机械原理机构的结构分析复习题
机械原理试题(28、B4)
2009 ~2010学年 第 二 学期一 二 三 四 五 六 七 八一、平面机构结构分析（15分）1. 在图1-1所示机构中，凸轮为一圆盘，铰链A 、B 、C共线，AB =BC =BD 。
（1）计算该机构自由度，请明确指出机构中的复合铰链、局部自由度或虚约束；（9分）（2）画出该机构的低副替代机构。
（3分）2. 试画出图1-2所示机构的基本杆组（必须将构件代号标注在基本杆组中），并确定机构的级别。
（3分）二、平面连杆机构分析与设计（30分）1. 确定图2-1所示机构在图示位置的全部瞬心。
若曲柄1的角速度ω1已知，写出计算构件3的角速度ω3的表达式；（8分）2. 画出机构在图示位置的传动角γ；（2分）3. 在图2-2所示机构中，已知1ϕ=45°，1ω=10rad/s ，逆时针方向，l AB =400mm ，封线密15 2 467 38 图1-24C B132ω1A图2-1B DC A J F E ' IG K O H 图1-1 Eγ=60°，试用相对运动图解法求构件2的角速度2ω、构件3的速度v 3和加速度a 3（要求列出矢量方程，画出速度多边形和加速度多边形）；（10分）4．给定摇杆长度及两极限位置如图2-3所示，图中，μl =0.002m/mm ，要求机构的行程速比系数K =1.5，机架长度l AD =45mm ，试设计曲柄摇杆机构（直接在图2-3上作图，保留作图线，求出l AB 和l BC 的值）。
（10分）三、凸轮机构分析（10分）1. 试在图3中画出凸轮的理论轮廓曲线、基圆、从动件的最大行程h 、凸轮逆时针转至轮廓线上点A （点A 位于凸轮轮廓线的直线段上）与滚子接触时，从动件位移s 和机构压力角α；（6分）2. 凸轮的推程角Φ =?、回程角Φ'=?（4分）四、齿轮机构参数计算（10分）在图4所示齿轮机构中，己知各直齿圆柱齿轮模数均为2mm ，各轮的齿数分别为：z 1=15，z 2＝32，z 2'=20，z 3＝30。
机械原理复习题第2章机构的结构分析
4
ω1 1
5 3
2
2
题9图
• • • •
解： F=3n－（2pL＋pH）=3×4－2×6=0 或F=3n－（2pL＋pH－p'）－F′ =3×4－（2×7＋0－2）－0=0 此方案有结构组成原理的错误。因为它 的自由度为零，不能运动。 • 修改方案如答图a、b所示。
• 例题2 图示为毛纺设备洗毛机中所采用的双 重偏心轮机构，偏心轮1可以在偏心轮2中相 对转动，偏心轮2可以在构件3的圆环中相对 转动。⑴试绘制其在图示位置时的机构运动 简图；⑵当以偏心盘1为原动件时，该机构是 否有确定的运动？
B 3 3 1 O A B
2
O΄
O 1 2 A
O΄
题2图
题答图
• 解 在绘制机构运动简图时，首先必须搞清 机构的组成及运动传递情况。在图示机构中， 偏心盘1为原动件，其与机架构成转动副A； 偏心盘1与偏心盘2构成转动副O；偏心盘2 与带环的构件3构成转动副O΄；构件3与机 架组成转动副B。 • 根据上述分析，再选定一适当的比例尺和视 图平面，并依次定出各转动副的位置。就不 难画出其机构运动简图，如答图所示。
O 1 A
O A 1 2
3 B 题4图
4
2
3
B
题答图
• 解 在绘制机构运动简图时，首先必须搞
清机构的组成及运动传递情况。在图示
机构中，偏心盘1为原动件，其与机架4
构成转动副O；偏心盘1与构件2构成转
动副A；构件2与滑块3构成转动副B；滑
块3与机架4组成移动副，其相对移动方
向沿OB方向。
• 根据上述分析，再选定一适当的比例尺和 视图平面，并依次定出各转动副的位置和 移动副导路的方位。就不难画出其机构运 动简图，如答图所示。 • 由于该机构具有3个活动构件、3个转动副 和1个移动副，没有高副，没有局部自由 度和虚约束，故机构的自由度为 O1 A • F=3n－（2pL＋pH） OA 2 • =3×3－（2×4＋0） 1 2 3B • =1
机械原理习题(参考)(1)
机械原理复习题绪论复习思考题1、试述构件和零件的区别与联系？2、何谓机架、原动件和从动件？第一章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？3、何谓自由度和约束？4、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？5、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？6、机构具有确定运动的条件是什么？7、什么是虚约束？习题1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
