哈工大机械原理考研-8章 复习思考题与习题(解)
哈工大机械原理考研第章复习思考题与习题
3.4 复习思考与习题一、思考题1．从动件的常用运动规律有哪几种? 它们各有什么特点？各适用于什么场合？2．从动件运动规律的选择原则是什么？3．不同运动规律曲线拼接时应满足什么条件？4．凸轮机构的类型有哪些？在选择凸轮机构类型时应考虑那些因素？5．移动从动件盘形凸轮机构和摆动从动件盘形凸轮机构的设计方法各有什么特点？6．何谓凸轮的理论轮廓曲线？何谓凸轮的实际轮廓曲线？二者有和区别与联系？理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心移动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律是否相同？7．在移动滚子从动件盘形凸轮机构中，若凸轮实际廓线保持不变，而增大或减小滚子半径，从动件运动规律是否发生变化？8．何谓凸轮机构的压力角? 在凸轮机构设计中有何重要意义? 一般是怎样处理的?当凸轮廓线完成后,如何检查凸轮转角为ϕ时凸轮的压力角α? 若发现压力角超过需用值,可采取什么措施减少压力角? 9．设计直动推杆盘形凸轮机构时,再推杆运动规律不变的条件下,需减小推程压力角,采用哪两种措施？10．何谓运动失真? 应如何避免出现运动失真现象?11．在移动滚子从动件盘形凸轮机构的设计中,采用偏置从动件的主要目的是什么? 偏置方向如何选取?12．在移动平底从动件盘形凸轮机构的设计中,采用偏置从动件的主要目的是什么? 偏置方向如何选取?13．何谓凸轮机构的偏心距，它对凸轮机构几何尺寸和受力情况有何影响？14．比较尖顶、平底和滚子从动件凸轮机构的优缺点及它们适用的场合？二、习题题3-1 如题3-1图所示为一尖顶移动从动件盘形凸轮机构从动件的部分运动线图。
试在图上补全各段的位移、速度及加速度曲线，并指出在那些位置会出现刚性冲击？那些位置会出现柔性冲击？题3-1图题3-2 已知凸轮以等角速度顺时针转动，从动件行程h=32 mm,从动件位移线图ϕ-s 如题3-2图所示。
凸轮轴心偏于从动件轴线的右侧，偏距e=10mm,基圆半径a r =35mm,滚子半径r r =15mm 。
机械原理第8章答案
C2 C3’ C2’
y
ψ0C1
E3
ϕ0 E1
E2
x
P148
8-21 如图用推拉缆操纵的长杆夹持器，并用四 杆机构实现夹持动作，确定各杆长度。
选做
解：
采用解析法能准确求解
cos(θ 1i + α 0 ) = P0 cos(θ 3i + ϕ 0 ) + P1 cos(θ 3i + ϕ 0 − θ 1i − α 0 ) + P2
440 ≤ d ≤ 760mm
A
3） 若d为最短杆，则为双曲柄机构，故不可能, d>240
600 ≤ d ≤ 760mm 440 ≤ d < 600mm
p144
8-6 如图，已知a=240mm, b=600mm, c=400mm, d=500mm, 问：1）取杆4作机架时，是 否有曲柄存在？ 2）能否选不同杆为机架得到双曲柄机构、双摇杆机构？3）若abc 三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为何值？4） 若c的长度可变，取3为机架，要获得双摇杆机构，c的取值范围应为何值？
机械原理 ——机械运转及速度波动的调节
作业:
P144－150 思考题: 8-2，8-3，8-5 习题： 8-6、8-8、8-16 选做： 8-21
p144
8-6 如图，已知a=240mm, b=600mm, c=400mm, d=500mm, 问：1）取杆4作机架时，是 否有曲柄存在？ 2）能否选不同杆为机架得到双曲柄机构、双摇杆机构？3）若abc 三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为何值？4） 若c的长度可变，取3为机架，要获得双摇杆机构，c的取值范围应为何值？
大学哈工大第八版理论力学-资料
二 运动方程 角速度 角加速度
f (t)
角速度 角加速度
d
dt
ddt dd2t2
转角 角速度 角加速度代数量 正负规定要一致
图示
思考什么情况下刚体是加速转动?
什么情况下刚体减速转动?
