机械原理复习题带打印版

机械原理复习题带

(

答案)

打印版-(1)、 如图所示机构，若取杆

AB

为原动件，试求：（）

计算此机构自由度，并说明该机构是否具有确定的运动；（

分）（）

分析组成此机构的基本杆组，并判断此机构的级别。（

分）E F

A

B

BAE

F

C（）

活动构件

分) 低副数

L

分)

高副数

分)F

L （）

基本杆组如图所示（

级杆组各

分，原动件

分，共

级机构（

分）、 如图所示机构，若取杆

AB

为原动件：（）

计算此机构自由度，并说明该机构是否具有确定的运动；（

分）（）

分析组成此机构的基本杆组，并判断此机构的级别。（

分）E

（

分）

有确定运动。

分)

B

E

B

E

FA

F A （）

活动构件

分) 低副数

L

分)

高副数

分)F

L

（

分）

有确定运动。

分)（）

基本杆组如图所示（

级杆组各

分，原动件

分，共

级机构（

分）、 ）

）

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

虚约束

分) 局部自由度

分) 无复合铰链

分)活动构件

分) 低副数

L

分)

高副数

分)F

n

L

（

分）此机构具有确定的运动。

分)、 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。（

分）无虚约束

分) 局部自由度

分) 复合铰链

分)活动构件

分) 低副数

L

分)

高副数

分)F

n

L

（

分）L

，高副数

L

，高副数

在去掉局部自由度和虚约束后，指出机构的活动构件数

； 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；，低副数 求机构的自由度

F

。无虚约束

分) 局部自由度

分) 复合铰链

分)活动构件

分) 低副数

L

分)

高副数

分)F

n

L 、 如图所示齿轮—连杆机构，构件

，

为一对齿轮：（）

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；

（

分）L

，高副数

（L

，高副数

（）

求机构的自由度

F。

，低副数

；无虚约束

分) 无局部自由度

分) A

为复合铰链

分)活动构件

分) 低副数

L

分)

高副数

分)F

L

（

分）、 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

，

为工作阻力，忽略构件的重力和惯性力，试求：（）

在图中作出机架

对滑块

的总约束反力（）

写出驱动力

F

的表达式；

（

分）

；（

分）（）

该瞬时的机械效率

。（

分）F（）

如图所示

（

分）（）

F

得到：

F

o

/o

（

分）（）

F

/

，

o

/o

（

分）F R

R

F、、

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

力，试求：（）

在图中作出转动副

B

的总约束反力

；（

分）（）

写出驱动力矩

分）（）

该瞬时的机械效率

。（

分）A F

，

为驱动力矩，阻力

F

与杆

AB

的夹角为A

F

，忽略构件的重力和惯性（）（）

如图所示

（

分）M

l

F

B

B

R

（

分）（）

M

F

l

，

M

lM

l

（

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

、

一平面机构如图所示，已知构件的角速度为ω

1，试求：（）

此机构在图示位置时全部速度瞬心（用符号

Pij

分）（2）

构件

的速度

V32

分）BA C

（

分）

（

分）

作

P

、P

P

、P

、P

、P

（

分）（）

l

：

（

分）、

一平面机构如图所示，已知构件的角速度为ω

1，试求：（）

此机构在图示位置时全部速度瞬心（用符号

Pij

分）（2）

写出构件

角速度ω

32

分）A B C

（）

作

P

、P

、P

、P

P

、P

（

分）

作

（

分）P

P（P

P

P

P

：

（

分）

、

图示

ABCD

为一已知的曲柄摇杆机构，其中

C、C

为摇杆

CD

的两个极限位置。AB

为主动件，回答下列各题：（）

分）（）

画出在图示位置（

位置）时该曲柄摇杆机构的压力角（

分）（）

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；（

分）（）

若杆

AB、BC、CD

的长度分别为

、、，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？（

分）（）

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

C、C、C

和滑块的三个位置

F

、F

、F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）。（

分）（）

如图所示，θ角即为极位夹角（

分）（）

如图

C点的线速度方向和

BC延长线的交角

/

即为图示位置的压力角（

分）（）

有（

分）。

K

)

)