（a）(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章 平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题1、试求出下列机构中的所有速度瞬心。
(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s-1，R=50mm，l A0=20mm，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v。
题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
4、在图示的颚式破碎机中，已知：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm，ϕ1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。
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、α211、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。
机械原理典型例题第二章机构分析
A
B
C
运动链能够成为机构的条件是，运动链相对于机架的自由度大于零，且等于原动件的数目。 平面机构的级别取决于机构能够分解出的基本杆组的级别。
Y
N
1
2
3
2.判断题：
作业评讲
2-8: 图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A来连续回转，而固定在A轴上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动达到冲压的目的。试绘出机构运动简图，分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。
例4：图示机构中，AB∥=EF ∥=CD，试计算机构自由度。
解： C处为复合铰链， m=3； G处为局部自由度；有一个虚约束。 I处有一个高副虚约束。 机构ABCDEF为平行四边形机构，构件EF及引入的约束为虚约束。 机构自由度F n=6, Pl=7, Ph=2 F=3n-2Pl- Ph =3×6-2×7-2 =2
F=3×8-2×10-2 =2
局部自由度
复合铰链
F=3×7-2×9-2 =1
虚约束
2-14(b):图示凸轮—连杆组合机构的自由度。在D处为铰接在一起的两个滑块。
虚约束
局部自由度
F=3×5+2×6-2=1
2-17: 试计算所示惯性筛机构的自由度，判断机构是否具有确定的运动（标箭头的构件为原动件）。
不同的原动件，组成机构的杆组与级别不相同。
例9：图示牛头刨机构设计方案图。设计者的意图是动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3做往复摆动，并带动滑枕4往返移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构组成原理上的错误，若有，请说明原因并修改。（作业：补充修改方案）
解： 机构的自由度， n = 4, pl = 6, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×4－2×6－0 =0 F＜机构原动件数 不能运动。 修改： 增加机构自由度的方法是：在机构的适当位置添加一个活动构件和一个低副或者用一个高副代替原来机构中的一个低副。AEBDCFG
机械原理典型例题(第二章机构分析)10-13
ω
1 2 3
解： 机构的自由度， 机构的自由度， n = 4, pl = 6, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×4－2×6－0 × － × － =0 F＜机构原动件数 ＜ 不能运动。 不能运动。 修改： 修改： 增加机构自由度的 方法是： 方法是：在机构的 适当位置添加一个 活动构件和一个低 副或者用一个高副 代替原来机构中的 一个低副。 一个低副。
例9：图示牛头刨机构设计方案图。设计者的意图是动力由曲 ：图示牛头刨机构设计方案图。 输入， 使摆动导杆3做往复摆动 柄1输入，通过滑块 使摆动导杆 做往复摆动，并带动滑枕 输入 通过滑块2使摆动导杆 做往复摆动，并带动滑枕4 往返移动以达到刨削的目的。 往返移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构组成原理 上的错误，若有，请说明原因并修改。 作业：补充修改方案） 上的错误，若有，请说明原因并修改。（作业：补充修改方案）
