机械原理历年试卷汇总及答案

机械原理历年试卷汇总及答案This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020机械原理历年试卷汇总及答案第2章 机构的结构分析一、填空题：1、机构可能出现的独立运动数目称为机构的__________。

2、在平面机构中若引入H P 个高副将引入 个约束，而引入L P 个低副将引入 个约束，则活动构件数n 、约束数与机构自由度F 的关系是 。

3、机构具有确定运动的条件是： ；若机构自由度 Ｆ>0，而原动件数<F ，则构件间的运动是 ；若机构自由度Ｆ>0，而 原动件数>F ，则各构件之间 。

4、根据运动副中两构件的接触形式不同，运动副分为__________、__________。

5、根据机构的组成原理，任何机构都可以看作是由若干个__________依次联接到原动件和机架上所组成的。

6、在平面机构中，具有两个约束的运副是__副，具有一个约束的运动副是__副。

7、两构件之间为 接触的运动副称为低副，引入一个低副将带入 个约束。

二、选择题1、当机构中原动件数目 机构自由度数目时，该机构具有确定的相对运动。

A.小于 B.等于 C.大于 D.大于或等于2、某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的充分必要条件是 。

A.含有一个原动件组； B.至少含有一个基本杆组；C.至少含有一个Ⅱ级杆组；D.至少含有一个最高级别为Ⅲ级的杆组。

3、每两个构件之间的这种可动联接，称为__________。

A.运动副；B.移动副；C. 转动副；D.高副。

4、基本杆组是自由度等于 的运动链。

； ； C.原动件数。

5、在图示4个分图中，图 是Ⅲ级杆组，其余都是个Ⅱ级杆组的组合。

6、图示机构中有_______虚约束。

A 1个 B 2个 C 3个 D 没有7、图示机构要有确定的运动，需要有_______原动件。

A 1个B 2个C 3个D 没有 三、简答题：1、机构组成原理是什么2、何谓运动副按接触形式分有哪几种其自由度、约束数如何3、机构中的虚约束一般出现在哪些场合既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用，那么在实际机械中为什么又常常存在虚约束 四、分析、计算题1、计算下图所示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指出。

（1） （2）（BC //DE //GF ，BC=DE=GF ）（3） （4）（5） （6） 2、计算图示机构的自由度，若含复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出，并说明原动件数是否合适。

3、计算下图所示机构的自由度，并确定杆组及机构的级别。

第2章 机构的结构分析一、填空题：1、自由度；2、H P 、2L P 、32L H F n P P =--；3、机构的原动件数等于机构的 自由度、不确定的、不能运动或产生破坏；4、低副、高副；5、基本杆组（杆组）；6、低、高；7、面、2 二、选择题1、B ；2、D ；3、A ；4、A ；5、A ；6、A ；7、A ； 三、简答题：1、任何机构都可以看成是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。

2、（1）运动副是两构件间组成的可动联接。

（2）按接触形式分为高副和低副。

（3）一个平面高副有两个自由度、一个约束；一个平面低副（转动副或移动副）有一个自由度、两个约束。

3、（1）在机构中，如果用转动副联接的是两构件上运动轨迹相重合的点，则引入一个虚约束；若两构件上某两点之间的距离始终不变，用双转动副杆将此两点相联，引入一个虚约束；在机构中，不影响机构运动传递的重复部分将引入虚约束。

（2）虚约束的作用是改善机构的受力状况，增加机构的工作刚度和工作稳定性。

四、分析、计算题1、计算下图所示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指出。

（1）7,10,0L H n p p ===，323710201L H F n p p =--=⨯-⨯-=；该机构中不存在复合铰链、局部自由度、虚约束。

（2）6,8,1L H n p p ===，32368211L H F n p p =--=⨯-⨯-=；该机构中D 处存在复合铰链，B 处存在局部自由度，G 、H 之一为虚约束。

（3）6,8,1L H n p p ===，32368211L H F n p p =--=⨯-⨯-=；该机构中不存在复合铰链，B 处存在局部自由度，DE 及I 、J 之一为虚约束。

（4）6,8,1L H n p p ===，32368211L H F n p p =--=⨯-⨯-=；该机构中不存在复合铰链，D 处存在局部自由度，I 、J 之一为虚约束。

（5）L H 8,11,1n P P ===，L H 323821111F n P P =--=⨯-⨯-=；该机构中D 处为复合铰链，B 处局部自由度，HI 或滑块9之一为虚约束，杆6导路之一为虚约束。

等宽凸轮（6）L H 7,9,2n P P ===，L H 32372921F n P P =--=⨯-⨯-=；机构中A 处存在局部自由度，不存在复合铰链和虚约束。

2、计算图示机构的自由度，若含复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出，并说明原动件数是否合适。