（

分）（）

l

（

分）（）

如图，DF顺时针旋转

角得

逆时针旋转

/F/

，DF

角得

F/

，分别作线段FF/

、FF/

的垂直平分线，则交点C逆时针旋转

/

为圆心（

分）

/

为半径做圆

，分别以F/

/ // / /、F

为圆心，以

FC

为半径做圆，分别与圆

交于C

、

C

C / // / /、

图示

ABCD

为一已知的曲柄摇杆机构，回答下列各题：（）

用作图法在图中标出

CD

分）（）

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（

分）；（）

若杆

AB、BC、CD、AD

的长度分别为

、、、，以哪个杆作为机架可获得双曲柄机构？为什么？（

分）（）

当以

CD

为主动件时，是否会出现死点位置？为什么？（

分）（）

试设计一铰链四杆机构，要求满足

AB、AB与

DE、DE两组对应位置，并要求满足摇杆

CD

的第

位置为极限位置。已知杆

AB、AD

的长度（在图中已按比例画

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）（

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

C

，以

A

为圆心，以（BC-AB

）为半径做圆，交圆

D

于

C

，则角

C

DC

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

AB

E

D

作为刚体逆时针旋转 角，使

E

D

与

E

D

重合，此时

AB

转到

A

B

的位置，作线段B

B

的垂直平分线，延长

A

B 交于

C

点，则

C

点即为铰链点

C

的位置，因为摇杆

CD

的第二位置为极限位置，曲柄

AB

与连杆

B

C共线，以

D

为圆心

C

D

为半径做圆，延长

AB

交该圆于

C

点，则

C

点即为铰链点

C

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

C

D

，C

D，C

D

和滑块的三个位置

F，F，F相对应。试作图确定此连杆的长度及其与摇杆

C

D

分C

2B2

C

1

B

3

C

3A

D

F1

F2

F3B

1FB

EBA

F

F

FB

F机构的最小传动角

γ行程速比系数

K。、

在图示的铰链四杆中，各杆的长度为

bd。试问此为何种机构？请用作图法求出此机构的极位夹角

θ、杆机构的最小传动角

γ行程速比系数

K。和因为

，并且最短杆为连架杆，所以此机构为曲柄摇杆机构。γ

γ

行程速比系数

K

16、16、

设计一翻料四杆机构，其连杆长

BC=60，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

50,

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） B B

BA

BB的垂直平分线：

分 CC的垂直平分线：

分 AD

水平线：

分标

A

点：

分 标

点：

分 连

ABCD：

分、

试用作图法设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程

H

为

80,偏心距

=40,行程速比系数

K=1.5,求曲柄和连杆的长度

l1、l2

1：1

作图）

K

（

分）K

作

：

分 作

：

分 作圆：

分作

：

分 连

AC1、AC2：

分

（或者直接作图求出

l

l

（或者直接作图求出

l

l

分

） A

、

、

C写出作图过程）

，试用图解法设计此四杆机构

ABCDB

B

C

B

B

C

B BBB

CA Cr

r

，偏距BB的垂直平分线：

分 B

B的垂直平分线：

分CC的垂直平分线：

分 C

C的垂直平分线：

分标

A

点：

分 标

点：

分连

ABCD：

分、

一偏置滚子推杆盘形凸轮机构，已知凸轮为一半径

R＝

的圆，凸轮回转中心位于圆心铅垂向下

处，凸轮逆时针转动，滚子半径＝。求：（）

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）；

r（）

在机构运动简图上画出凸轮转动δ＝°时，

从动件的位移

和压力角

机构简图（

分）偏心圆（

分）基圆（

分）理论轮廓（

分）反转

度：（

分）位移（

分）压力角（

分）、

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

的行程

。偏心圆（

分）基圆（

分）理论轮廓（

分）压力角

（

分）升程（

分）、

图示偏心直动尖端从动件盘形凸轮机构：

在图上作出基圆、偏距圆。（）利用反转法原理，求凸轮从图示位置转过

后，从动件的位移，机构的压力角，在图上标注出来。、 图示凸轮机构，在图上（）

绘出理论廓线、基圆、偏距园；（）

标出图示位置从动杆的位移

和压力角α；（）

标出从动杆由最低位置到图示位置，凸轮已转过的角度

；、

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

。

在图上作出凸轮的基圆、偏距圆；（）利用反转法原理，求凸轮从图示位置转过

°后，从动件的位移

和压力角（）在图上求出从动杆的行程

说明：

不必作文字说明，但必须保留作图线；

；

位移

、压力角

和行程

只需在图上标出，不必度量出数值。 基圆：

分 偏距圆：

分 反转

度：

分位移

：

分 压力角

：

分

行程

：

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：不必作文字说明，但必须保留作图线；

、

只需在图上标出，不必度量出数值。ooo

