机械原理习题集

二．综合题1．根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。

设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么？2．计算图示机构的自由度。

如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。

（a ） （b ）3．计算图示各机构的自由度。

（a ） （b ）C 21ABEDF34567891011G H IJKLADE CHGF IBK123456789（c）（d）（e）（f）4．计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。

（a）（b）（c）（d）5．计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。

如果在该机构中改选FG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。

6．试验算图示机构的运动是否确定。

如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。

（a）（b）第三章平面机构的运动分析一、综合题1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号P直接在图上标出）。

ij2、已知图示机构的输入角速度ω1,试用瞬心法求机构的输出速度ω3。

要求画出相应的瞬心，写出ω3的表达式，并标明方向。

3、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。

4、在图示的四杆机构中，AB l =60mm, CD l =90mm, AD l =BC l =120mm, 2ω=10rad/s ，试用瞬心法求：（1）当ϕ=165°时，点C 的速度c v ；（2）当ϕ=165°时，构件3的BC 线上速度最小的一点E 的位置及其速度的大小；（3）当0c v =时，ϕ角之值（有两个解）。

5、如图为一速度多边形，请标出矢量AB v 、BC v 、CA v 及矢量A v 、B v 、C v 的方向？6、已知图示机构各构件的尺寸，构件1以匀角速度ω1转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图b)、c) 所示。

（1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小，（2）试在图b)、c) 上分别标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向。

9试判断在图示的两个机构中，B点是否存在哥氏加速度？又在何位置时其哥氏加速度为零？作出相应的机构位置图。

10、在图示的各机构中，设已知构件的尺寸及点B的速度v（即速度矢量pb）。

B试作出各机构在图示位置的速度多边形。

11、在图示齿轮-连杆机构中，已知曲柄1的输入转速ω1恒定，试就图示位置求：（1）分析所给两矢量方程中每个矢量的方向与大小；（2）规范地标出图示速度多边形中每个顶点的符号；V C2 = V B + V C2B V C4 = V C2 + V C4C2方向： 大小：三、综合题1、如图所示为一输送辊道的传动简图。

设已知一对圆柱齿轮传动的效率为0.95；一对圆锥齿轮传动的效率为0.92 (均已包括轴承效率)。

求该传动装置的总效率。

2、图示为由几种机构组成的机器传动简图。

已知：η1=η2=0.98，η3=η4=0.96，η5=η6=0.94，η7=0.42，P r ’=5KW ，P r ’’=0.2KW 。

求机器的总效率η。

3之摩擦圆。

已知构件CD 上作用有生产阻力R ，若不计构件的自重和惯性力，试确定：1）图示位置时，主动构件AB 的转向；2）图示位置时，连杆BC 所受的作用5 6 1 23 4 7 η1η2η5η6η7 η3η4P r ’P r ’’力R 12和R 32的作用线。

（3）作用在主动件1上的驱动力矩M 1的方向以及约束反力R 21与R 41的方位。

6、在图示双滑块机构中，转动副A 与B 处的虚线小圆表示磨擦圆，在滑块1上加F 力推动滑块3上的负载Q ，若不计各构件重量及惯性力，试在图上画出构件2所受作用力的作用线。

8、在图示的曲柄滑块机构中，虚线小圆表示转动副处的磨擦圆。

若不计构件的重力和惯性力，试在图上画出图示瞬时作用在连杆BC 上的运动副总反力的方向。

9、一重量N Q 10=，在图示的力P 作用下，斜面等速向上运动。

若已知：︒==15βα，滑块与斜面间的摩擦系数1.0f。

试求力P的大小及斜面机构的机械效率。

=2、已知曲柄摇杆机构摇杆CD的长度L CD=75㎜，机架AD的长度L AD=100㎜，行程速比系数K=1.25，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角φ=45°。

试求曲柄和连杆的长度L AB、L BC。

3、如图所示曲柄滑块机构，曲柄AB等速整周回转。

1) 设曲柄为主动件，滑块朝右为工作行程，确定曲柄的合理转向；γ出现的位置；2）设曲柄为主动件，画出急位夹角θ，最小传动角min3) 此机构在什么情况下，出现死点位置，作出死点位置。

4、如图所示，设已知四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。

试问：1）当取杆4为机架时，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，求d的取值范围。

5、如图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为l1=28mm, l2=52mm, l3=50mm, l4=72mm,试求：１）当取杆4为机架时，作出机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角φ、最小传动角γmin并求行程速比系数K；２）当杆1为机架时，将演化为何种类型的机构?为什么？并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆动副；３）当取杆3为机架时，又将演化为何种机构？这时A、B两个转动副是否仍为周转副？6、已知曲柄摇杆机构ABCD的摇杆长度LCD=50mm，摇杆摆角ψ=40o，行程速比系数K=1.5，机架长LAD =40mm，试用作图法求出该机构的曲柄和连杆长LAB和LBC。

7、量出下图所示平面铰链四杆机构各构件的长度，试问：１）这是铰链四杆机构基本型式中的哪一种？为什么？２）若以AB为原动件，此机构有无急回运动？为什么？３）当以AB为原动件时此机构的最小传动角发生在何处？（在图上标出）４）该机构以何杆为原动件时，在什么情况下会出现死点？在图上作出死点发生的位置。

