《机械原理》课程补充习题

《机械原理》课程补充练习

第2章机构的结构分析

基本要求：

（1）掌握构件、运动副、约束、自由度及运动链等概念

（2）能正确计算平面机构的自由度并能指出复合铰链、局部自由度和虚约束，能判断其是否具有确定的运动。

计算下列机构自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。

2-1 2-2

2-3 2-4

2-5 2-6

2-7

2-8） 2-9）

2-10） 2- 11）

2-14 2-15

2-16）

2-19 2-20

第3章平面机构的运动分析

基本要求：

1）正确理解速度瞬心的概念，并能运用三心定理确定一般平面机构各瞬心的位置，利用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析

2）能利用矢量方程图解法对一般平面机构进行运动分析

3-1 试求图示各机构在图示位置时的全部瞬心的位置。

（g） (h)

3-2 图示机构的位置，已知原动件AB以等角速度转动，用瞬心法或矢量方程图解法求构件3的角速度

要求：（1）利用瞬心法要求在图上标出全部速度瞬心，写出ω3的表达式；

（2）利用矢量方程图解法要求以任意比例尺作出机构的速度图，写出作图的矢量方程及ω3的表达式。

(a) (b)

(c) (d)

(f) (g)

逆时针方向转动，3-3如图所示的高副机构中，设已知机构的尺寸及原动件1以匀角速度

1

v。

试确定机构的全部瞬心位置，并用瞬心法求构件3 的移动速度

3

3-4图示机构，L AB＝50mm，L BC＝60mm，L CD＝60mm，LAD＝100mm，ω1＝30rad/s，

（1）求机构的所有瞬心

（2）用瞬心法求杆BC中E的速度大小和方向。

第4章平面机构的力分析

基本要求

能对几种运动副中的摩擦力、总反力进行分析

4-1 图示曲柄滑块机构中，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，滑块与导路的摩擦角为φ，驱动力为F，阻力矩为M，试在下列各机构位置简图中画出各运动副中反力方向（必须注明力矢量的脚标）

（d）

4-2 图示曲柄滑块机构，曲柄1受驱动力偶M d作用，克服滑块3上所受的工作阻力F r，使该机构运转。在转动副A、B和C处虚线下画的小圆为摩擦圆。设不考虑各构件的重量与惯性力，试确定各运动副反力的方向。

4-3 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮 1 沿逆时针方向回转，F 为作用在推杆2 上的外载荷，试在图上标出各运动副中总反力（R31,R12 及R32）的方位（图中各构件的重量及惯性力略去不计，虚线小圆为摩擦圆，运动副B处的摩擦角已知）

4-4 图示摆动凸轮机构中，已知作用于摆杆3上的外载荷Q，试在图上标出各运动副中总反力（R31,R12 及R32）的方位（图中各构件的重量及惯性力略去不计，虚线小圆为摩擦圆，运动副B处的摩擦角已知）

4-5 在图示机构中，已知驱动力为F，工作阻力矩为Mr，若不计各构件的重量及惯性力，试在机构图中画出各构件的受力。图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ。

4-6 在图示机构中，已知原动件1 在驱动力矩M d 的作用下等速转动，ω1 如图所示。作用

在从动件2 上的生产阻力为Q，图中虚线圆为摩擦圆，运动副C 的摩擦角为φ。试在图上画

出各运动副反力（注明脚标），写出构件2 的力平衡方程式，并画出力矢量多边形。

4-7 图示一锁紧机构，已知图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ在P力作用下工作面上产生夹紧力Q，试画出此时各运动副中的总反力作用线位置和方向（不考虑各构件的质量和转动惯量）

4-8 已知各构件的尺寸、机构的位置、各运动副的摩擦系数及摩擦圆半径，M1为驱动力矩，Q为阻力，试在图中画出各运动副反力的方向和作用线

4-9 图示铰链机构中，各铰链处虚线圆为摩擦圆，M d为驱动力矩，M r为生产阻力矩，试在图上画出各运动副反力的方向和作用线。

4-10图示凸轮连杆组合机构运动简图，凸轮为原动件，滑块上作用有工作阻力Q，各转动副处的摩擦圆及滑动摩擦角如图所示，试在图上画出各运动副反力方向和作用线。

4-11 图示的机构运动简图中，已知生产阻力Q，各转动副的摩擦圆及滑动摩擦角已示图中，试在图中画出各运动副反力的作用线及方向。

4-12图示的机构运动简图中，已知P为驱动力，生产阻力Q，各转动副的摩擦圆及滑动摩擦角已示图中，试在图中画出各运动副反力的作用线及方向。

4-13图示的机构运动简图中，已知生产阻力Q ，各转动副的摩擦圆及滑动摩擦角已示图中，试在图中画出各运动副反力的作用线及方向。

4-14 图示铰链机构中，各铰链处虚线圆为摩擦圆，M d 为驱动力矩，F r 为生产阻力矩，试在图上画出各运动副反力的方向和作用线。

4-15图示双滑块机构中，滑块1在驱动力P 作用下等速运动，各构件重量不计。试作图标出各运动副中的反力的方向，并对构件1、3列出力平衡方程且作出相应的力多边形。（摩擦角、摩擦圆如图示）

3

2 1 2 2

2 ω1

第八章 平面连杆机构及其设计

8-1 在飞机起落架所用铰链四杆机构ABCD 中，已知连杆的两位置如图所示，比列尺为μl ，要求连杆B 2C 2为死点位置上，连架杆CD 的的转角为900

。试设计此铰链四杆机构AB l 、CD l 、AD l （作图在题图上进行）。

8-2设计一铰链四杆机构，已知连杆BC 经过图示两个给定位置B 1C 1、B 2C 2，要求：连架杆AB 从AB 1到AB 2位置时恰好转过90°；机构在第二位置时传动角γ=30°，试用作图法求解固定铰链A 、D 位置。

8-3所示为造型机工作台翻转机构翻台的两个位置Ⅰ、Ⅱ。设翻台固联在连杆BC 上，若已知连杆长500=BC l mm ，500=CK l mm ，并要求其固定铰链A 、D 的安装位置与x 轴平行，且AD=BC ，试设计此铰链四杆机构。