！联想到了什么？
35
§7–3转动刚体内各点的速度和加速度
一 转动刚体内各点的速度和加速度的计算
1 速度计算
s R
vds RdR
dt dt
d dt
vA 各点速度的大小与该点
vD D
A 到轴心的距离成正比
vB 速度的方向垂直于该点到
O
轴心的连线，指向图形
B 转动的一方。
36
§7–3转动刚体内各点的速度和加速度
一 转动刚体内各点的速度和加速度的计算 速度计算的逆运算
vds RdR
dt dt
vB OB
Δr M'
v*
r(t+Δt) O
B
lim v
r dr
t0 t dt
动点的速度矢沿着
动点运动轨迹的切线，并与此点运动的方向一致。
20
三 加速度
§ 5-1 矢量法
alimv t0 t
dv dt
ddt2r2
a v r
此法常用于推导公式
lim v r dr t0 t dt
21
§ 5-2 直角坐标法
作业 1 P154 5-7
2 思考题P168 6-5 a) 平行四连杆机构。假设标 有转动角速度刚体的长度为L 计算点M 的速度和加速度的大小并在图中画出它们 的方向
❖ 3 思考题 6-5b) OA OB OC 设为已知,计算点 A B C 的速度和加速度的大小；并在图中画出它们的方向。
机械原理课后习题答案
机械原理课后习题答案1. 两个质量分别为m1和m2的物体，它们分别靠在光滑水平面上的两个弹簧上，两个弹簧的弹性系数分别为k1和k2。
求当两个物体分别受到的外力分别为F1和F2时，两个物体的加速度分别是多少？答，根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度，即F=ma。
根据这个公式，可以得出两个物体的加速度分别为a1=F1/m1，a2=F2/m2。
2. 一个质量为m的物体，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时，物体的加速度是多少？答，同样根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度，即F=ma。
根据这个公式，可以得出物体的加速度为a=F/m。
3. 一个质量为m的物体，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时，弹簧的位移是多少？答，根据胡克定律，弹簧的位移与受到的外力成正比，即F=kx，其中x为弹簧的位移。
解出x=F/k，即弹簧的位移与外力成反比。
4. 一个质量为m的物体，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时，弹簧的振动周期是多少？答，根据弹簧的振动周期公式T=2π√(m/k)，可以得出弹簧的振动周期与物体的质量和弹簧的弹性系数有关，与受到的外力无关。
5. 一个质量为m的物体，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。
求当物体受到外力F时，弹簧的振幅是多少？答，根据弹簧振动的公式x=Acos(ωt+φ)，可以得出弹簧的振幅与受到的外力无关，只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。
求当物体受到外力F时，弹簧的振动频率是多少？答，根据弹簧振动的公式f=1/2π√(k/m)，可以得出弹簧的振动频率与受到的外力无关，只与弹簧的弹性系数和物体的质量有关。
7. 一个半径为r的圆盘，靠在光滑水平面上的弹簧上，弹簧的弹性系数为k。
求当圆盘受到外力F时，圆盘的加速度是多少？答，根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于物体的质量乘以加速度，即F=ma。
哈工大机械理考研-8章 复习思考题与习题(解)
8.4 复习思考题与习题一、复习思考题1． 机械平衡的目的是什么？造成机械不平衡的原因可能有哪些？ 2． 机械平衡问题分为哪几类？何谓刚性转子与柔性转子？ 3． 机械的平衡包括哪两种方法？它们的目的各是什么？ 4． 刚性转子的平衡设计包括哪两种设计？5． 刚性转子的平衡试验机平衡精度；它们各需要满足的条件是什么？ 6． 挠性转子动平衡的特点和方法有哪些？ 7． 什么是平面机构的完全平衡法？它有何特点？ 8． 什么是平面机构的部分平衡法？为什么要这样处理？二、习题题8-1在图示的盘形回转体中，有四个偏心重量位于同一回转平面内。
它们的大小及其重心至回转轴的距离分别为N Q 501=，N Q 702=，N Q 803=，N Q 1004=；mm r r 10041==，mm r 2002=，mm r 1503=，而个偏心重的方位如图所示。
又设平衡重量Q 的重心至回转轴的距离mm r 150=，试求平衡重量Q 的大小及方位。
例8-1图 解8-1图解题要点：刚性转子静平衡的概念和平衡条件。
解：要使盘形回转体达到平衡，应使0=++++=∑P P P P P P4321i或者04321=++++=∑r r r r r r4321iQ Q Q Q Q Q i （1）今计算各重径积如下：cm N r Q ⋅=⨯=500105011 cm N r Q ⋅=⨯=1400207022cmNrQ⋅=⨯=1200158033cmNrQ⋅=⨯=10001010044取比例尺mmcmNW⋅=25μ，分别算出代表各重径积的图上长度为mmrQWW2025500111===μ；mmrQWW56251400222===μmmrQWW48251200333===μ；mmrQWW40251000444===μ然后根据式（1）按向径1r，2r，3r，4r的方向依次连续作矢量1W，2W，3W，4W（如解8-1图），则封闭矢量W即代表平衡重量Q重径积，由矢量图上量得mmW2.32=，故得cmNWQrW⋅=⨯=⋅=8052.3225μ已知cmr15=，NrWQ W6.5315805==⋅=∴μ平衡重量Q的方位角θ可由该矢量图量得或通过计算来确定5160405620484213'=--=--=arctgWWWWarctgθ（由4r4Q沿顺时针方向量到rQ的角）。
机械原理课后习题答案.pdf
[解]
（1）取μι作机构运动简图；
μl
=
0.002
m mm
C3
lBC =
l
2 AB
+
l
2 AC
−
l AB
⋅ lAB
⋅ cos135
= 302 + 1002 − 30 ×100 × cos135 = 123 (mm)
B
D
2
1 ω1
A
ϕ1
4
E
（2）速度分析 取C为重合点：C( C2, C3)
vB → vC 2 → vD ,vE → ω2
p(c3)
ω2
2
D
c2
2) 求aC2
aC 2 = aB
+ aCn 2B
+
at C 2B
=
aC 3
+
aCk
2C 3
+ aCr 2C 3
方向： B→A C→B ⊥CB
0 ⊥CБайду номын сангаас向下 ∥BC e
大小： √ √
?
