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机械原理题库
第七版机械原理复习题
第2章机构的结构分析
一、填空题
8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生二个约束，而保留了两个自由度。
10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。
11.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入2个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph。
12.平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1。
13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相目对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为2，至少为1。
14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性（能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动，即确定应具有的原动件数。
15.在平面机构中，具有两个约束的运动副是低副，具有二个约束的运动副是咼副。
三、选择题——
3.有两个平面机构的自由度都等于则其自由度等于B。
4.原动件的自由度应为B。
5.基本杆组的自由度应为
（A）0;
1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构,
（B）1；
（A）
（A）
（C）2
1；（B）+1；
1；（B）+1；
7.在机构中原动件数目B机构自由度时，该机构具有确定的运动。
Co（A）自由度大于1;（B）自由度大于零；
9.构件运动确定的条件是
七、计算题
I.计算图示机构的自由度，
1.解E为复合铰链。
（C）0
（C）
（A）小于
（C）
0。
（B）等于（C）大于。
自由度等于原动件数。
若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。
F3nPLpH392131
6.
。
图中凸轮为
试求图示机构的自由度（如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需指明所在之处）定径凸轮。
虚约束在滚子和E处，应去掉滚子C和E,局部自由度在滚子B处。
n4，PL=5，pH=1，F342511
7.试求图示机构的自由度。
'
8.试计算图示机构的自由度（若含有复合铰链、局部自由度和虚约束应指出）。
C处有局部自由度、复合铰链。
D处为复合铰链。
F，G处有局部自由度。
去掉局部自由度后,n6,Pl7,Ph3
II.试计算图示运动链的自由度。
AE、F为复合铰链，故n8,Pl12,Ph1，
第3章机构的运动分析
一、填空题
1.当两个构件组成移动副时，其瞬心位于垂直于移动方向的无穷远处
处。
当两构件组成纯滚动的高副时，其瞬心就在接触点。
当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用三心定理来求。
2.3个彼此作平面平行运动的构件间共有3个速度瞬心，这几个瞬心必定位于一条直线上。
含有6个构件的平面机构，其速度瞬心共有15个，其中有5个是绝对瞬心，有10个是相对瞬心。
3.相对瞬心与绝对瞬心的相同点是两构件上的同速点，不同点是;绝对速度为零及不为零。
6.机构瞬心的数目N与机构的构件数k的关系是_Nk（kU/2_。
7.在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于已知同一构件上二点速度或加速度求第三点的速度和加速度。
8.当两构件组成转动副时，其速度瞬心在转动副中心处；组成移动副时，其速度瞬心在垂直于移动
标出下列机构中的所有瞬心。
标出图示机构的所有瞬心。
导路的无穷远处；组成兼有相对滚动和滑动的平面高副时，其速度瞬心在在接触点处的公法线上。
9.速度瞬心是两刚体上瞬时相对速度_为零的重合点。
10.铰链四杆机构共有6个速度瞬心，其中3个是绝对瞬心，3个是相对瞬心。
11.作相对运动的3个构件的3个瞬心必位于一直线上。
12.在摆动导杆机构中，当导杆和滑块的—移动，牵连运动为转动时，两构件的重合点之
间将有哥氏加速度。
哥氏加速度的大小为2Vr；方向与将Vr沿转向转90的方向一致。
三、选择题
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。
四、求顺心
1.
在图中标出图示两种机构的全部同速点。
［注］:
不必作文字说明,五、计算题
1、图示导杆机构的运动简图（L0.002m/mm），已知原动件
按下列要求作：
1写出求Vb3的速度矢量方程式；
2画速度多边形；并求出构件3的角速度3的值；
3、
但应保留作图线。
20rad/s逆时针等速转动,
③写出求aB3的加速度矢量方程式。
①、VB3=VB2+VB3B2
方向丄CB丄AB//BD大小
②、
?
1lAB?