（1）7n =,9L P =,1H P =，自由度：32372912L H F n P P =--=⨯-⨯-=； （2）2F =≠原动件数，原动件数不合适。

3、计算下图所示机构的自由度，并确定杆组及机构的级别。

（1）计算机构的自由度L H 32372921F n P P =--=⨯-⨯-=。

E 、F 为复合铰链；G 为局部自由度；C 或B为虚约束。

（2）高副低代及拆杆组高副低代后的低副机构如图a ）所示，拆干组如图b ）所示。

该机构由2个Ⅱ级杆组和1个Ⅲ级杆组及机架、原动件组成，它属于Ⅲ级杆组。

a) b)第3章 平面机构的运动分析一、填空题：1、相对瞬心与绝对瞬心的相同点是 ，不同点是 ；在由N 个构件组成的机构中，有 个相对瞬心，有 个绝对瞬心。

二、分析、计算题1、在如图所示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比13/ωω。

2、在如图所示的机构中，已知各构件的尺寸及原动件1的角速度1ω（常数），试求0190ϕ=时，构件2的角速度2ω及构件3的角速度3ω。

3、图示为一个四铰链机构及其速度向量多边形和加速度向量多边形。

作图的比例尺分别为：2//101020l v a mm mm s mm s mm mm mmμμμ===，，。

1）按所给出的两个向量多边形，分别列出与其相对应的速度和加速度向量方程式。

2）根据加速度多边形，求出点C 的加速度C a 的大小（已知26c mm π=）。

等宽凸轮 复合铰链虚约束3）已知：在速度多边形中bc =，在加速度多边形中3n c =，在铰链机构中3513.5BC mm CD mm ==， ，求出构件2的角速度2ω和构件3的角加速度3ε(大小和方向)。

4）已知：在速度多边形中，取线段bc 的中点e ，连接pe 并画箭头，且24pe mm =；在加速度多边形中，连接bc ，取bc 的中点e ，连接e π并画箭头，且22e mm π=。

利用相似性原理，求出构件2的中点E 的速度E ν和加速度E a 的大小。

第3章 平面机构的运动分析一、填空题：1、互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点、绝对瞬心的绝对速度为零、相对瞬心的绝对速度不为零、(1)(2)2N N --、1N - 二、分析、计算题 1、1）找到相对瞬心13P 。

由于齿轮节圆互作纯滚动，切点的相对速度为零，所以切点就是两啮合传动齿轮的相对瞬心（2312,P P ）。

由三心定理得齿轮1、3的相对瞬心13P 应在23P 与12P 连线和16P 与36P 连线的交点处，如下图所示。

2）13/ωω＝13361316PPPPl l2、1）求瞬心。

14P 在A 点，34P 在D 点，12P 在B 点；23P 在过C 点的CD 垂线上无穷远处，该线即CB 延长线，其与DA 交点为13P ；过D 点作CD 垂线交BA 延长线于24P 。

如图所示。

2）对于24P 点：1121421224P P P P ωω⋅=⋅ 1214211224P P P P ωω= 3）对于13P 点：1141333413P P P P ωω⋅=⋅ 1141333413P P P P ωω⋅=3、(1)速度向量方程式：C B CB v v v =+加速度向量方程式：n t n n t C C B CB CB ααααα+=++(2)在加速度多边形中，连接c π并画上箭头 (3)215.5100.44 /3510CB v BC l v bc rad s l BC μωμ⋅⨯====⨯⋅ 方向：顺时针 方向：逆时针(4) 在速度多边形中，取线段bc 的中点e ，连接pe 并画上箭头。

则 在加速度多边形中，连接bc ，取中点e ，连接e π并画上箭头。

则第4章 平面机构的力分析一、选择题：1、考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速、等速、减速不同状态下运转，其总反力的作用线__________切于摩擦圆。

A) 都不可能；B) 不全是；C) 一定都。

二、分析、计算题1、下图所示为按μL =mm 画的机构运动简图，滑块3为原动件，驱动力P=80N 。

各转动副处的摩擦圆如图中所示，滑块与导路之间的摩擦角=020 ，试求在图示位置，构件AB 上所能克服的阻力矩M Q 的大小和方向。

2、下图所示为按μL =mm 绘制的机构运动简图。

已知圆盘1与杠杆2接触处的摩擦角=030，各转动副处的摩擦圆如图中所示，悬挂点D 处的摩擦忽略不计。

设重物Q=150N ，试求出在图示位置时，需加在偏心圆盘上的驱动力矩M 1的大小。

第4章 平面机构的力分析一、选择题 1、C二、分析、计算题1、首先确定各个运动副中的反力的方向如图所示。

选取构件３为分离体，再选取力比例尺F μ，作出其力多边形，如图所示。

在力多边形中，量得力23R 的长为18mm ，力P 的长为20mm ， 所以N P R 72802018201823=⨯==构件２为二力杆，所以N R R R R 7223321221==== 最后得构件AB 上所能克服的阻力矩M Q 的大小为阻力矩M Q 的方向为逆时针方向，如图所示。

2、首先确定各个运动副中的反力的方向如图所示。

选取构件２为分离体，再选取力比例尺F μ，作出其力多边形，如图所示。

依据作用力与反作用的关系，得N R R 2311221== 最后得需加在偏心圆盘上的驱动力矩M 1的大小为第5章 机械的效率和自锁一、填空题：1、移动副的自锁条件是 ；转动副的自锁条件是 。