计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析， 例8: 计算图示机构的自由度，并进行机构组成分析， 确定杆组和机构的级别。 确定杆组和机构的级别。
2
1 1 3 33 4 4
7
4
5 5
6
2 1
不同的原动件， 不同的原动件，组成机构的杆 组与级别不相同。 组与级别不相同。
解： 计算机构的自由度 A处为复合铰链，则 处为复合铰链， 处为复合铰链 n = 6, pl = 8, ph = 0 F = 3n - 2 pl - ph = 3×6－2×8－0 =2 × － × － 机构的组成 ① 以构件1、2为原动件： 以构件 、 为原动件： 为原动件 6-5为Ⅱ级杆组；3-4为Ⅱ级杆组 为 级杆组； 为 机构为Ⅱ级机构。 机构为Ⅱ级机构。 以构件2、 为原动件 为原动件： 以构件 、6为原动件： 1-3-4-5为Ⅲ级杆组，机构为Ⅲ 为 级杆组，机构为Ⅲ 级机构。 级机构。 以构件1、 为原动件 为原动件： 以构件 、6为原动件： 4-5为Ⅱ级杆组；2-3为Ⅱ级杆组 为 级杆组； 为 机构为Ⅱ级机构。 机构为Ⅱ级机构。
复习题
《850机械原理复习题》第一章机构的结构及其可动性分析1-1 如图所示为牛头刨的一个机构设计方案简图。
设计者的意图是动力由曲柄1输人，通过滑块2使摆动导杆4作往复摆动，从而带动滑枕3往复移动以达到刨削的目的。
试分析此方案有无结构组成原理上的错误（须说明理由），若有，应如何修改？（试提出四种修改方案）1-2 试绘出图示机构的机构运动简图，并计算机构自由度。
1-3 试计算图示连杆-齿轮组合机构的自由度，图中绘有箭头的构件为原动件。
（若有复合铰链、局部自由度或虚约束应明确指出）1-4 试计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束应明确指出。
若要使机构满足确定的运动的运动学条件，应如何选取原动件的数目？1-5 试计算图示齿轮系机构的自由度。
（若有复合铰链、局部自由度或虚约束应明确指出）1-6 如图所示为一个机构设计方案简图。
设计者的意图是动力由凸轮（即圆盘）输人，通过构件CD使构件EF作往复移动。
⑴试计算机构的自由度，并分析其设计是否合理？若有复合铰链、局部自由度或虚约束应明确指出。
⑵ 如果此方案不合理（须说明理由），应如何修改？并用简图表示。
1-7 计算图示机构的自由度（指出复合铰链，局部自由度及虚约束）并确定机构的级别，所拆的杆组需画图表示，并指出该基本杆组的组别。
思考题及练习题1.何谓构件？何谓运动副、运动副元素、高副、低副？运动副是如何进行分类的？2.机构运动简图有何用处？它能表示出原机构哪些方面的特征？如何绘制机构运动简图?3.机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？4.在计算机构的自由度时，应注意哪些事项？通常在哪些情况下存在虚约束？第二章平面机构的性能分析2-1 试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置。
2-2 图示的齿轮—连杆组合机构中，用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω3。
2-3 图示的四杆机构中，已知l AB=60mm，l CD=90mm，l AD=l BC=120mm，ω1=10rad/s，试用瞬心法求：（1）当φ=1650时，点C的速度v C；（2）当φ=1650时，构件2的BC线上（或其延长线上）速度最小的一点E的位置及其速度的大小；（3）当v C=0时，求φ角的值（有两个解）。
(完整版)机械原理题库
第七版机械原理复习题 第2章 机构的结构分析一、填空题8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生一个约束，而保留了两个自由度。
10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。
11.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入2个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph 。