速度多边形如图所示
V^=3.2rad/s顺时针
lAB
③、
十kr
aB3=aB2+aB3B2aB3B2
2、图示干草压缩机的机构运动简图（比例尺为卩l）。
原动件曲柄1以等角速度31转动，试用矢量方程图解法求该位置活塞5的速度与加速度。
要求：
a.写出C、E点速度与加速度的矢量方程式；
b.画出速度与加速度矢量多边形（大小不按比例尺，但其方向与图对应）；
3、已知机构各构件长度，1，,1，求
1）C、E点的速度和加速度矢量方程；
2）画出速度矢量多边形（大小不按比例尺，但其方向与图对应）；
5、已知：
机构位置，尺寸，等角速1求：
3，3，画
出速度和加速度矢量多边形（大小不按比例尺，但其方向与图对应）
1'
1
■
E
[1
P
b2
D
A
2、
平面机构的力分析
I.填空题
2所谓静力分析是指不计入惯性力的一种力分析方法，它一般适用于低速机械或对高速机械进行辅助计算情况。
3所谓动态静力分析是指将惯性力视为外力加到构件上进行静力平衡计算的一种力分析方法，它一般适用于高速机械情况。
0,在运动平面
4绕通过质心并垂直于运动平面的轴线作等速转动的平面运动构件，其惯性力P
中的惯性力偶矩M'=0。
7设机器中的实际驱动力为P,在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为
P。
，则机器效率的计算式是R/P。
9在认为摩擦力达极限值条件下计算出机构效率后，则从这种效率观点考虑，
机器发生自锁的条件是10设螺纹的升角为
arctgfv
0
II.选择题
1在机械中阻力与其作用点速度方向D。
A）.相同；B）.一定相反；C）.成锐角；
2在机械中驱动力与其作用点的速度方向C。
A〕一定同向；B〕可成任意角度；C〕相同或成锐角；
0
0
，则螺旋副自锁的条件是
D）.
相反或成钝角。
D〕成钝角。
，接触面的当量摩擦系数为f
11构件1、2间的平面摩擦的总反力冃2的方向与构件2对构件1的相对运动方向所成角度恒为C
A）0°;B）90°;C）钝角；D）锐角。
19根据机械效率，判别机械自锁的条件是CoA）1;B）01;C）0；D）
IV.图解题2、图示双滑块机构的运动简图，滑块1在驱动力P的作用下等速移动，转动副AB处的圆为摩擦圆，移动副的摩擦系数f=0.18，各构件的重量不计，试求：
考虑摩擦时所能克服的生产阻力Q建议取力比例尺UP=10N/mm
解：
作运动副上受力如图示。
取构件1和3分别为受力体，有力平衡方程式分别为：
P+R41+R21=0;
C+R4爭R23=0而：
j=arctgf=arctg0.18=10.2°。
作此两矢量方程图解如图示，得到：
Q=670N
R舶
Q
/p^i
4、图示机构中，已知工作阻力C和摩擦圆半径P,画出各运动副总反力的作用线，并求驱动力矩M。
5、偏心圆盘凸轮机构运动简图，凸轮以31逆时针方向转动，已知各构件
尺寸，各运动副的摩擦圆、摩擦角，阻抗力为Q（大小为图示尺寸）。
求各
运动副反力及作用在主动圆盘上的驱动力矩M。
按照图示大小作力多边形
第6章机械平衡
I.填空题
1研究机械平衡的目的是部分或完全消除构件在运动时所产生的惯性力和惯性力偶矩，减少或消除在机构各运动副中所引起的附加动压力，减轻有害的机械振动，改善机械工作性能和延长使用寿命。
里,
3只使刚性转子的惯性力得到平衡称静平衡，此时只需在一个平衡平面中增减平衡质量：
使惯性力和惯性力偶矩同时达到平衡称动平衡，此时至少要在二个选定的平衡平面中增减平衡质量，方能
解决转子的不平衡问题。
4刚性转子静平衡的力学条件是质径积的向量和等于零，而动平衡的力学条件是质径积向量和等于零，离心力引起的合力矩等于零。
5符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在回转轴线上。
静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在质心在最低处位置静止，由此可确定应加上或去除平衡质量的方向。