0√
?
E
d
b
其中:
an C 2B
= ω2 2
lBC
=
2.02
4
C P34
1
A P12
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
b) P13
P34 B
3
P 23 →∞
2
P12
A
4
C P14→∞
P24
1
题3-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
c)
P13 P14 C
4
→∞ P 34
M
vM
机械原理课后答案第八章平面连杆机构及其设计_图文
平面连杆机构及其设计
习题8-6
习题8-8 习题8-9 习题8-18 习题8-16 习题8-24
8-6 如图所示四杆机构中，各杆长度a =240mm，b =600mm， c =400mm，d = 500mm。试求： 1) 取杆4为机架，是否有曲柄存在？ 2) 若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲 柄机构和双摇杆机构？如何获得？ 3) 若a、b、c 三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇 杆机构，d 的取值范围应为何值？
A C D C C D C2 1 2 1 2
2 2 l C D ( l l ) 2 C D ( l l ) c o s A C D 3 0 9 . 2 6 m m A D 2 A B B C 2 A B B C 2
2 2 C C C D C D 2 C D C D c o s 3 5 1 8 0 . 4 m m 1 2 1 2 1 2
2 2 2 ( l l ) ( l l ) C C 2 ( l l ) ( l l ) c o s 1 6 . 3 6 A B B C B C A B 1 2 A B B C B C A B
解：1) 选取比例尺作出机构的铰链点及滑块、连架杆位置。 2) 取第一位置为基准位置，根据反转法原理，连接DE2，并 绕D点反转ψ12角，得到点E2’。 3) 作E1E2’的垂直平分线c12，其与DC1轴的交点即为C1。 4) 连接DC1E1，即为所求。
6) 取第一位置为基准位置，根据反转法原理，连接AC2，并 绕A点反转12角，得到点C2’。 7) 作C1C2’的垂直平分线b12，其与y轴的交点即为B1。 8) 连接AB1C1DE1，即为所求。
机械原理第八章习题答案
第八章 平面连杆机构及其设计习题8-5解：(a)摆动导村机构 (b)曲柄滑块机构 习题8-6解：1)因为mm d c mm b a 900500400800600240=+=+<=+=+若以构件4为机架，则该机构为曲柄摇杆机构，其中1构件为曲柄。
2)以1为机架可得双曲柄机构，若以3构件为机架可得双摇杆机构。
3)要成曲柄摇杆机构，则若4为最长杆，则需b c d a +≤+，即mm a b c d 760=-+≤ 若取2为最长杆，则需d c b a +≤+，即mm c b a d 440=-+≥习题8-8解：1)取尺寸比例尺mmm l 002.0=μ，如上图，机构的极位夹角θ，杆3的最大摆角ϕ，最小传动角min γ可由图上量取。
行程速比系数θθ-+=00180180K 2)由于28+72<50+52，所以取构件1为机构时，得双曲柄机构。
C 、D 二副为摆动副。
3)取构件3为机架时，得双摇杆机构。
A 、B 二副为仍为周转副。
习题8-9解：1)因为80+260<160+200，且最短杆为机架，所以机构为双曲柄机构。
2)如图，该机构的最小传动角为0min 14=γ3)滑块F 的行程速比系数为628.14318043180180180000000=-+=-+=θθK习题8-14 解：取尺寸比例尺mmm l 004.0=μ，作图如下，设计尺寸mm l AB 278=，mm l CD 96=，mm l AD 322=。
习题8-23 解：取尺寸比例尺mmm l 0025.0=μ，如图所示，曲柄长度为mm l AB 1.29=或mm l AB 6.63= 连杆长度为mm l BC 1.74=或mm l BC 1.237=习题8-16解：作图如下， E 点即为所求。
习题8-24 解：取尺寸比例尺mmm l 008.0=μ，作图如下，连杆长度为mm l BC 5.306=。
最小传动角为0min 44=γ。
理论力学第八章思考题
2．矩形板ABCD边BC=60cm，AB=40cm。板以匀角速度ω=0.5（rad/s）绕A轴转动，动点M以匀速u=10cm/s沿矩形板BC边运动，当动点M运动到BC边中点时，板处于图示位置，试求该瞬时M点的绝对速度。
解：动点：M，动系：ABCD，牵连转动
3．杆CD可沿水平槽移动，并推动杆AB绕轴A转动，L为常数。试用点的合成运动方法求图示位置θ=30°时，CD杆的绝对速度u。
解：取AB杆上的A点为动点，动系固连于滑块上，牵连运动为平动
1．由 （1）
得A点速度
则Va=Vetg30°=
而Vr=Ve/cos30°=
2．由 （2）
得A点加速度
将（2）式向 方向投影得：
aacos30°=aesin30°+arn
而ae=a0arn=Vr2/R
∴ae=(aesin30°+arn)/cos30
= +
∴ur=(ue2+ua2)1/2=
=45°
（2）动点：B点，动系：轮O1，牵连转动
= +
ue=ω·[(2r)2+r2]1/2=
ua=rω
ur=[ue2+ua2-2ueuacos( )]1/2