12.平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1。
13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为2，至少为1。
14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性（能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动，即确定应具有的原动件数。
15.在平面机构中，具有两个约束的运动副是低副，具有一个约束的运动副是高副。
三、选择题3.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于 B 。
(A)0; (B)1; (C)24.原动件的自由度应为B 。
(A)-1; (B)+1; (C)05.基本杆组的自由度应为 C 。
(A)-1; (B)+1; (C)0。
7.在机构中原动件数目B 机构自由度时，该机构具有确定的运动。
(A)小于 (B)等于 (C)大于。
9.构件运动确定的条件是C 。
(A)自由度大于1； (B)自由度大于零； (C)自由度等于原动件数。
七、计算题1.计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。
1.解E 为复合铰链。
F n p p =--=⨯-⨯=33921312L H6.试求图示机构的自由度（如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需指明所在之处）。
图中凸轮为定径凸轮。
ABCDEF虚约束在滚子和E 处，应去掉滚子C 和E ，局部自由度在滚子B 处。
n =4，p L =5，p H =1，F =⨯-⨯-=342511 7.试求图示机构的自由度。
2022年机械原理的选择和判断题带答案
第2章机构的结构分析随堂自测选择题（每小题5分，共100分）1.当机构的的原动件数目小于其自由度数时，该机构将（）确定的运动。
正确答案： CA.有B.没有C.不完全有2.当机构的的原动件数目大于其自由度数时，该机构将（）。
正确答案： CA.有确定的运动B.没有确定的运动C.最薄弱环节发生损坏3.在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（）。
正确答案： AA.虚约束B.局部自由度C.复合铰链。
4.机构具有确定运动的条件是（）。
正确答案： CA.机构自由度小于原动件数B.机构自由度大于原动件数C.机构自由度等于原动件数5.用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有（）个自由度。
正确答案： BA.3B.4C.5D.66.杆组是自由度等于（）的运动链。
正确答案： AA.0B.1C.原动件数7.一般平面运动副所提供的约束为（）。
正确答案： DA.1B.2C.3D.1或28.某机构为Ⅲ级机构,那么该机构应满足的必要充分条件是（）。
正确答案： DA.含有一个自由度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Ⅲ级杆组9.机构中只有一个（）。
正确答案： DA.闭式运动链B.运动件C.从动件D.机架10.具有确定运动的差动轮系中其原动件数目（）。
正确答案： AA.至少应有2个B.最多有2个C.只有2个D.不受限制11.机构作确定运动的基本条件是其自由度必须大于零。
（）正确答案：错对错12.任何机构都是自由度为零的基本杆组依次连接到原动件和机架上面构成的。
（）正确答案：对对错13.高副低代是为了对含有高副的平面机构进行分析和研究。
（）正确答案：对对错14.任何具有确定运动的机构的从动件系统的自由度都等于零。
（）正确答案：对对错15.在平面机构中一个高副将引入两个约束。
（）正确答案：错对错16.当机构的自由度F>0,且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。
（）正确答案：对对错17.运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目等于其自由度数。
电子科技大学中山学院2016机械原理期末复习题
180 K 180
b 2 c 2 (d a ) 2 cos min 2bc b 2 c 2 (a d )2 cos max 2bc
min min
180 max min
