z/cos3 D.z/cos411）斜齿圆柱齿轮的模数和压力角之标准值是规定在轮齿的（ ）_中。A.端面 B.法面 C.轴面 D.分度面12）渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角（ ）。A.加大 B.不变 C.减小 D.不能确定13）一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度（ ）变化的。A.由小到大 B.由大到小 C.由小到大再到小 D.保持定值14）一对渐开线齿廓啮合时，啮合点处两者的压

23、力角（ ）。A.一定相等 B.一定不相等 C.一般不相等 D.无法判断15）在渐开线标准直齿圆柱齿轮中，以下四个参数中（ ）决定了轮齿的大小及齿轮的承载能力。A.齿数z B.模数m C.压力角 D.齿顶系数ha*16）在渐开线标准直齿圆柱齿轮中，以下四个参数中（ ）决定了齿廓的形状和齿轮的啮合性能。A.齿数z B.模数m C.压力角 D.齿顶系数ha*17）和标准齿轮相比，以下变位齿轮的四个参数中（ ）已经发生了改变。A.齿距p B.模数m C.压力角 D.分度圆齿厚7-7 判断题1) 一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮传动，其啮合角一定是20°。 （ ）2) 一对直齿圆柱齿轮啮

24、合传动，模数越大，重合度也越大。 （ ）3) 一对能够相互啮合的直齿圆柱齿轮的安装中心距加大时，其分度圆压力角也随之加大。 （ ）4) 对于单个齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。（ ）5) 在渐开线齿轮传动中，齿轮与齿条的啮合角始终与分度圆上的压力角相等。（ ）6) 圆锥齿轮和蜗轮蜗杆都属于空间齿轮机构。（ ）7) 齿轮变位后，其齿距、模数和压力角均发生了改变。（ ）8) 用范成法切削渐开线齿轮时，一把模数为m、压力角为的刀具可以切削相同模数和压力角的任何齿数的齿轮。（ ）7-8 填空题1) 按照两轴的相对位置，齿轮机构可以分为（ ）、（ ）和（ ）齿轮传动。2) 在齿轮中，齿顶所确定的圆称

25、为（ ），相邻两齿之间的空间称为（ ），齿槽底部所确定的圆称为（ ）。3) 渐开线某点的压力角应是（ ）的夹角，该点离轮心越远,其压力角（ ）。4) 按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮，节圆与（ ）重合,啮合角在数值上等于（ ）上的压力角。5) 分度圆上（ ）和（ ）相等，且（ ）和（ ）为标准值的齿轮称为标准齿轮。6) 啮合弧与齿距之比称为（ ），用表示,齿轮连续传动的条件是（ ）。7) 一对斜齿圆柱轮的正确啮合条件是（ ）。8) 斜齿轮传动的重合度将随着（ ）和（ ）的增大而增大。在斜齿轮传动中，为不使轴向力过大，一般采用的螺旋角=（ ）。9) 一对锥齿轮的运动相当于一对（ ）的纯滚

26、动,直齿圆锥齿轮几何尺寸计算以（ ）端为标准。10) 直齿圆锥齿轮的正确啮合条件是（ ）。11) 渐开线齿轮的正确啮合条件是（ ）。7-9 简答题1) 何为齿廓啮合基本定律？2) 渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆和节圆有何区别？在什么情况下，分度圆和节圆是重合的？3) 为了实现定传动比传动，对齿轮的齿廓有何要求？4) 何为根切现象？标准齿轮是否发生根切取决于什么？5) 与直齿轮相比，斜齿轮的主要优点是什么？6) 简述正变位齿轮的优点。7) 一对斜齿轮传动在端面上相当于何种齿轮的传动？8) 一个齿轮不同圆上的压力角和模数是否相同？是否都是标准值？9) 为什么模数值要标准化？  &#

27、160;    10) 标准为什么规定压力角为20°？ 11) 如果齿轮的五个基本参数中，除模数以外其余四个基本参数都相同，齿轮的几何尺寸有何不同？12) 何谓蜗杆蜗轮机构的中间平面？在中间平面内，蜗杆蜗轮传动相当于什么传动？ 13) 确定蜗杆直径系数的目的是什么？的大小与蜗杆分度圆直径是什么关系？14) 何谓圆锥齿轮的背锥和当量齿轮？引入背锥和当量齿轮的目的是什么？当量齿数如何计算？ 15) 在直齿圆锥齿轮中何处为标准值？第8章 轮系8-1 图示为一种大速比减速器的示意图。动力由齿轮1输入，H输出。已知各轮齿数为：=12，=51，=76，=49，=12，=73。 (1) 试求传动比。 (2) 若将齿轮2的齿数改为52(即增加一个齿)则传动比又为多少?题8-1图 8-2 图示为一手摇提升装置，各轮齿数均为已知，试求传动比，并指出当提升重物时手柄的转向。 题8-2图 8-3 图示轮系中，已知各轮齿数为，试求。题8-3图 8-4 图示为一装配用电动螺丝刀齿轮减速器部分的传动简图。已知各轮齿数，若，试求螺丝刀的转速。题8-4图 8-5 在图示的电动三爪卡盘传动轮系中，设已知各轮齿数