=
6.具有半长R=0.2m的半圆形槽的滑块，以速度u0=1m/s，加速度0=2m/s2水平向右运动，推动杆AB沿铅垂方向运动。试求在图示=60°时，AB杆的速度和加速度。
解：动点：轮心O1，动系：OA杆，牵连转动
9．圆形板按=t-0.5t3绕过水平直径的轴AB转动，动点M沿板上半径为R=30cm圆槽按OM=b=10 的规律运动，式中以rad计，b以cm计，t以s计。当t=1/8s时圆形板位于图示位置。试求该瞬时动点M的加速度在X、Y、Z各坐标轴上的投影。
哈尔滨工程大学机械原理题库
一、是非题，判断下列各题,对的画“√”，错的画“×”（每题2分，共10分）1、Ⅱ级机构的自由度不能大于2；（×）2、铰链四杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短杆。
（×）3、当凸轮机构的压力角过大时，机构易出现自锁现象。
（√）4、国产标准斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高等于法面齿顶高；（√）5、棘轮机构和槽轮机构都是间歇运动机构。
（√）1、机构中与机架相联的每个主动件相对机架可以有两个以上的独立运动。
（×）2、摆动导杆机构中的导杆一定具有急回特性（曲柄为原动件）。
（√）3、直动从动件盘形凸轮机构可以用增大基圆半径的方法减小其推程压力角。
（√）4、与标准齿轮相比，负变位齿轮的分度圆变大。
（×）5、标准直齿圆柱齿轮外啮合时，只能有1对轮齿啮合。
（×）1、机构是具有确定运动的运动链。
（√）2、直动从动件盘形凸轮机构中进行合理偏置是为了减小推程压力角和回程压力角。
（×）3、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。
（√）4、用成形铣刀加工渐开线直齿圆柱齿轮时，一定会发生根切现象。
（×）5、直齿圆锥齿轮的标准模数是指中间截面的模数；（×）二、单项选择题（每小题2分，共10分）1、在铰链四杆机构中，取（ B ）杆作为机架，则可得到双摇杆机构。
A ．最短杆；B ．最短杆的对边；C ．最长杆；D ．连杆2、下列为空间齿轮机构的是（ A ）机构。
A ．圆锥齿轮；B ．人字齿轮；C ．平行轴斜齿圆柱齿轮；D ．直齿圆柱齿轮3、表征蜗杆传动的参数和几何尺寸关系的平面应为（ C ）。
A ．轴面；B ．端面；C ．中间平面；D ．法面4、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。
A ．小于；B ．等于；C ．大于；D ．大于等于5、 作连续往复移动的构件，在行程的两端极限位置处，其运动状态必定是（ C）。
A ．0=v ，0=a ； B ．0≠v ，0=a ；C ．0=v ，0≠a ；D ．0≠v ，0≠a 。
机械原理思考题与习题
思考题与习题第一章平面机构的结构分析题1.1 简要回答（1）什么是运动副、运动副元素、低副、高副？什么是运动链、机架、原动件、从动件？（2）什么是机构运动简图？它与机构示意图有什么区别？（3）组成机构的基本单元是什么？“机构是由零件组成的”，“机构是由构件组成的”，“机构是由运动链组成的”，“机构是由原动件、从动件系统和机架组成的”，“机构是由原动件、机架和杆组组成的”，这些说法是否正确？机构究竟是怎么组成的？符合什么条件才能成为机构？（4）“机构有确定的运动，运动链则没有确定的运动”，“机构中肯定有一个构件为机架、运动链中则没有机架”的说法是否正确？机构和运动链究竟有什么区别？（5）何为复合铰链、局部自由度、虚约束？如何判断它们的存在？题1.2 填空（1）构件与零件的区别在于构件是的单元体，而零件是的单元体。
（2）称为构件，称为运动副，称为运动副元素。
（3）机构具有确定相对运动的条件是；根据机构的组成原理，任何机构都可以看成是由、和组成。
（4）两构件通过面接触而构成的运动副为，它引入个约束；通过点、线接触而构成的运动副称为，它引入个约束。
（5）在平面机构中若引入一个高副将引入个约束，而引入一个低副将引入个约束，约束数与自由度的关系是。
（6）由M个构件组成的复合铰链应包括个转动副。
（7）机构要能够运动，自由度必须，机构具有确定相对运动的条件是。
（8）机构中的运动副是指，平面连杆机构是由许多刚性构件以联接而成的。
（12）运动链具有确定运动成为机构的条件是、、。
题1.3 选择填空（1）两构件组成运动副的必备条件是。
A．直接接触且具有相对运动； B. 直接接触但无相对运动；C．不接触但具有相对运动； D. 不接触也无相对运动。
（2）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将确定的运动。
A．有； B. 没有； C. 不一定。
（3）在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为。
A．虚约束； B. 局部自由度； C. 复合铰链。
2007-2010年哈尔滨工程大学机械原理历年考研试题与答案
目录2007年哈尔滨工程大学机械原理考研试题 (1)2008年哈尔滨工程大学机械原理考研试题 (8)2009年哈尔滨工程大学机械原理考研试题 (13)2010年哈尔滨工程大学机械原理考研试题 (21)2007年哈尔滨工程大学机械原理考研试题一、（20分、每小题2分）判断题判断下列各结论对错。
对者画“√”号，错者画“×号。
1、相对瞬心点的绝对速度不能等于零。
