机械设计基础复习题(附答案)

学习指导单元一机械认识习题（一）1．传递，转换2．运动，制造3．确定，有用，构件4．动力传动执行5．构件2、3、4、机架1组成的连杆机构构件5、6、机架1组成的齿轮机构构件7、8、机架1组成的凸轮机构（二）1B 2A 3B 4C 5B（一）填空题1．从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。

2．构件是机器的单元。

零件是机器的单元。

3．构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。

4．机器由部分、部分、部分和控制部分组成。

5．图1-1所示单缸内燃机，组成机器的基本机构有、、。

图1-1（二）选择题1．组成机械的各个相对运动的实物称为。

A．零件B．构件C．部件2．机械中不可拆卸的制造单元体称为。

A．零件B．构件C．部件3．括号内所列实物[①汽车、②游标卡尺、③车床、④齿轮减速器、⑤电动机]中，是机器。

A．①②③B．①③⑤C．①③④⑤D．③④⑤4．括号内所列实物[①螺钉、②起重吊钩、③螺母、④键、⑤缝纫机脚踏板]中，属于通用零件。

A．①②③B．①③⑤C．①③④D．③④⑤5．括号内所列实物[①台虎钳、②百分表、③水泵、④台钻、⑤内燃机活塞与曲轴运动转换装置]中，属于机构。

A．①②③B．①②⑤C．①③④D．③④⑤单元二平面机构的运动简图及自由度例1 例2 例3 .··2··机构图分析1机架，2主动；1、2——转动副，2、3——转动副；3、4——移动副；4、1——转动副 1主动，4机架；1、4——转动副；1、2——转动副；2、3——移动副；3、4——移动副1主动，4机架；1、4——转动副；1、2——转动副；2、3——移动副；3、4——转动副机构运动简图图例①②③复合铰链 无 无无局部自由度 滚子BB 处滚子虚约束 DF 杆、CG 杆之一；K 、K´之一 1、2间高副之一；2、3（消除滚子后）间高副之一3、4构件之一（轨迹重合） 运动副分析 凸轮、滚子间为高副，其他运动副为低副1杆和2构件之间、2杆和3构件之间均为一个高副低副机构运动副计算F=3n-2P L -P H =3×6-2×8-1=1F=3n-2P L -P H =3×4-2×4-2=2F=3n-2P L -P H =3×3-2×4=1【例2-1】计算图2-1示平面机构的自由度，若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出。

图2-1解：局部自由度——E 处滚子：复合铰链——B 处：虚约束——H 、H´之一 机构的自由度 F=3n-2P L -P H =3×9-2×12-2=1【例2-2】如图2-2a 所示机构是否具有确定运动？并提出改进方案。

图2-2 a 题图 b 改进方案图1 c 改进方案图2解：原题机构自由度为F=3n-2P L -P H =3×4-2×5-0=2 F=2且F ＞W=1（W 为主动构件数），无确定运动 若使机构有确定运动，必须F=W 。

改进方法有两种：一是增加一个原动件使W=2（见改进方案1图所示）；二是增加带一个平面低副的构件使F=1（见改进方案2图所示）本题类型常用对策：①增加主动构件的数目； ②增加约束的数目【例2-3】山东省2009年专升本题题意：如图2-3a)所示的平面机构设计是否合理，如不合理应如何改正？答：计算自由度F=3n-2P L-P H=3×5-2×7-1=0；分析：转动副D处为转动副和移动副的交汇点而无法运动措施：增一带一个低副的活动构件或D处低副改高副措施1——D处增加一个带一个低副的低副构件，图示b措施2——E处增加一个带一个低副的低副构件，图示c措施3——G处增加一个带一个低副的低副构件，图示d措施4——D处增加一个带一个低副的低副构件，图示e措施5——D处设置为一个高副（减少一个约束），图示f图2-3a)题图b)措施1图c)措施2图d)措施3图e)措施4图f)措施5图【例2-4】试绘制图2-4a)所示机构的机构示意图，并计算自由度。

如结构上有错误，请指出，并提出改进方法，画出正确的示意图。

解：分析方法与【例2-3】类似，不再赘述。

机构示意图见图b)所示，计算自由度F=3n-2P L-P H=3×4-2×6=0，结构错误。

改进后正确的示意图见图c)、图d)、图e)所示。

图2-4a)题图b)机构示意图c)改进办法图1 d)改进办法图2 e)改进办法图3习题（一）1．三2．构件的可动联接，点线面，点、线，面3．F=W 4．约束5．简单小大（二）1D 2A 3A 4C 5A 6B 7B（三）1× 2× 3√ 4√ 5√6× 7√ 8× 9√ 10√（一）填空题1．一个作平面运动的构件有个独立运动的自由度。

2．运动副是指。

按其接触情况分，可分为接触接触和接触三种。

其中，接触为运动高副，接触为运动低副3．机构具有确定运动的充分和必要条件是。

4．运动副对成副的两构件间的相对运动所加的限制称为。

5．低副的优点：制造和维修，单位面积压力，承载能力。

（二）选择题（单选）1．保留了2个自由度，带进了1个约束。

A．转动副B．移动副C．转动副与移动副D．高副2．两个以上的构件共用同一转动轴线所构成的转动副构成。

A．复合铰链B．局部自由度C．虚约束3．由K个构件形成的复合铰链应具有的转动副数目为。

本题类型常用对策：①增加一个带一低副的构件；②减少约束的数目.A．K-1 B．K C．K+1 D．K+24．在比例尺μL=0.02m/mm的机构运动简图中，量得一构件的长度是10mm，则该构件的实际长度是mm。

