2012机械原理练习题

机械设计制造及其自动化专业<机械原理>练习题

一.在下面横线上填上适当的内容: 1. 最简单的平面连杆机构是 两杆。 2. 变位齿轮系数 ｘ＞ 0 称为正变位齿轮、

ｘ＜ 0 称为负变位齿轮、ｘ＝0称为标准齿轮。

3．机械平衡的目的就是设法将构件的不平衡惯性力加以平衡，以消除或减小其不良影响。

4．要求刚性转子惯性力和惯性力矩平衡，则称为转子的动平衡。 5．两构件之间的相对运动为转动的运动副为 转动副或回转副，也称为 铰链 ，相对运动为移动的运动为 移动副 ，相对运动为螺旋运动的运动副称为 螺旋副 ，相对运动为球面运动的运动副称为 球面副 。

6．计算平面机构自由度时，应注意的四点分别是：复合铰链、局布自由度、虚约束、公共约束。

7．试说明机器串联、并联在机械效率中对输出功率的影响？ 答：机械串联功率传递的特点是前一机械输出功率为后一机械的输入功率，串联机组的机械效率为：η=

d

r

p p =

1

~23

121.......k k d p p p p p p p p

机械并联功率传递的特点是机械输入功率为为各机械的输入功率之和，并联机组的输出功率为各机械的输出功率之和，并联机组的机械效率为：η=

di

ri

p p =

k

k

k p p p n p n p n p (212211)

8．机构运动简图应满足的条件：

1.）构件数目与实际相同

2.）运动副的性质、数目与实际相符

3.）运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。9.机械原理中机构是指机器中的运动部分，是剔除了与运动无关的因素而抽象上来的运动模型，执行机械运动的装置，用来变换或传递能量、物料与信息。

10.机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为原动件，其余活动构件则称为从动件。

11.曲柄滑块共有6个瞬心。

12.机构在死点位置时Γ= 0°。

13.两构件通过点,线接触而构成的运动副称为高副,而两构件通过面接触构成的运动副称为低副。

14.刚性转子静平衡的力学条件是：惯性力平衡。

15.虚约束是运动副带入的约束机构对机构的运动只起重复约束作用。

二.计算下机构图的自由度：

1．计算五杆铰链机构的自由度

123

4

5

解：活动构件数n=4，低副数PL=5，高副数PH=0，F=3n －2PL －PH = 3×4 －2×5 = 2 2．计算图示圆盘锯机构的自由度。

1

2

3

4

5

6

7

8

A B

C

D

E

F

解：活动构件数n=7，在B、C、A、E四处应各有 2 个运动副。

低副数PL=10，

F=3n －2PL －PH =3×7 －2×10－0=1

3．已知：AB＝//CF＝//DE，计算图示平行四边形机构的自由度。

123

45

A B

C D

E

F

解：n=3，PL=4，PH=0，F=3n －2PL －PH =3×3 －2×4 =1 4．计算曲柄滑块机构的自由度。

解：活动构件数n=3，低副数PL=4，高副数PH=0，

F=3n －2PL －PH =3×3 －2×4 =1

5．已知：AB＝//CD＝//EF，计算图示平行四边形机构的自由度。

123

45

A B

C D

E

F

解：n=3，PL=4，PH=0，F=3n －2PL －PH =3×3 －2×4 =1 6. 计算下图自由度：

解：将图中三角形机构视为一个构件，n=4, Pl=5, Ph=1,

F = 3n – 2Pl –PH, F = 3x4 - 2x5 – 1 = 1

三.计算下面各题：

1．已知铰链机构构件2的转速ω2，求构件4的角速度ω4 。求角速。

1

2

3

4

P12

P13

P14

P23

P24

P34

4

2

解：①瞬心数为K=N （N-1）/ 2 = 6 ，

②直接观察能求出 P12，P23，P34，P14，4个，余下的2个用三心定律求出。作机构1 和机构3 的延长线，交点P13，作机构2 和机构4 的延长线，交点P24， ③求瞬心P24的速度 。 VP24＝μl ( P24 P12)·ω2 VP24＝μl ( P24 P14)·ω4 ω4 ＝ω2· ( P24 P12 ) / P24 P14 方向: ω4, 与ω2相同。

2.设计一曲柄摇杆机构，如下图：B A O O 在铅垂线上，要求B O B 在水平位置上下各摆动 0

12，用图解法表示曲柄 A O A 和连杆AB 的长度。

解：作图

1B O A = AB - A O A

作圆弧使C O A =1B O A ,再作C 2B 线段的中垂线交C 2B 于 D, 由图中得出 A O A =22

1CB =2DB AB =D O A

3. 根据图示的偏置曲柄滑块机构中，设曲柄AB 长度为 ，连杆BC 长度为 L ，滑块C 的行程为本H ，偏距为e ,

求：

1）确定杆AB为曲柄的条件？

2）分析此机构是否存在急回运动？若有其行程速度变化系数为多少？

3）若以杆AB为主动件，试确定该机构的最小转动角及其位置；4）试问该机构在何种情况下有死点位置？

解：1）根据图示r + e < L 当杆AB为最短杆时，AB杆为曲柄。

2）用作图法作出该机构的两个极限位置C1，C2 ，作连C1A,C2A线，其极位夹角a 不等于0 ，故机构有急回作用，其变化系数为：K=（180°+θ）/(180°-θ)。

3）当机构以曲柄AB为主动件时，从动件滑块与连杆BC所夹的锐角г即为传动角，其最小传动角在曲柄AB与两机架共线的两位置之一，故最小传动角гmin = = г'= ∠ B C D 为最小传动角。

4)当以曲柄AB为主动件时，因机构最小转动角г不等于 0，机构无死点位置。当以滑块为主动件时，机构从动件AB与连杆BC