机械设计基础各章习题

第一章平面机构的自由度

二、单项选择题

1. 两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。

A 面

B 点或线

C 点或面

D 面或线

2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于（）。

A 复合铰链

B 局部自由度

C 虚约束

D 机构自由度

3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于（）数。

A 1

B 从动件

C 主动件

D 0

4. 所谓机架是指（）的构件。

A 相对地面固定

B 运动规律确定

C 绝对运动为零

D 作为描述其他构件运动的参考坐标点

5. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（）。

A 相对转动或相对移动

B 都是运动副

C 相对运动恒定不变

D 直接接触且保持一定的相对运动

三、填空题

1. 机构是由若干构件以_______________相联接，并具有__________________________的组合体。

2. 两构件通过______或______接触组成的运动副为高副。

3. m个构件组成同轴复合铰链时具有______个回转副。

四、简答题

1. 何为平面机构？

2. 试述复合铰链、局部自由度和虚约束的含义？为什么在实际机构中局部自由度和虚约束常会出现？

3. 计算平面机构自由度，并判断机构具有确定的运动。

（1）（2）

（3）（4）

（5）（6）

五、计算题

1. 计算机构自由度，若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请加以说明。

2. 计算图示连杆机构的自由度，为保证该机构具有确定的运动，需要几个原动件？为什么？

参考答案

二、单项选择题

1. B

2. C

3. C

4. D

5. D

三、填空题

1. 运动副确定相对运动

2. 点线

3. m-1

四、简答题

1. 平面机构：组成机构的所有构件都在同一平面或几个互相平行的平面运动，这种机构称为平面机构。

2. 复合铰链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联接时就构成了复合铰链。

局部自由度：在机构中，有些构件所产生的运动并不影响其他构件的运动，这种构件运动的自由度称为局部自由度。

虚约束：在运动副引入的约束中，有些约束对机构自由度的影响是重复的，对机构的运动不起限制作用，这种重复的约束称为虚约束。

局部自由度的使用是为了减小高副磨损而将滑动摩擦变成滚动摩擦。

虚约束的引入可以增加构件的刚性，改善构件的受力情况，提高工作性能，提高稳定性等。 3. 计算平面机构自由度 （1）075===h l P ,P ,n ，则10725323=-⨯-⨯=--=h l P P n F ，机构具有确定的运动。 （2）186===h l P ,P ,n ，则11826323=-⨯-⨯=--=h l P P n F ，机构具有确定的运动。 （3）244===h l P ,P ,n

，则22424323=-⨯-⨯=--=h l P P n F ，机构具有确定的运动。

（4）075===h l P ,P ,n ，则10725323=-⨯-⨯=--=h l P P n F ，机构具有确定的运动。

（5）244===h l P ,P ,n ，则22424323=-⨯-⨯=--=h l P P n F ，机构具有确定的运动。 （6）233===h l P ,P ,n

，则12323323=-⨯-⨯=--=h l P P n F ，机构具有确定的运动。

五、计算题

1. 解：B 处为局部自由度，C 和C /

处为虚约束，G 处为复合铰链。

197===h l P ,P ,n ，则21927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F

2. 解：机构在k 点处有局部自由度。

1129===h l P ,P ,n ，则211229323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 。若该机构要具有确定的运动，则

需要两个原动件，因为机构具有确定运动的条件为：机构的自由度数等于机构原动件的数目，该机构的自由度为2，所以应具有两个原动件。

H

第二章 平面连杆机构

一、判断题（正确 T ，错误 F ） 二、单项选择题

1. 在下列平面四杆机构中，无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置（ ）。

A 曲柄摇杆机构

B 双摇杆机构

C 双曲柄机构

D 曲柄滑块机构 2. 为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装（ ）增大惯性。

A 齿轮

B 飞轮

C 凸轮

D 蜗轮 3. 当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角min γ总是出现在（ ）。

A 连杆与曲柄成一条线时

B 连杆与机架成一条线时；

C 曲柄与机架成一条线时

D 曲柄、连杆与机架成一条线时。 4. 无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角为（ ）。

A ︒<0θ

B ︒=0θ

C ︒≥0θ

D ︒>0θ

5. 一曲柄摇杆机构，若改为以曲柄为机架，则将演化为（ ）

A 曲柄摇杆机构

B 双曲柄机构

C 双摇杆机构

D 导杆机构

6. 铰链四杆机构ABCD 中，AB 为曲柄，CD 为摇杆，BC 为连杆。若杆长l AB =30mm ，l BC =70mm ，l CD =80mm ，则机架

最大杆长为（ ）

A 80mm

B 100mm

C 120mm

D 150mm 7. 在下列平面四杆机构中，一定无急回特性的机构是（ ）

A 曲柄摇杆机构

B 摆动导杆机构

C 对心曲柄滑块机构

D 偏置曲柄滑块机构 三、填空题

1. 在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为 。

2. 当压力角α大到某一数值时，不论推力为多大，都不能使从动件运动，凸轮机构将发生 。

3. 平面四杆机构中，已知行程速比系数为K ，则极位夹角的计算公式为 。 四、简答题

1. 何为平面连杆机构？平面四杆机构具有哪些基本特征？

2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是什么？铰链四杆机构有哪几种形式，如何判断？

3. 根据图中所注尺寸判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构，并说明为什么。

（1） （2） （3）