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．③④⑤

4．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．③④⑤

5．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

表2-1 几种机构的运动简图示例

例1 例2 例3 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B B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=1

F=3n-2P L-P H

=3×4-2×4-2=2

F=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）

【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

→系统不能运动

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√

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

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

（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。

A．K-1 B．K C．K+1 D．K+2

4．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．500

5．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。