2、双摇杆机构中机架不能是最短件。
3、曲柄滑块机构中，若滑块为原动件则机构无死点位置。
4、加工标准齿轮时若发生根切，则分度圆齿厚将变小。
5、静平衡转子不一定是动平衡的。
6、等效件即是原动件。
7、Ⅳ级机构的自由度一定大于2。
8、国产标准斜齿轮的端面压力角等于20o。
9、节圆上的模数是标准值。
10、常用的蜗杆传动中，蜗杆和蜗轮的螺旋旋向是相同的。
二、（25分）比较题与简答题。
1、（15分、每小空3分）比较题。
图2—1所示齿轮传动中为无側隙啮合，若知h*a=1 C*=0.25 = 20o 齿数Z1〈Z2 = Z3 ，变位系数X1〉0 、X2 = 0 、X3〈0 。
判定下组各参数间的大小关系。
S1S3 P1P3h f1h f3 d/3d3S/1S/32、（10分、每小题5分）简答题。
1）一对平行轴斜齿轮内啮合,其正确啮合条件是什么？传动中的主要缺点是什么？2）直齿圆锥齿轮的当量齿数一定比实际齿数大吗？一定是整数吗？一对啮合的直齿圆锥齿轮的当量齿数反比等于其传动比吗？三、（60分）解答下列问题：1、（12分）计算图3—1所示机构的自由度。
根据所得数值选定原动件(只能从与机架相连的件中选取),画出选定机构的杆组图,并指出杆组的级别。
（注意：要画在答题纸上，不要画在题签上。
）2、（12分）国产正常齿标准直齿圆柱齿轮外啮合，已知小轮齿数Z1=20、齿顶圆直径da1=220mm大轮齿顶圆直径da2=420mm。
又知齿轮实际顶隙为5.5 mm，且h*a=1 C*=0.25 α= 20o 。
哈尔滨工程大学机械原理历年考研真题
2013年哈尔滨工程大学818机械原理考研真
题（回忆版）
一、判断题（20分）
十个小题，都不难，正常来说都能得至少16分以上。
二、简答题（30分）（五个简答题每题6分）
1．解释什么是急回特性？行程速比K？例举一个工程实例。
2．对心曲柄滑块机构曲柄长度a和行程H之间的关系，求出行程速比K。
3．哪种凸轮机构设计过程中可能出现运动失真？如何避免失真。
4．例举三种可以实现转动间歇的机构
5．圆锥齿轮当量齿数是否和锥角成反比，当量齿数是否一定为整数
（因为3、4题我觉得有点不知道正确答案是什么，跟着感觉答的，不知道能不能给分）
三、计算自由度，画出高副低代图，拆分杆组，判断机构级别。
(15分)
（这道题不难，高副低代就是把凸轮和杆件的高副转化为低副）
四、凸轮机构（15分）（我电脑里没有画图软件,一会手绘和最后一道大题的一起传上来传上来，轮系那道真心想不起来了）
五、告诉你基圆半径R0，从基圆上引渐开线，以渐开线作为理论轮。
哈工大机械原理考研-第1章 复习思考题与习题
1.4 复习思考题与习题一、复习思考题1．构件和零件的本质区别是什么？2．机构和运动链的本质区别是什么？3．绘制机构运动简图应注意哪些事项？4．构件自由度和机构自由度有何区别？机构自由度的计算和运动链的自由度计算有何区别？5．计算机构自由度时应注意哪些事项？6．平面机构的自由度计算公式与一般空间自由度计算公式有何区别？平面机构能否使用一般空间机构的自由度计算公式？7．对机构进行组成和结构分析的目的是什么？它们分别用于什么场合？8．如何确定机构的级别？影响机构级别变化的因素是什么？为什么？9．杆组有何特点？如何确定杆组的级别？试举例说明。
10．叙述对机构进行结构分析时拆杆组的原则和步骤。
二、习题题1-1试验算如题1-1图所示机构的运动是否确定？如果机构的运动不确定，请同学提出此机构具有确定运动的修改方案。
题1-1图一、 题1-2 计算题1-2图示机构的自由度，机构中CD=DE=DF ，CE⊥CF 。
若机构中有复合铰链、局部自由度、虚约束，请在图中标题1-3题1-3图题1-4 当原动件为整周转动时，设计一种机构，使其执行构件为往复请画图另外举出两个例子。
当原动件为整周转动时，设计一种机构使其执行构件为往复直线运动，如题1-4图(c)、(d)图所示。
题题题1-6图题1-7计算题1-7 所示平面机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度及虚约束。
题1-7图题1-8 计算题1-8所示平面机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度及虚约束。
题1-8图题1-9 计算题1-9所示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请明确指出）。
并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的构件是原动件）。
若运动时确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组级别，数目以及机构的级别。
题1-9图题1-10 计算题1-10所示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请明确指出）。
并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的构件是原动件）。
机械原理部分试题目及解答
第一章机构的组成和结构1-1 试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
F＝3×3－2×4＝1 F＝3×3－2×4＝1F＝3×3－2×4＝1 F＝3×3－2×4＝11-2 计算图示平面机构的自由度。
将其中高副化为低副。