A．20 B．50 C．200 D．5005．机构运动简图与无关。

A．构件和运动副的结构B．构件数目C．运动副的数目、类型D．运动副的相对位置6．图2-5所示两构件构成的运动副为。

A.高副；B.低副7．如图2-6所示，图中A点处形成的转动副数为个。

A．1；B．2；C．3图2-5 图2-6（三）判断题（）1．齿轮机构组成转动副。

1× 2× 3√ 4√ 5√6× 7√ 8× 9√ 10√（）2．虚约束没有独立约束作用，在实际机器中可有可无。

（）3．引入一个约束条件将减少一个自由度。

（）4．平面低副机构中，每个转动副和移动副所引入的约束数目是相同的。

（）5．机构中的虚约束，若制造安装精度不够，会变成实约束。

（）6．运动副是联接，联接也是运动副。

（）7．运动副的作用，是用来限制或约束构件的自由运动的。

（）8．两构件通过内表面和外表面直接接触而组成的低副，都是转动副。

（）9．若机构的自由度数为2，那么该机构共需2个原动件。

（）10．机构的自由度数应等于原动件数，否则机构不能成立。

（四）综合题1．机构运动简图有什么作用？如何绘制机构运动简图？2．在计算机构的自由度时，要注意哪些事项？3．计算图2-7各图的自由度，若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出。

图2-7a 图2-7b 图2-7c 图2-7d 图2-7 e图2-7f··4··图2-7g图2-7h（1）a取不同值可得到哪些机构？（2）a分别取何值可得到这些机构？图3-1解：（1）因为30、40、55三个长度尺寸中，最短为30的作机架，若满足存在曲柄的杆长条件且a不是最短杆，则为双曲柄机构，所以a取不同值分别可得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构（2）①若为曲柄摇杆机构a最短a+55≤30+40 a≤15②若为双曲柄机构a非最长30+55≤a+40 a≥45a最长30+a≤40+55 a≤55综上，若为双曲柄机构：45≤a≤55③若为双摇杆机构，a取值不满足存在曲柄的杆长条件a取值：a最短a+55﹥30+40 a﹥15a非最长30+55﹥a+40 a﹤45a最长30+a﹥40+55 a﹥65a最长极限条件a﹤30+40+55=125综上，若为双摇杆机构a取值15﹤a﹤45和65﹤a﹤125表3-1序号机构名称机构简图主动构件输出构件运动特性备注（应用举例）急回特性（极位夹角θ）压力角(αmax)或传动角(γmin)止点（死点）位置1 曲柄摇杆机构1主动3输出一般有（1、2共线时判）αmax(或γmin)（1、4共线时判）无棘轮驱动机构3主动1输出无有死点（1、2共线时——α=90°、γ=0°）缝纫机踏板机构2 双曲柄机构曲柄：一主动一输出无1主——2、3共线为死点；3主——1、2共线为死点（死点时α=90°、γ=0°）惯性筛机构（一般）、机车车轮联动机构（正平行）、车门启闭机构（反平行）单元三平面连杆机构.3 双摇杆机构1、3：一主动一输出无1主——2、3共线为死点；3主——1、2共线为死点（死点时α=90°、γ=0°）车辆前轮转向机构、钻床夹具机构4 对心曲柄滑块机构1主动3输出无B距3导路最远两位置无3主动1输出无1、2共线为死点（死点时α=90°、γ=0°）内燃机曲柄连杆机构5 偏置曲柄滑块机构1主动3输出有（1、2两次共线位置）B距3导路最远位置无3主动1输出无1、2共线为死点（α=90°）内燃机曲柄连杆机构6 摆动导杆机构1主动3输出有（极位夹角θ=导杆摆角ψ）恒γ=90°（α=0°）无牛头刨床驱动机构★你来分析：指出下图3-2a、b、c、d所示四杆机构图示位置的压力角和传动角,并判定有无死点位置。

a b c d图3-2习题（一）填空题1．平面连杆机构是低副机构，铰链四杆机构的运动副全部是低副。

2．在铰链四杆机构中，不与机架相连的杆称为连杆。

与机架相连的杆称为连架杆。

3．在铰链四杆机构中，能作整周圆周运动的连架杆称为曲柄，只能绕机架作往复摆动的连架杆称为摇杆。

4．按连架杆的运动形式不同，铰链四杆机构可分为曲柄摇杆、双曲柄和双摇杆三种基本形式。

5．当曲柄摇杆机构的曲柄为主动件时，机构才会有死点位置。

6．平面连杆机构的行程速度变化系数Ｋ大于等于1 时或曲柄的极位夹角θ大于0 时，机构有急回特性。

7．生产中常常利用急回特性来缩短空行程时间，从而提高工作效率。

8．机构的压力角越小，对传动越有利。

机构处于死点位置时，压力角等于90度，传动角等于0度。

9．若曲柄为主动件，则偏置式式曲柄滑块机构无急回特性，正置式式曲柄滑块机构有急回特性。

（二）选择题1．铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄 A 构件。

A．不一定是最短B．一定是最短C．不一定是最长D．一定是最长2．曲柄滑块机构由 A 机构演化而成。