7机构总惯性力在机架上平衡的条件是机构的总质心位置静止不动。
III.选择题
Fb°）B）静平衡（合惯性力
Fb°,合惯性力矩MbFb°，合惯性力矩Mb°）_是动平衡的，动平衡的转子
1设图示回转体的材料均匀，制造精确，安装正确，当它绕
A）静不平衡（合惯性力
C）完全不平衡（合惯性力
D）动平衡（合惯性力4静平衡的转子静平衡的。
不一定C一定不
第7章机械运转及其速度波动的调节
A一定B
I.填空题
1设某机器的等效转动惯量为常数，则该机器作匀速稳定运转的条件是每一瞬时，驱动功率等于阻抗功率_，作变速稳定运转的条件是一个运动周期，驱动功等于阻抗功。
2机器中安装飞轮的原因,一般是为了调节周期性速度波动，同时还可获得降低原动机功率的效果。
13当机器运转时，由于负荷发生变化使机器原来的能量平衡关系遭到破坏，引起机器运转速度的变
化，称为非周期速度波动，为了重新达到稳定运转，需要采用调速器来调节。
16若机器处于变速稳定运转时期，机器的功能特征应有一个运动循环内输入功等于输出功与损失功之和，它的运动特征是每一运动循环的初速和末速相等。
III.选择题
1在机械稳定运转的一个运动循环中，应有_A_。
（A）惯性力和重力所作之功均为零；（B）惯性力所作之功为零，重力所作之功不为零；
（C）惯性力和重力所作之功均不为零（D）惯性力所作之功不为零，重力所作之功为零。
2机器运转出现周期性速度波动的原因是
（A）机器中存在往复运动构件，惯性力难以平衡；
（B）机器中各回转构件的质量分布不均匀；
（C）在等效转动惯量为常数时，各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期；（D）机器中各运动副的位置布置不合理。
3机器中安装飞轮的一个原因是为了_C_。
（A）消除速度波动；（B）达到稳定运转；（C）减小速度波动；（D）使惯性力得到平衡，减小机器振动。
4为了减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在C。
（A）等效构件上；（B）转速较低的轴上；（C）转速较
高的轴上；（D）机器的主轴上。
Wax和机器运转速度不均匀系数不变前提下，将飞轮安装轴的转速提高一倍，则飞
I
JF将等于D。
；（C）1/2（D）1/4注：
Jf为原飞轮的转动惯量
5在最大盈亏
轮的转动惯量
（A）2；（B）4
V.计算题
1、已知某机械在一个稳定运动循环内部的等效力矩Mr如图所示，等效驱动力矩Md为常数。
试求：
（1）等效驱动力矩Md的值；
（2）最大盈亏功△Wax；
（3）等效构件在最大转速nmax及最小转速nmin时所处的转角位置。
2
2）一个周期内的功率变化如图示，所以有：
△Wmax=0On/3N-m
3）、等效构件在最大转速nmax的转角位置是0或2n处
最小转速nmin时所处的转角位置是4n/3处
2、图示为某机组在一个稳定运转循环内等效驱动力矩Md和等效阻力矩Mr的变化曲线，并已知在图中写出它们之间包围面积所表示的功值（N•d）。
1）试确定最大赢亏功△Wma;
2）若等效构件平均角速度wm=50rad/s,运转速度不均匀系数S=0.1，试求等效构件的wmin及wmax的值及发生的位置。
（1）作功变化图如右图所示。
有△Wmax=130（Nd）
（2）因为：
wm=（wmax+wmin）/2=50;S=（wmax-wmin）/wm=0.1所以：
wmax=52.5rad/s,出现在b处。
wmin=47.5rad/s，出现在e处。
3、如图所示为某机械在稳定运转时，等效驱动力矩Md（书）和等效阻力矩Mr（书）对转角书的变化曲线，书T为一个运动周期。
已知各块面积为所包围的功值W=400N?
mWbc=750N?
m,WCd=450N?
m
W=400N?
mW=300N?
m等效构件的平均转速nm=120r/min，要求机械运转速度不均匀系数
[S]=0.06。
试求安装在主轴上的飞轮的转动惯量。
4、已知M=Mr（书）如图，M=750N?