确定机构所含杆组的数目和级别，以及机构的级别。
（机构中的原动件用圆弧箭头表示。
）F＝3×7－2×10＝1 F＝3×7－2×10＝1含3个Ⅱ级杆组：6-7，4-5，2-3。
含3个Ⅱ级杆组：6-7，4-5，2-3。
该机构为Ⅱ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F＝3×4－2×5－1＝1 F＝3×3－2×3－2＝1F＝3×5－2×7＝1（高副低代后） F＝3×5－2×7＝1（高副低代后）含1个Ⅲ级杆组：2-3-4-5。
含2个Ⅱ级杆组： 4-5，2-3。
该机构为Ⅲ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F＝3×8－2×11－1＝1 F＝3×6－2×8－1＝1F＝3×9－2×13＝1（高副低代后）F＝3×7－2×10＝1（高副低代后）含4个Ⅱ级杆组：8-6，5-7，4-3，2-11。
含1个Ⅱ级杆组6-7。
该机构为Ⅱ级机构含1个Ⅲ级杆组2-3-4-5。
第二章 连 杆 机 构2-1 在左下图所示凸轮机构中，已知r = 50mm ，l OA =22mm ，l AC =80mm,︒=901ϕ，凸轮1的等角速度ω1=10rad/s ，逆时针方向转动。
试用瞬心法求从动件2的角速度ω2。
解：如右图，先观察得出瞬心P 13和P 23为两个铰链中心。
再求瞬心P 12：根据三心定理，P 12应在P 13与P 23的连线上，另外根据瞬心法，P 12应在过B 点垂直于构件2的直线上，过B 点和凸轮中心O 作直线并延长，与P 13、P 23连线的交点即为P 12。
机械原理复习题带(答案)打印版-(1)
机械原理复习题带(答案)打印版-(1)1、 如图所示机构，若取杆AB 为原动件，试求：（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=L P 7 (1分) 高副数=H P 0 (1分)10725323=-⨯-⨯=--=H L P P n F （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=L P 7 (1分) 高副数=H P 0 (1分)10725323=-⨯-⨯=--=H L P P n F （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)LH5、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n，低副数L P，高副数H P；3.求机构的自由度F。
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=L P 9 (1分) 高副数=H P 1 (1分)21927323=-⨯-⨯=--=H L P P n F （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n ，低副数L P ，高副数H P ；（3） 求机构的自由度F 。
哈工大机械原理考研习题
例2-10 在例2-10图所示中，已知各构件的尺寸及机构的位置，各转动副处的摩擦圆如图中虚线圆，移动副及凸轮高副处的摩擦角为ϕ，凸轮顺时针转动，作用在构件4上的工作阻力为Q 。
试求该图示位置：1． 各运动副的反力（各构件的重力和惯性力均忽略不计）； 2． 需施加于凸轮1上的驱动力矩1M ； 3． 机构在图示位置的机械效率η。
例2-10解题要点：考虑摩擦时进行机构力的分析，关键是确定运动副中总反力的方向。
为了确定总反力的方向，应先分析各运动副元素之间的相对运动，并标出它们相对运动的方向；然后再进行各构件的受力分析，先从二力构件开始，在分析三力构件。
解：选取长度比例尺l μ(m/mm)作机构运动简图。
1． 确定各运动副中总反力的方向。
如例2-10(a)图，根据机构的运动情况和力的平衡条件，先确定凸轮高副处的总反力12R 的方向，该力方向与接触点B 处的相对速度21B B v 的方向成90ϕ+角。
再由51R 应切于运动副A 处的摩擦圆，且对A 之矩的方向与1ω方向相反，同时与12R 组成一力偶与1M 平衡，由此定出51R 的方向；由于连杆3为二力构件，其在D ，E 两转动副受两力23R 及43R 应切于该两处摩擦圆，且大小相等方向相反并共线，可确定出23R 及43R 的作用线，也即已知32R 及34R 的方向线；总反力52R ，应切于运动副C 处的摩擦圆，且对C 之矩的方向应与25ω方向相反，同时构件2受到12R ，52R 及32R 三个力，且应汇交于一点，由此可确定出52R 的方向线；滑块4所受总反力54R 应与45v 的方向成090ϕ+角，同时又受到34R ，54R 及Q 三个力，也应汇交于一点，由此可确定出54R 的方向线。
2． 求各运动副中总反力的大小。
分别取构件2，4为分离体，列出力平衡方程式 构件2 1232520R R R ++= 构件434540R R Q ++=而34432332R R R R =-==-根据上述3个力平衡方程式，选取力比例尺F μ(N/mm)，并作力多边形如例2-10(b)图所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
