机械原理习题册

机械原理复习题
1、结构分析
（1）试计算下列图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束必须明确指出。

（2）高副低代
（3）拆杆组，说明机构级别
(a) (b)
2、结构分析
（1）将图示压缩机构中的所有构件用数字1，2，3，…在图上标注出来，所有运动副用字母A，B，C，…标注出来。

（2）试分析图示结构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束。

如有，请明确指出来。

（3）试计算图示机构的自由度。

机构中用圆弧箭头表示的构件为原动件。

（4）图示机构是由哪些杆组构成的？请将那些杆组从机构中一一分离出来，并注明拆组的顺序及其级别。

3、结构分析
（1）试计算图示机构的自由度（机构中用圆弧箭头表示的构件为原动件）。

（2）图示机构是由哪些杆组构成的？请将那些杆组从机构中一一分离出来，并注明拆组的顺序及其级别。

（3）若以构件7为原动件，则此机构为几级机构？
4、结构分析
（1）将图示凸轮拨杆机构中的所有构件用数字1，2，3，…在图上标注出来，所有运动副用字母A，B，C，…标注出来。

（2）试分析图示机构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束。

如有，请明确指出来。

（3）请绘制此机构在图示位置时高副低代后的机构简图。

（4）试计算图示机构高副低代前原高副机构的自由度和高副低代后低副机构的自由度。

5、结构分析
（1）试分析图示机构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束。

如有，请明确指出来。

（2）请绘制此机构在图示位置时高副低代后的机构简图。

（3）试计算图示机构高副低代前原高副机构的自由度和高副低代后低副机构的自由度。

（4）拆杆组，判断机构级别。

6、结构分析
（1）、当偏心圆A为原动件时，此机构能否作确定的相对运动？为什么？（2）、将机构中的高副用低副来代替；
（3）、此机构为几级机构？为什么？
7、运动分析
试求出下列各机构在图示位置的全部瞬心。

8、运动分析
9、运动分析
10、运动分析
在图示曲柄摇块机构中，已知l AB=30mm, l AC=100mm, l BD=50mm, l DE=40mm, φ=45 , ω1=10rad/s,
用图解法求:
1、V E、V D、ω2;
2、a E、a D、α2
11、连杆机构
在图示铰链四杆机构中，已知：l BC=50mm，l CD=35mm，l AD=30mm，AD为机架，（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB杆为曲柄，求l AB的最大值；
（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB的取值范围；
（3）若此机构为双摇杆机构，求l AB的取值范围。

12、连杆机构
图示为曲柄滑块机构运动简图，求：
1、画出机构的两个极限位置，判断该机构是否具有急回特性，急回方向如何，图示位置是工
作行程还是回行程；
2、有无死点位置，若有，在什么情况下出现；
3、标出图示位置压力角和传动角（不计运动副摩擦），画出最小传动角出现位置；
4、标出工作行程任意位置时作用在滑块上的水平阻力Q（与导路重合），此时考虑摩擦并不计
构件重量和惯性力，求转动副B及C中作用力的方向线位置（摩擦圆半径ρ）。

13、连杆机构
图示为曲柄滑块机构，曲柄顺时针方向转动。

用图解法求：（1）画出图示位置压力角和传动角（不计摩擦）；
（2）画出机构的两个极限位置，标出极位夹角θ；
（3）标出滑块行程S，并指明滑块快行程方向。

14、连杆机构
设计一曲柄摇杆机构，已知其摇杆长度l CD=75mm，机架长度l AD=100mm，摇杆的一极限位置与机架间的夹角ψ=45°，行程速比系数K=1.5。

试确定曲柄长度l AB和连杆长度l BC，只求一解即可，并标出最小传动角γmin。

15、连杆机构
用图解法设计一偏置曲柄滑块机构。

已知滑块的行程速度变化系数K=1.5，滑块的冲程L C1C2=50mm，导路的偏距e=20mm，求曲柄长度l AB和连杆长度l BC，以及该机构的最大压力角αmax。