o

o

理论廓线

分 基圆：

分 偏距圆：

分反转

度：

分 位移

：

分 压力角

：

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

°时，从动件的位移

和压力角说明：不必作文字说明，但必须保留作图线；

；

、

只需在图上标出，不必度量出数值。o

o

基圆：

分 偏距圆：

分 理论廓线：

分反转

度：

分 位移

：

分 压力角

：

分、

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

B点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出：（）

在图上作出凸轮的基圆、偏距圆；（）

利用反转法原理，求凸轮从图示位置转过

°后，从动件的位移

和压力角

；（）

当从动件尖底与凸轮廓线在

B点接触时，凸轮转过的相应角度

。说明：

不必作文字说明，但必须保留作图线；

位移

、压力角

和

只需在图上标出，不必度量出数值。作基圆：

分 作偏距圆：

分反转

度：

分 位移：

分压力角：

分 B点接触位置：

分转角：

分、

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

，压力角α

º，齿数

，，试计算：（）

该对齿轮作无侧隙啮合时的中心距

，啮合角

，节圆半径r

；（

分）（）

欲使其实际中心距为

，今用一对标准斜齿轮（平行轴）凑中心距，在

，、不变时，两斜齿轮的螺旋角

（）

计算“

问”中斜齿轮

的当量齿数

=？

（

分）

应为多少？（

分）r

（

分）（）

a=

r

（

分）

（

分）

（2）

a=

m(z1+z2)/2Cosβ β

=6.930

（2

分）（）

zv1=

z1/Cos3β

=20.44

（2

分）、

一对标准渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知其模数

，

，试计算：

m

mm

，压力角

，齿顶高系数

，顶隙系数

，齿数、齿轮

的分度圆直径

d

、齿顶圆直径

d

、齿根圆直径

d

、基圆直径

d

b、该对齿轮标准啮合时的中心距

、啮合角

、节圆直径d、欲使其实际中心距

，今用一对标准斜齿轮凑中心距，在

，

、

不变时两斜齿轮的螺旋角

应为多少？d

mz

mm

（

分）dd

d

m

mm

（

分）

d

m

mm

（

分）

m

/

/

m

/

/

mm（

分）

（

分）d

d

mm （

分）

m

(

)

)n

m

(

))]

n

（

分）、

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

，其齿数为

，，分度圆上压力角α

º。（）

求齿轮

的模数

及其在分度圆上的齿厚

；（

分）（）

求齿轮

的齿顶圆处的压力角α

；（

分）（）

如已求得它们的实际啮合线长度

BB

分）（）

该对齿轮能否实现连续传动，为什么？（

分）（）

a=

（

分） =л

m2/2=л

mm （

分）（2）

α

=arcos(r1cosα

（

分）（）

=

BB=1.74

（

分）（）

能，

（

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d

，

d

和节圆直径

d

，d

各为多少？（12 （

m

/

/

m

m

所以不能采用标准直齿圆柱齿轮传动。n

d

m

/

/

n

d

m

/

/

n

d

d

d

d

，齿顶圆直径

d

，基圆直径

d

，齿根圆直径

ddb

；（）

若实际安装的中心距为

，求此时啮合角

，齿顶圆直径

d

，基圆直径

d

，齿根圆直径

ddb

；（）

若实际安装的中心距为

，求此时啮合角

，齿轮

的节圆直径d

；d

mz

mm

d

m

mm

（

分）（）

齿轮

的分度圆直径（）

该对齿轮标准安装时的中心距

，（4）

欲使其无侧隙中心距为

，今改用一对平行轴标准斜齿轮凑中心距，在

，、不变时，两斜齿轮的螺旋角

（

分）d

应为多少？d

d

m

mm

（

分）bb

d

mm

（

分）

m

/

/

mm

（

分）

/)

/

（

分） dd/

d

i/

d

i

m

(

)

)n

mn(

))]

（

分）、

已知渐开线圆柱齿轮传动比

i

，标准模数为mm

，标准压力角为

，标准齿顶高系数为

，标准顶隙系数

。（）

用标准直齿圆柱齿轮传动，若标准中心距为

mm

，求小齿轮的齿数

、分度圆直径d、基圆直径db

、齿顶圆直径d。在此基础上，若重新安装实际中心距为

mm

，求此时啮合角

和小齿轮节圆半径d

。（）

采用标准斜齿圆柱齿轮传动，且无侧系安装中心距为mm

，若基本参数不变，求斜齿轮螺旋角

。

m

i

（

分）d

mz

mm d

d

m

mm b

d

mmb

（

分）

（

分）（

分）（

分）（

分）

/)

d

d/

di/

d

i

mm

m

(

)

)n

m

(

))]

n

（

分）、

图示轮系，已知：

试求传动比i

，并说明行星架

H

和齿轮

的转向关系。

n

n

n

;i

n

;

i

, i

nn （

分） －（）

－－H

组成周转轮系－

（

分）， n（

分）齿轮

与行星架转向相反 （

分）、

图示轮系中，各轮齿数为：

Z，Z，Z，Z，。试求行星架

H

的转速

的大小和转向。n n

i

n

（

分）代入

，求得：

r/min

（

分）n

n n

n

’

i

n

n

（

分）暗含已知条件：