8.4 复习思考题与习题一、复习思考题1． 机械平衡的目的是什么？造成机械不平衡的原因可能有哪些？ 2． 机械平衡问题分为哪几类？何谓刚性转子与柔性转子？ 3． 机械的平衡包括哪两种方法？它们的目的各是什么？ 4． 刚性转子的平衡设计包括哪两种设计？5． 刚性转子的平衡试验机平衡精度；它们各需要满足的条件是什么？ 6． 挠性转子动平衡的特点和方法有哪些？ 7． 什么是平面机构的完全平衡法？它有何特点？ 8． 什么是平面机构的部分平衡法？为什么要这样处理？二、习题题8-1在图示的盘形回转体中，有四个偏心重量位于同一回转平面内。
它们的大小及其重心至回转轴的距离分别为N Q 501=，N Q 702=，N Q 803=，N Q 1004=；mm r r 10041==，mm r 2002=，mm r 1503=，而个偏心重的方位如图所示。
又设平衡重量Q 的重心至回转轴的距离mm r 150=，试求平衡重量Q 的大小及方位。
例8-1图 解8-1图解题要点：刚性转子静平衡的概念和平衡条件。
解：要使盘形回转体达到平衡，应使0=++++=∑P P P P P P4321i或者04321=++++=∑r r r r r r4321iQ Q Q Q Q Q i （1）今计算各重径积如下：cm N r Q ⋅=⨯=500105011 cm N r Q ⋅=⨯=1400207022cm N r Q ⋅=⨯=1200158033cm N r Q ⋅=⨯=10001010044取比例尺mmcmN W ⋅=25μ，分别算出代表各重径积的图上长度为 mm r Q W W2025500111===μ； mm r Q W W 56251400222===μ mm r Q W W48251200333===μ；mm r Q W W 40251000444===μ 然后根据式（1）按向径1r ，2r ，3r ，4r 的方向依次连续作矢量1W ，2W ，3W ，4W （如解8-1图），则封闭矢量W 即代表平衡重量Q 重径积，由矢量图上量得mm W 2.32=，故得cm N W Qr W ⋅=⨯=⋅=8052.3225μ 已知cm r 15=，N rWQ W 6.5315805==⋅=∴μ 平衡重量Q 的方位角θ可由该矢量图量得或通过计算来确定5160405620484213'=--=--= arctg W W W W arctgθ（由4r 4Q 沿顺时针方向量到r Q 的角）。
题8-2 一回转轴上的载荷分布如题8-3图所示，已知N Q 101=，N Q 202=；mm r 101=，mm r 52=；mm L 1001=，mm L 3002=，mm L 400=； 9012=α。
如果置于平衡基面Ⅰ和Ⅱ中的平衡重量Q '和Q ''的重心至回转轴的距离为mm r r 10=''='，求Q '和Q ''的大小及方位角。
(a) (b) (c)题8-2图解题要点：刚性转子的动平衡条件及其计算。
解：1．将各重径积分解到平衡基面Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ 在平衡基面Ⅰ中各重径积的分量为cm N L L L r Q r Q ⋅=-⨯⨯=-=''5.740104011011111 cm N L L L r Q r Q ⋅=-⨯⨯=-=''5.24030405.02022222在平衡基面Ⅱ中各重径积的分量为cm N r Q r Q r Q ⋅=-⨯=''-=''''5.25.7110111111cm N r Q r Q r Q ⋅=-⨯=''-=''''5.75.25.020222222．求平衡基面Ⅰ中的平衡重量Q '在平衡基面Ⅰ中加了平衡重量Q '达到平衡，应使021=''+''+''=''∑r r r r 21iQ Q Q Q i取比例尺mmcmN W ⋅=2.0μ，分别算出代表重径积的分量的图上长度为 mm r Q W W5.372.05.7111==''='μ mm r Q W W5.122.05.2222==''='μ 作矢量多边形如题8-2图（a ），则封闭矢量W '即代表在平衡基面Ⅰ中应加的平衡重量Q '的重径积，由矢量图上量得mm W 40='，故得cm N W r Q W ⋅=⨯='⋅=''8402.0μ已知cm r 1='， 则 881W W Q N r μ'⋅'==='r Q ''的方位角也由该矢量图上量得53161'=' θ（由1r ''1Q 沿顺时针方向量到r ''Q 的角）。
3．求平衡基面Ⅱ中的平衡重量Q ''在平衡基面Ⅱ中加了平衡重量Q ''达到平衡，应使021=''''+''''+''''='''''∑r r r r 21iQ Q Q Q i取比例尺mmcmN W ⋅=2.0μ，分别算出代表重径积的分量的图上长度为 mm r Q W W5.122.05.2111==''''=''μmm r Q W W5.372.05.7222==''''=''μ 作矢量多边形如题8-2图（b ），则封闭矢量W ''即代表在平衡基面Ⅱ-Ⅱ中应加的平衡重量Q ''的重径积，由矢量图上量得mm W 40=''，故得cm N W r Q W ⋅=⨯=''⋅=''''8402.0μ已知cm r 1=''， 则 881W W Q N r μ''⋅''===''r Q ''''的方位角也由该矢量图上量得53161'='' θ（由22r ''''Q 沿顺时针方向量到r ''''Q 的角）。
题8-3 如题8-3图示的两根曲轴结构中，已知Q Q Q Q Q ====4321，r r r r r ====4321，L L L L ===342312，且曲拐的错开位置如图所示。
试判断何者已达静平衡，何者已达动平衡。