16、连杆机构
在图示凸轮机构中，凸轮逆时针转动，廓线为圆，在图中标出：
1、凸轮的理论廓线；
2、凸轮的基圆及偏距圆；
3
4、凸轮与从动件在D
5、接触点由C到D
17、凸轮机构
图示为一偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构运动简图，已知凸轮轮廓由四段圆弧组成，圆弧的圆心分别为C1，C2，C3及O。

试用反转法图解求：
（1）凸轮的基圆；
（2）凸轮在初始位置以及回转45°，90°，135°，和180°时凸轮机构的位移及压力角。

18、凸轮机构
图示为一尖底摆动从动件盘形凸轮机构的运动简图。

已知凸轮轮廓如图所示，试用反转法图解求：（1）从动件的最大摆角；
（2）凸轮在初始位置以及回转90°及180°时凸轮机构的压力角。

19、凸轮机构
用作图法设计一平底直动从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向、从动件的初始位置及从动件的位移线图如图所示。

试绘制凸轮轮廓。

20、凸轮机构
图示为一摆动滚子从动件盘形凸轮机构。

凸轮为偏心圆盘，转向如图所示。

已知R=30mm，l OA=10mm， r T=5mm，l OB=50mm，l BC=40mm。

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；
（2）F点接触时的从动件压力角；
（3）由E点接触到F点接触从动件的位移；
（4）画出凸轮理论轮廓曲线，并求基圆半径。

21、齿轮机构
设有一渐开线标准齿轮z=20，m=8mm，α=20°，h a*=1，试求：
（1）其齿廓曲线在分度圆与齿顶圆上的曲率半径ρ、ρa，以及齿顶圆压力角αa；（2）齿顶圆齿厚s a及基圆齿厚s b；
（3）完成图示各尺寸的标注。

22、齿轮机构
一对标准齿轮安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知：a=100mm，Z1=20，Z2=30，α=20°，d a1=88mm。

求：
1、试计算下列几何尺寸: ① 齿轮的模数m；② 两轮的节圆直径d1’，d2’；③顶隙C；
2、若安装中心距增至a’=102mm，上述各值有无变化，如有应为多少? 重合度如何变化；
3、两种情况下两轮节圆半径的比值是否相等，为什么？
23、齿轮机构
已知一正常齿制渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮机构，其模数m=10mm，压力角α=20°，中心距a=350mm，传动比i12=9/5，试求：
（1）确定两齿轮的齿数；
（2）计算两轮的分度圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径；
（3）若实际中心距a、=152mm,求啮合角α、、节圆半径r1’和r2、
24、齿轮机构
已知一渐开线标准外啮合圆柱齿轮机构，其模数m=10mm，压力角α=20°，中心距a=350mm，传动比i12=9/5，试求：
（1）确定两齿轮的齿数；
（2）计算两轮的几何尺寸（将各尺寸名称、计算公式及计算结果填入表内）。

25、齿轮机构
有一个渐开线直齿圆柱齿轮，用卡尺测量其三个齿和两个齿的公法线长度分别为W3=61.73mm和W2=38.11mm，齿顶圆直径d a=208mm，齿根圆直径d f=172mm，数得其齿数z=24。

试求：（1）该齿轮的模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数h a*和顶隙系数c*；
（2）分度圆直径d 、基圆直径d b、齿厚s。

26、齿轮机构
如图所示为μl =0.001m/mm绘制的一对渐开线标准齿轮传动，设轮1为原动件，轮2为从动件，两轮的转向如图所示，现要求：
（1）根据图上尺寸，确定两
齿轮的基本参数（m，ha*，c*，α，
z1及z2）；
（2）标出两齿轮的齿顶圆、
齿根圆、基圆、分度圆、节圆、分
度圆压力角及啮合角；
（3）标出理论啮合线N1N2、
开始啮合点B2、终止啮合点B1及实
际齿廓工作段（标在K点处齿廓上）；
（4）标出实际啮合线B1B2及
基圆齿距p b，并按这些尺寸估算重
合度ε；
（5）找出轮2齿廓上与轮1
齿廓a1点相啮合的对应点a2（保留
作图线）。