m[S]=0.1，忽略各构件的等效转动惯量。
1）试确定最大赢亏功△Wmax
2）若等效构件平均角速度wn=100rad/s，试求等效构件的wmin及wU的值及发生的位置。
3）因为：
3n=（3max+3min）/2=100；S=（3max-3min）/3m=0.1
所以：
3max=105rad/s,出现在2n/3处。
3min=95rad/s，出现在n处。
第8章平面连杆机构及其设计
I.填空题
1在偏置条件下，曲柄滑块机构具有急回特性。
2机构中传动角和压力角之和等于_90_。
3在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得双
摇杆机构。
max'min
10铰链四杆机构有曲柄的条件是lmaxlmin其它两杆长之和，双摇杆机构存在的条件是1max1min其它两杆长之和或满足曲柄存在条件时，以最短杆的对面构件为机架。
（用文字说明）
15在曲柄摇杆机构中，最小传动角发生的位置在曲柄与机架重叠和拉直时两者传动角小者的位置。
16通常压力角是指从动件受力点的速度方向与该点受力方向间所夹锐角。
III.选择题
1连杆机构行程速比系数是指从动杆反、正行程C。
A）瞬时速度的比值；B）最大速度的比值；C）平均速度的比值。
2铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，则机构中_B_。
A）—定有曲柄存在；B）—定无曲柄存在；C）是否有曲柄存在还要看机架是哪一个构件
4对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角max为C。
A）30；B）45；C）90。
6在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，且B处于共线位置时,机构处于死点位置。
A）曲柄与机架；B）曲柄与连杆；C）连杆与摇杆。
8在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件，且B共线时,其传动角为最小值。
A）曲柄与连杆；B）曲柄与机架；C）摇杆与机架。
10压力角是在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的B方向所夹的锐角。
A）法线；B）速度；C）加速度；D）切线。
11为使机构具有急回运动，要求行程速比系数B0
A）K=1；B）K1；C）K10
12铰链四杆机构中有两个构件长度相等且最短，其余构件长度不同，若取一个最短构件作机架，则得到C机构。
A）曲柄摇杆；B）双曲柄；C）双摇杆。
13双曲柄机构C死点。
A）存在；B）可能存在；C）不存在。
15铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄B是最短构件。
A）一定；B）不一定；C）一定不。
19铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦和外力的条件下连杆作用于B上的力与该力作用点的速度间所夹的锐角。
压力角越大，对机构传力越EoA）主动连架杆；B）从动连架杆；C）机架；D）有利；E不利F）无影响。
第9章凸轮机构及其设计
I.填空题
1凸轮机构中的压力角是凸轮与从动件接触点处的正压力方向和从动件上力作用点处的速度方向所夹的锐角。
11当初步设计直动尖顶从动件盘形凸轮机构中发现有自锁现象时，可采用增大基圆半径、采用偏置
从动件、在满足工作要求的前提下，选择不同的从动件的运动规律等办法来解决。
12在设计滚子从动件盘形凸轮轮廓曲线中，若出现滚子半径大于理论廓线上的最小曲率半径时,会
在由理论轮廓曲线求实际轮廓曲线的过程中，若实际滚子半径的选择有关。
选择滚子半径的条件是滚子半径小于凸轮理论轮廓曲线上的
发生从动件运动失真现象。
此时，可采用加大凸轮基圆半径或减小滚子半径方法避免从动件的运动失真。
13用图解法设计滚子从动件盘形凸轮轮廓时，
轮廓曲线出现尖点或交叉现象，则与
14在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，
最小曲率半径。
当凸轮逆时针方向转动时，为减小机构压力角，应使从动件
15在偏置直动从动件盘形凸轮机构中，
导路位置偏置于凸轮回转中心的右侧。
16平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由凸轮廓线全部外凸的条件来决定。
17凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越大,而凸轮机构的尺寸越紧凑。
19当发现直动从动件盘形凸轮机构的压力角过大时，可采取：
增大基圆半径，正确的偏置从动件等措施加以改进；当采用滚子从动件时，如发现凸轮实际廓线造成从动件运动规律失真，则应采取减小滚子半径，增大基圆半径等措施加以避免。
20在许用压力角相同的条件下偏置从动件可以得到比对心从动件更小的凸轮基圆半径或者说,当基圆半径相同时，从动件正确偏置可以减小凸轮机构的推程压力角。
22凸轮机构从动件的基本运动规律有等速运动规律，等加速等减速运动规律，简谐运动规律，摆线运动规律。
其中等速运动规律运动规律在行程始末位置有刚性冲击。
23在凸轮机构几种基本的从动件运动规律中，等速运动规律使凸轮机构产生刚性冲击等加速等减速运动规律和简谐运动规律产生柔性冲击,摆线运动规律则没有冲击。
若凸轮基圆半径增大，则其压力角将减小;在对心直动保持不变。
rr——min；若实际廓线出
25在对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，
平底从动件盘形凸轮机构中，若凸轮基圆半径增大，则其压力角将
26理论廓线全部外凸的直动从动件盘形凸轮机构中，滚子半径应取为