题8-3图解题要点：刚性转子的静平衡条件和动平衡条件。
解： 1. 题8-3图（a ）所示的曲轴为静平衡，而动不平衡。
因为0=∑ⅠP而0≠∑ⅠM（两惯性力矩不在同一平面之内）2． 题8-3图（b ）所示的曲轴为静平衡，而动不平衡。
因为0=∑ⅠP而0≠∑ⅠM（两惯性力矩不在同一平面之内）题8-4 在题8-4图示的插齿机构中，已知mm L AB 70=，mm L BC 290=，mm L CD 280=，mm L AC 51=，mm L BC 1452=，mm L DC 103=，扇形齿轮的分度圆半径mm r 140=；质量kg m 51=，kg m 42=，kg m 53=，kg m 204=。
当曲柄1与连杆2拉成一直线时，摇杆3的倾角5116'=α。
设在曲柄延长线上mm r 80='处装上一个平衡重量Q '及在摇杆上mm r 80=''处装上一个平衡重量Q ''来进行该机构的静平衡，求Q '和Q ''的大小。
题8-4图解题要点：质量静代换法对平面机构进行平衡。
解：1. 将连杆2的质量2m 按静力分配到C 、B 两点进行代换，应该满足下列两式 2222)(BC B BC BC C L m L L m ⋅=- （1）222m m m B C =+ （2）联立解式（1）和式（2）两式，得kg L L m m BCBC C 2295.144222=⨯=⋅=2. 求加在曲柄1的r '处的平衡重量Q ' 因 112AC AB B L m L m r m ⋅+⋅='' 所以 kg r L m L m m AC AB B 06.285.0572112=⨯+⨯='⋅+⋅='于是 N g m Q 2.208.906.2=⨯='='因为当插齿机构运动时，插齿刀轴的重量A Q 对点D 的静力矩为常数，而摇杆3的重量3Q 和平衡重量Q ''对D 点的静力矩为变化的，所以不可能达到完全静平衡。
这样，我们便按摇杆的上极端位置来计算平衡重量Q ''：αααc o s c o s )(c o s 2343⋅⋅+⋅''-''=⋅⋅+CD C DC DC L m r L m L m r m 所以 αααcos )(cos cos 2343⋅''-⋅⋅-⋅⋅+=''r L L m L m r m m DC CD C DCkg 1296.0)828(96.028296.0151420=⨯-⨯⨯-⨯⨯+⨯=于是 N g m Q 1188.912=⨯=''=''题8-5 如题8-5图所示为一装有皮带轮的滚筒轴。
已知：皮带轮上有以不平衡质量kg m 5.01=，滚筒上具有三个不平衡质量kg m m m 4.0432===，cm r 801=，cm r r r 100432===，各不平衡质量的分布如图所示，试对该滚筒轴进行平衡设计。
题8-5图解8-5图 解题要点：刚性转子的动平衡条件及其计算，注意不平衡质量在平衡基面外不平衡质量的等效处理。
解：1. 由题意可知：该滚筒轴的轴向宽度较大，各个不平衡质量的分布不在同一回转平面内，因此对其进行动平衡设计。
为了使滚筒轴达到动平衡，必须选择两个平衡平面，并在两平衡平面内各加一个平衡质量，从而使滚筒轴旋转时产生的离心惯性力的总和及惯性力矩的总和均为零。
为此，选择滚筒轴的两个端面T '和T ''为平衡平面。
将不平衡质量1m ，2m ，3m ，4m 分别解到平衡平面T '，T ''内 在T '平面中：kg m m 625.05.046060046014046011=⨯=⨯+='kg m m 365.04.04604204604046022=⨯=⨯-='kg m m 174.04.04602004602204046033=⨯=⨯--='kg m m 087.04.04601004601002204046034=⨯=⨯---='在T ''平面中：kg m 152.05.04601401=⨯='' kg m 035.04.0460402=⨯=''kg m 226.04.0460220403=⨯+=''kg m 313.04.0460100220404=⨯++=''2. 计算各不平衡质量质径积的大小：mm kg r m W ⋅=⨯='='16.5280652.0111 mm kg r m W ⋅=⨯=''=''16.1280152.0111 mm kg r m W ⋅=⨯='='5.36100365.0222 mm kg r m W ⋅=⨯=''=''5.3100352.0222 mm kg r m W ⋅=⨯='='4.17100174.0333 mm kg r m W ⋅=⨯=''=''6.22100226.0333 mm kg r m W ⋅=⨯='='7.8100087.0444 mm kg r m W ⋅=⨯=''=''3.31100313.0444 3. 确定平衡平面T '，T ''上需加的平衡质量bm '，b m ''的质径积b m '及b m ''的大小及方向： 对平面T '04321='+'+'+'+'4321b r r r r r m m m m m b取比例尺mm mm kg W /1⋅=μ，作解8-5图（a ）可得：mm kg W m W b⋅=⋅'=''45μb r 方向：25='α对平面T ''：由教材公式可得04321=''+''+''+''+''''4321b r r r r r m m m m m b同样取mm mm kg W /1⋅=μ作图4-16（b ）可得：mm kg W m W b⋅=⋅''=''''25μb r 方向：153=''α这一步是本题的关键步骤。