机械原理复习与习题

机械原理复习与习题第一章绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系？2、何谓机架、原动件和从动件？第二章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、何谓自由度和约束？4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？习题1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（a）(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。

(a) (b) (c)(d) (e) (f)第三章 平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题1、试求出下列机构中的所有速度瞬心。

(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s-1，R=50mm，l A0=20mm，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v。

题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。

各相切轮之间作纯滚动。

试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。

4、在图示的颚式破碎机中，已知：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm，ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。

求ω5、ε5。

题4图破碎机题5图曲柄摇块机构5、图示的曲柄摇块机构，l AB=30mm，l AC=100mm，l BD=50mm，l DE=40mm，ϕ1=45°，等角速度ω1=10rad/s，求点E、D的速度和加速度，构件3的角速度和角加速度。

6、图示正弦机构，曲柄1长度l1=0.05m，角速度ω1=20rad/s（常数），试分别用图解法和解析法确定该机构在ϕ1=45°时导杆3的速度v3与加速度a3。

题6图正弦机构题7图六杆机构7、在图示机构中，已知l AE=70mm，l AB=40mm，l EF=70mm，l DE=35mm，l CD=75mm，l BC=50mm，ϕ1=60°，构件1以等角速度ω1=10rad/s逆时针方向转动，试求点C的速度和加速度。

第四章平面机构的力分析复习思考题1、作用在机械系统上的内力和外力各有哪些？2、何谓机构的静力计算和机构的动态静力计算？3、何谓摩擦圆？怎样确定径向轴颈转动副中总反力作用线位置及方向？4、何谓摩擦角？如何确定移动副中总反力的方向？5、当一径向轴颈以相同方向按等速、加速或减速转动时，在载荷不变的情况下，其上作用的摩擦力矩是否一样？为什么？习题1、如图示斜面机构，已知：f（滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数）， =arctg f，λ（滑块1的倾斜角）、Q（工作阻力，沿水平方向），设不计两滑块质量，试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F。

题1图题2图2、图示机构中，如已知转动副A、B的轴颈半径为r及当量摩擦系数f0，且各构件的惯性力和重力均略去不计，试作出各运动副中总反力的作用线。

3、图示机构中:已知构件2的重量Q2 (质心S2 ); 构件2的围绕质心S2的转动惯量Js2 ; 滑块5的重量Q5 (质心F); 忽略其他构件的重量以及转动惯量; 假设构件1以ω1 的转速匀速转动，作用在构件5上F点的生产阻力为.试求：当φ=450时：1. 各运动副的支反力 2.作用于G点沿XX方向的平衡力第五章机械效率与自锁复习思考题1、谓自锁？从效率的观点看，机器自锁的条件是什么？2、机构具有自锁性能是指什么？试举出二个具有自锁性能的机构实例。

3、机器运动时，一般要经过哪三个时期？各个时期的特征是什么？6、从受力观点分析，移动副在什么条件下自锁？7、从受力观点分析，径向轴颈转动副在什么条件下自锁？习题1、在图示双滑块机构中，滑块1在驱动力P作用下等速运动。

设已知各转动副中轴颈半径r=10mm，当量摩擦系数f v=0.1，移动副中的滑动摩擦系数f=0.176327，l AB=200mm。

各构件的重量略而不计。

当P=500N时，试求所能克服的生产阻力Q以及该机构在此瞬时位置的效率。

题1图2、图示一焊接用的楔形夹具。

用楔块3将焊接的工件1和1’夹紧在该楔块与夹具座2之间。

已知各接触面的摩擦系数f，摩擦角 =arctg f。

试问：楔角α在何种条件下可保持楔块3不自动松脱？题2图题3图3、图示偏心圆盘凸轮机构中，凸轮半径r1=40mm，其几何中心O与回转中心A的偏距为25mm。

从动件质心在点C，绕质心的转动惯量为0.02kg·m2，有一垂直力F作用于点D，l CD=60mm。

以B为中心装一半径r2=20mm的滚子，l BC=50mm。

凸轮转速ω1=12rad/s，转向如图。

当∠ACB为直角时，∠OBC=60°。

试问如此时要保证凸轮与滚子接触，力F的最小值应为多少（不考虑摩擦力）？提示：要保证凸轮与从动件的滚子接触，力F对点C产生的力矩至少应能平衡此时从动件的惯性力矩。

第六章机械的平衡复习思考题1、刚性回转件静平衡的充要条件是什么？2、刚性回转件动平衡的充要条件是什么？3、刚性回转件静平衡与动平衡的关系是什么？4、在刚性回转件的平衡问题中，何谓质径积？5、何谓平衡力或平衡力矩？平衡力是否一定是驱动力？5、摩擦角 及摩擦圆大小各与哪些因素有关？习题1、图示转轴系统，各不平衡质量皆分布在回转线的同一轴向平面内，m1=2.0kg、m2=1.0kg、m3=0.5kg，r1=50mm、r2=50mm、r3=100mm，各载荷间的距离为l L1=100mm、l12=200mm、l23=100mm，轴承的跨距l=500mm，转轴的转速为n=1000r/min，试求作用在轴承L和R中的动压力。