C
2
B
1
A
1
φ1
2 E 3 3
D
L mm
mm
E
C
解：1.绘制机构运动简图
B
l AB L （mm/mm） AB
D
1
A
1
L mm
mm
E
C
解：1.绘制机构运动简图 2.速度分析 列出速度向量方程
B
vC vB vCB
D
1
A
1
b
CD AB BC ？ lABω1 ？ 选取速度比例尺
1
A 4
b3
vB3 vB2 vB3B2
C 4
3
3.加速度分析
a a a a
n B3 t B3 n B2
K B3B2
a
r B3B2
L mm
mm
3
2
B （B1、B2、B3 ） 选取加速度比例尺 1
B→C ⊥BC B→A √ ？ √ √
∥BC
？
1
A 4
n 2 aB l AB 1 2
复合铰链
D 4 E 7 G I 8 K 9
虚约束
6
H
n 8 ; PL 11 ; PH 1 F 3n 2 PL PH 3 8 2 11 1 1
例2 计算下图所示机构自由度 (若存在局部
机械原理试题-概念选择
机构的结构分析（1）1. 两构件在几处接触构成移动副，或两构件在几处相配合构成转动副，就带来______。
1). 虚约束; 2). 复合铰链; 3). 答案1) 和2) 都不正确2. ________是制造的单元；________是运动的单元。
1). 构件; 零件; 2). 零件; 构件; 3). 机构; 零件3. 两构件在几处相配合而构成转动副，在配合处两构件相对转动的轴线______时，必将引入虚约束。
1). 交叉; 2). 重合; 3). 相平行; 4). 不重叠; 5). 成直角; 6). 成锐角4. 当机构的自由度数大于原动件数时，将不能动。
（）1). 正确; 2). 不正确; 3). 不一定5. 运动副引入的约束数目最多为______个，而剩下的自由度最少为______个。
1). ６; １; 2). ３; １; 3). ５; １6. 点、线接触的运动副称为______，面接触的运动副称为______。
1). 低副; 高副; 2). 高副; 高副; 3). 高副; 低副7. 平面运动副与空间运动副的区别在于约束数目的不同。
（）1). 正确; 2). 不正确8. 凡两构件系通过点或线的接触而构成的运动副统称为________。
1). 转动副; 2). 低副; 3). 移动副; 4). 高副9. 平面运动副中，低副中有______副和______副；高副中例如有______副和______副。
1). 转动; 移动; 齿轮; 凸轮; 2). 圆柱; 凸轮; 转动; 移动; 3). 齿轮; 凸轮; 转动; 移动10. 高副低代必须满足代替前后机构的______完全相同；代替前后机构构件的______完全相同。
1). 加速度; 速度; 2).运动副数; 构件数; 3).瞬时速度和瞬时加速度; 自由度; 4). 加速度; 构件数11. 若干构件以运动副联接而成的系统称为________。
1). 机构; 2). 机器; 3). 运动链12. 机构分析中高副低代要求代换前后自由度______，构件数目______。
1解机械原理习题册(上)自由度
第二章 机构的结构分析思考题：1. 在平面机构中，引入一个高副将引入___1___个约束，引入一个低副将引入__2___个约束。
构件总数N 、运动副提供的约束总数R 与机构自由度F 的关系是 F=3(N-1)-R 。
2. 平面运动副的最大约束数为 2 ，最小约束数为 1 ；移动副限制的两个自由度分别为 平面内的转动 和 平面内沿垂直于导路方向的平动 ；3. 计算平面机构自由度的公式为Ｆ= 3n-2P l -P h h l p p n --23 ，应用此公式时应注意判断：(A) 复合 铰链，(B) 局部 自由度，(C) 虚 约束。
4. 机构具有确定运动的条件是 机构的原动件数目等于机构的自由度数目 。
5*. 图示为一机构的初拟设计方案。
(1〕试计算其自由度，并分析其设计是否合理？如有复合铰链，局部自由度和虚约束需在图上标明； (2) 如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。
(1)F=3n-2P l -P h h l p p n --23=3×3-2×4-1=0设计不合理局部自由度虚约束2—1 列出公式计算下列运动链的自由度，并在图中指出其复合铰链、局部自由度和虚约束。