8、在图示的四杆机构中，已知lAB =20mm，lBC=60mm，lBD=50mm，e=40mm，试确定：1）此机构有无急回运动？若有，试作图法确定极位夹角θ，并求行程速比系数K 的值；2）当以AB为原动件时，标出此机构的最小传动角γmin 和最小压力角αmin；3）作出当以滑块为主动件时机构的死点位置。

9、试画出下图各机构图示位置的传动角。

10、设计一铰链四杆机构，已知摇杆CD的行程速比系数K=1，摇杆的长度LCD=150mm，摇杆的极限位置与机架所成角度φ’=30o和φ”=90o。

要求：1）求曲柄、连杆和机架的长度LAB 、LBC和LAD；2）判别该机构是否具有曲柄存在。

11、在图示铰链四杆机构中，已知各杆长度mm L AB 20=，mm L BC 60=，mm L CD 85=，mm L AD 50=。

１）试确定该机构是否有曲柄？２）若以构件AB 为原动件，试画出机构的最小传动角； ３）回答在什么情况下机构有死点位置？12、在如图所示的铰链四杆机构中，若各杆长度为a =200mm ，b =800mm ，c =500 mm ，d =600mm 。

试问：1)当取d 为机架时，它为何种类型的机构？为什么？2)能否用选用不同杆为机架的办法来得到双曲柄机构与双摇杆机构？如何得到这类机构？3)在图上标出当以d 为机架、a 为原动件时机构的最小传动角γmin 。

4)该机构以何杆为原动件，在什么位置时会出现死点？13、在图示机构中，试求AB 为曲柄的条件。

如偏距e=0，则杆AB 为曲柄的条件又应如何？试问当以杆AB 为机架时，此机构将成为何种机构？四、综合题ω，试1、图一所示为一对心滚子直动从动件圆盘形凸轮机构，已知凸轮的角速度1在图上画出凸轮的基圆；标出机构在图示位置时的压力角α和从动件的位移s；并确定出图示位置从动件的速度v。

2图一图二2、在图二所示凸轮机构，要求：1）给出该凸轮机构的名称；2）画出的凸轮基圆；3）画出在图示位置时凸轮机构的压力角和从动件（推杆）的位移。

3、图示凸轮机构中，已知凸轮实际轮廓是以O为圆心，半径R=25mm的圆，滚子半径r=5mm，偏距e=10mm，凸轮沿逆时针方向转动。

要求：1）在图中画出基圆，并计算其大小；2）分别标出滚子与凸轮在C、D点接触时的凸轮机构压力角α；3）分别标出滚子与凸轮在C、D点接触时的从动件的位移s。

4、试画出图四所示凸轮机构中凸轮1的理论廓线，用反转法标出从动件2的最大升程h以及相应的推程运动角δ0。

在图示位置时传动压力角α为多少？图四图五5、如图五所示偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构，凸轮以ω角速度逆时针方向转动。

1）试在图中画出凸轮的理论廓线、偏置圆和基圆；2）用反转法标出当凸轮从图示位置转过90度时机构的压力角α和从动件的位移s。

6、试分别标出三种凸轮机构在图示位置的压力角（凸轮转向如箭头所示）。

7、已知图七为一摆动滚子从动件盘形凸轮机构。

现要求：１）画出凸轮的理论廓线及其基圆；２）标出在图示位置时从动件2所摆过的角度△Ψ；3）标出在图示位置时此凸轮机构的压力角。

图七图八8、已知如图八所示的直动平底推杆盘形凸轮机构，凸轮为r=30mm的偏心圆盘，AO=20mm。

试求：（1）基圆半径和升程；（2）推程运动角、回程运动角、远休止角、近休止角；（3）凸轮机构的最大压力角和最小压力角；9、如图所示的凸轮机构中，凸轮为偏心轮，转向如图。

已知R=30mm，L OA=10mm，r0=10mm, E、F为凸轮与滚子的两个接触点。

试在图上标出：（1）从E点接触到F点接触凸轮所转过的角度φ。

（2）F点接触时压力角αF；（3）由E点接触到F点接触推杆的位移s；（4）找出最大压力角的机构位置，并标出αmax。

第十一章齿轮系及其设计一、综合题1、在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n1=2880r/min，转动方向如图示，其余各轮齿数为Z2=80，Z2′=40，Z3=60，Z3′=36，Z4=108，试：(1)说明轮系属于何种类型；(2)计算齿轮4的转速n4；(3)在图中标出齿轮4的转动方向。

2、在图二所示轮系中，单头右旋蜗杆1的回转方向如图，各轮齿数分别为Z2=37，Z2′=15，Z3=25，Z3′=20，Z4=60，蜗杆1的转速n1=1450r/min，方向如图。

试求轴B的转速n H的大小和方向。

图二图三3、在图三所示的齿轮系中,设已知各轮齿数Z1=Z2=Z3ˊ=Z4=20,又齿轮1, 3＇，3,5同轴线,均为标准齿轮传动。

若已知齿轮1的转速为n1=1440r/min，试求齿轮5的转速。