27、齿轮机构
一对渐开线齿廓C1、C2，n-n为过接触点的公法线，1为主动轮，
1、画出2个基圆和2个节圆；
2、标出理论啮合线N1N2和实际啮合线B1B2；
3、标出啮合角和K点压力角；
4、标出M1的共轭点。

28、齿轮机构
欲设计一对渐开线齿轮传动，已知实际中心距为100mm。

现已找到一只正常齿制的渐开线标准直齿圆柱齿轮，其齿数为20，模数为3mm，压力角为20°，要求传动比为2.3。

（1）试确定另一只齿轮的齿数和传动时的啮合角；
（2）若要求无侧隙啮合传动时，这只齿轮是否需要变位？若需要变位，其变位系数应取多少？
（3）试计算这对齿轮啮合传动时的实际顶隙。

29、齿轮机构
设已知一对斜齿轮传动z1=20，z2=40，m n=8mm，αn=20°，ha n*=1，c n*=0.25，b=30mm，并初取螺旋角β=15°，试求该传动的中心距a（a值应圆整为个位数为0或5，并相应重算螺旋角β）、几何尺寸、当量齿数和重合度。

30、齿轮机构
设计一铣床进给系统中带动工作台转动的阿基米德蜗杆传动。

要求i12=20.5，m=5mm，α=20°，h a*=1，c*=0.20，试求该蜗杆机构的基本参数（z1，z2，q，γ1及β2）、几何尺寸（d1，d2，d a1及d a2）和中心距a。

31、轮系
在图示的双级行星齿轮减速器中，各齿轮的齿数为：z1= z4=20，z2= z5=10，z3=z6=40，试求：
（1）固定齿轮6时的传动比i1H；
（2）固定齿轮3时的传动比i1H。

32、轮系
在图示轮系中，已知各齿轮的齿数为：z1=32，z2=34，z2’=36，z3=64，z4=32，z5=17，z6=24。

若轴A按图示方向以1250r/min的转速回转，轴B按图示方向以600r/min的转速回转，试确定轴C的转速大小和方向。

33、轮系
在图示轮系中，已知各轮齿数为201=z ，362=z ，182='z ，603=z ，703='z ，284=z ，145=z ，n A =60r/min ，n B =300r/min ，方向如图示。

试求轮5的转速n C 的大小和方向。

34、轮系
在图示自行车里程表的机构中，C为车轮轴。

已知各轮的齿数为z1=17，z3=23，z4=19，z4’=20，z5=24。

设轮胎受压变形后使28英寸车轮的有效直径为0.7m。

当车行1km时，表上的指针P刚好回转一周，求齿轮2的齿数z2。

35、轮系
图示轮系，已知各轮齿数：322=z ，343=z ，364=z ，645=z ，327=z ，178=z ，
z 924=。

轴A 按图示方向以1250r/min 的转速回转，轴B 按图示方向以600r/min 的转速回转，求轴C 的转速n C 的大小和方向。

36、轮系
在图示轮系中，已知z a=2（右旋），z b=40，z1=20，z2=18，z3=20，z3’=18，z4=94，n a=1000r/min，求C轴转速的大小及方向。

37、轮系
已知：Z1=36, Z2=60, Z2’=23, Z3=49, Z3’=69, Z4=31, Z5=131, Z6=94, Z7=36, Z8=167, n1=3549 r/min，方向如图。

求：
1、指出轮系类型及其构成（轮系分析）；
2、求系杆的转速n H及其方向。

38、轮系
图示为飞机双螺旋桨减速器，已知Z1=26, Z2=20, Z4=30, Z5=18, n1=15000r/min, 求：n p和n Q 的大
小和方向。