题1图题2图2、图示为一行星轮系，各轮为标准齿轮，其齿数z1=58，z2=42，z2'=44，z3=56，模数均为m=5，行星轮2-2’轴系本身已平衡，质心位于轴线上，其总质量m=2kg。

问：（1）行星轮2-2’轴系的不平衡质径积为多少kg·mm？（2）采取什么措施加以平衡？第七章 机器的运转及速度波动的调节复习思考题1、 什么要进行机器的速度调节？2、 周期性速度波动”与“非周期性速度波动”的特点，它们各用什么方法来调节？3、为什么要建立等效力，等效质量，等效力矩、等效转动惯量的概念？它们是怎样求得的？它们的性质如何？当机组的真实运动尚不知道时也能求出？为什么？4、在飞轮设计求等效力或等效力矩时是否要考虑惯性力？5、为减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在何处？习题1、图示铰链四杆机构，已知l 1=100mm ，l 2=390mm ，l 3=200mm ，l 4=250mm ，若阻力矩M 3=100N ·m 。

试求：（1）当2πϕ=时，加于构件1上的等效阻力矩M er 。

（2）当πϕ=时，加于构件1上的等效阻力矩M er 。

2、在图示的行星轮系中，已知各轮的齿数z 1=z 2'=20，z 2=z 3=40；各构件的质心均在其相对回转轴线上，且J 1=0.01kg ·m 2，J 2=0.04 kg ·m 2，J 2'=0.01 kg ·m 2，J H =0.18 kg ·m 2；行星轮的质量m 2=2kg ，m 2'=4kg ，模数m =10mm 。

求由作用在行星架H 上的力矩M H =60 N ·m 换算到轮1的轴O 1上的等效力矩M 以及换算到轴O 1上的各构件质量的等效转动惯量J 。

题1图 题2图3、在某机械系统中，取其主轴为等效构件，平均转速n m =1000r/min ，等效阻力矩M r (ϕ)如图所示。

设等效驱动力矩M d 为常数，且除飞轮以外其他构件的转动惯量均可略去不计，求保证速度不均匀系数δ不超过0.04时，安装在主轴上的飞轮转动惯量J F 。

设该机械由电动机驱动，所需平均功率多大？如希望把此飞轮转动惯量减小一半，而保持原来的δ值，则应如何考虑？4、某机械换算到主轴上的等效阻力矩M r (ϕ)在一个工作循环中的变化规律如图所示。

设等效驱动力矩M d 为常数，主轴平均转速n m =300r/min 。

速度不均匀系数δ≤0.05，设机械中其他构件的转动惯量均略去不计。

求要装在主轴上的飞轮转动惯量J F 。

题3图 题4图第八章 平面连杆机构复习思考题1、如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式？2、平面四连杆机构最基本形态是什么？由它演化为其它平面四杆机构，有哪些具体途径？3、图示摆动导杆机构中，AB 杆匀角速转动。

该机构存在的几何条件是什么？给定其摆杆的行程速度变化系数K 后，怎么用K 值表达AB 和AC 杆的长度关系？题3、4图 题5图4、图示摆动导杆机构中，AB 杆匀角速转动。

若AB AC 2 ，那么，其摆杆的行程速度变化系数为何值？又若摆杆顺时针方向转动为回程，要求有比工作行程较大的平均速度，那么，应如何选择AB 杆的转向？5、试回答图示曲柄滑块机构存在的几何条件。

若AB 杆等角速转动，而滑块向右移动为回程。

要求回程比工作行程少占用时间，那么，应如何选取AB 杆的转向？ 习题1、图示铰链四杆机构，已知：l BC =50mm ，l CD =35mm ，l AB =30mm ，AD 为机架，（1）若此机构为曲柄摇杆机械，且AB 为曲柄，求l AB 的最大值：（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB 的范围；（3）若此机构为双摇杆机构，求l AB 的范围。

（a ） (b)题1图 题2图2、图示两种曲柄滑块机构，若已知a =120mm ，b =600mm ，对心时e =0及偏置时e =120mm ，求此两机械的极位夹角θ及行程速比系数K 。