现尖点，是因为rrmn压力角对基圆的影响是压力角大，基圆半径小；反之亦成立。
II.选择题
C运动规律。
2对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用
（A）等速；（B）等加速等减速；（C）正弦加速度。
4凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生B冲击。
它适用于E场合。
（A）刚性；（B）柔性；（C）无刚性也无柔性；（D）低速；（E）中速；（F）高速。
7当凸轮基圆半径相同时，采用适当的偏置式从动件可以A凸轮机构推程的压力角。
（A）减小；（B）增加；（C）保持原来。
8滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应B凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。
（A）大于；（B）小于；（C）等于。
该位置理论廓
9在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，轮廓曲线出现尖顶或交叉是因为滚子半径_
线的曲率半径。
AC（A）大于；（B）小于；（C）等于。
10直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角B。
（A）永远等于0;（B）等于常数；（C）随凸轮转角而变化。
12在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构的实际廓线时，发现压力角超过了许用值，且廓线出现变尖
现象，此时应采取的措施是B或A和B。
（A）减小滚子半径；（B）加大基圆半径；（C）减小基圆半径。
第10章齿轮机构及其设计
I.填空题
具有中心距可变性和对于在恒定转矩的传动中，轮齿间
1渐开线直齿圆柱齿轮传动的主要优点为正压力的大小和方向始终不变。
4一对渐开线直齿圆柱齿轮无齿侧间隙的条件是一轮节圆上的齿厚等于另一轮节圆上的齿槽宽。
5渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两轮模数相等，分度圆压力角相等
6—对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的节圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的分度圆半径之和。
7当一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动的啮合角在数值上与分度圆的压力角相等时，这对齿
1
a-m（zZ2）
轮的中心距为两齿轮分度圆半径之和或2。
8按标准中心距安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮，节圆与分度圆重合，啮合角在数值上等于分度圆上的压力角。
11渐开线齿轮的可分性是指渐开线齿轮中心距安装略有误差时，仍能保持定速比传动
Z、ma、d、c.写出用参数表示的齿轮尺寸公
（或geos1m2cos2）。
14决定渐开线标准直齿圆柱齿轮尺寸的参数有
zm
rham.rf
*
式：
r=2；rbrcos；rarham；】r血e）m。
15用范成法加工渐开线直齿圆柱齿轮,,发生根切的原因是刀具的齿顶线或齿顶圆超过了啮合线与轮坯基圆的切点。
18当直齿圆柱齿轮的齿数少于Zmin时，可采用正变位的办法来避免根切。
30用齿条型刀具切制标准齿轮时，应将齿条刀具的中线和被加工齿轮的分度圆相切并作纯滚动。
31用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条刀具中线相切，加工变位齿轮时,中线与分度圆不相切。
被加工齿轮与齿条刀具相“啮合”时，齿轮节圆与分度圆重合。
32用标准齿条插刀加工标准齿轮时，是刀具的中线与轮坯的分度圆之间作纯滚动；加工变位齿轮时,是刀具的节线与轮坯的分度圆之间作纯滚动。
37—对直齿圆柱齿轮的变位系数之和x1x20时称为正传动，x1x20时称为负传动；一个齿轮的变位系数x0称为正位齿轮，x0称为负变位齿轮。
III.选择题
2渐开线直齿圆柱外齿轮顶圆压力角A分度圆压力角。
（A）大于；（B）小于；（Q等于。
5—对直齿圆柱齿轮的中心距B等于两分度圆半径之和，但A等于两节圆半径之和。
（A）一定；（B）不一定；（Q—定不。
6为保证一对渐开线齿轮可靠地连续定传动比传动，应使实际啮合线长度
（A）大于；（B）等于；（Q小于。
7—对能正确啮合的渐开线齿轮，在作单向传动时，其齿廓间作用的正压力方向是的；（B）变化的。
8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切；（B）相割；（C）相离。
9用齿轮型刀具切削齿轮时若会发生根切，则改用齿条型刀具加工
（A）也一定；（B）不一定；（Q—定不。
A。
（A）恒定
C。
（A）相
A会根切。
10当渐开线圆柱齿轮的齿数少于為in时，可采用A的办法来避免根切。
（A）正变位；（B）负变位；（Q减少切削深度。
14一对渐开线直齿圆柱标准齿轮的实际中心距大于无侧隙啮合中心距时，啮合角
压力角，实际啮合线
分度圆上的
AE。
（A）大于；（B）小于；（Q等于；（D）变长；（E）变短；（F）不变
19渐开线齿轮变位后
（A）分度圆及分度圆上的齿厚仍不变；
（B）分度圆及分度圆上的齿厚都改变了；
（C）分度圆不变但分度圆上的齿厚改变了。
V.计算题
1已知一对正确安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，中心距°O2100mm模数m4mm压力角
20,小齿轮主动，传动
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