（1）F=3n-2P l-P h=3×8-2×11-0（2）轮系F=3n-2P l-P h=3×3-2×3-2=1（3）F=3n-2P l -P h=3×4-2×5-1=1（4）F=3n-2P l -P h =3×6-2×8-1 =1AB 、CD 、EF 平行且相等（5）F=3n-2P l -P h=3×8-2×11-0（6）F=3n-2P l -P h =3×8-2×11-1=1CD 、EF 、GH 平行且相等（7）F=3n-2P l -P h=3×8-2×11-1=1（8）F=3n-2P l -P h=3×6-2×8-1=1复合铰链 虚约束局部自由度局部自由度虚约束2—2 列出公式计算下列各运动链的自由度。
机械原理部分试题目及解答
第一章机构的组成和结构1-1 试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
F＝3×3－2×4＝1 F＝3×3－2×4＝1F＝3×3－2×4＝1 F＝3×3－2×4＝11-2 计算图示平面机构的自由度。
将其中高副化为低副。
确定机构所含杆组的数目和级别，以及机构的级别。
（机构中的原动件用圆弧箭头表示。
）F＝3×7－2×10＝1 F＝3×7－2×10＝1含3个Ⅱ级杆组：6-7，4-5，2-3。
含3个Ⅱ级杆组：6-7，4-5，2-3。
该机构为Ⅱ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F＝3×4－2×5－1＝1 F＝3×3－2×3－2＝1F＝3×5－2×7＝1（高副低代后） F＝3×5－2×7＝1（高副低代后）含1个Ⅲ级杆组：2-3-4-5。
含2个Ⅱ级杆组： 4-5，2-3。
该机构为Ⅲ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F＝3×8－2×11－1＝1 F＝3×6－2×8－1＝1F＝3×9－2×13＝1（高副低代后）F＝3×7－2×10＝1（高副低代后）含4个Ⅱ级杆组：8-6，5-7，4-3，2-11。
含1个Ⅱ级杆组6-7。
该机构为Ⅱ级机构含1个Ⅲ级杆组2-3-4-5。
第二章 连 杆 机 构2-1 在左下图所示凸轮机构中，已知r = 50mm ，l OA =22mm ，l AC =80mm,︒=901ϕ，凸轮1的等角速度ω1=10rad/s ，逆时针方向转动。
试用瞬心法求从动件2的角速度ω2。
解：如右图，先观察得出瞬心P 13和P 23为两个铰链中心。
再求瞬心P 12：根据三心定理，P 12应在P 13与P 23的连线上，另外根据瞬心法，P 12应在过B 点垂直于构件2的直线上，过B 点和凸轮中心O 作直线并延长，与P 13、P 23连线的交点即为P 12。
机械原理复习题带(答案)打印版 (1)
1、 如图所示机构，若取杆AB 为原动件，试求： （1） 计算此机构自由度，并说明该机构是否具有确定的运动；（6分） （2）分析组成此机构的基本杆组，并判断此机构的级别。
（6分）（1）活动构件n=5 (1分) 低副数=L P 7 (1分) 高副数=H P 0 (1分)10725323=-⨯-⨯=--=H L P P n F （2分） 有确定运动。
(1分)（2） 基本杆组如图所示（2级杆组各2分，原动件1分，共5分）。
此机构为2级机构（1分）2、如图所示机构，若取杆AB 为原动件：（1） 计算此机构自由度，并说明该机构是否具有确定的运动；（6分）（2） 分析组成此机构的基本杆组，并判断此机构的级别。
（6分）（1）活动构件n=5 (1分) 低副数=L P 7 (1分) 高副数=H P 0 (1分)10725323=-⨯-⨯=--=H L P P n F （2分） 有确定运动。
(1分)（2）基本杆组如图所示（2级杆组各2分，原动件1分，共5分）。
此机构为2级机构（1分）3、 如图所示的机构运动简图，（1） 计算其自由度；（2） 确定其是否有确定的运动。
（写出活动件、低副、高副的数目，有虚约束、局部自由度或复合铰链的地方需指出）H(或I)-----虚约束 (1分) B-----局部自由度 (1分) 无复合铰链 (1分)活动构件n=6 (1分) 低副数=L P 8 (1分) 高副数=H P 1 (1分)11826323=-⨯-⨯=--=H L P P n F （3分）此机构具有确定的运动。
(1分)4、 计算下图所示机构的自由度。
若图中含有局部自由度、复合铰链和虚约束等情况时，应具体指出。
（10分）无虚约束 (1分) B-----局部自由度 (1分) E-----复合铰链 (1分)活动构件n=7 (1分) 低副数=L P 9 (1分) 高副数=H P 1 (1分)21927323=-⨯-⨯=--=H L P P n F 5、 如图所示机构：1. 指出是否含有复合铰链、局部自由度、虚约束，若有则明确指出所在位置；2. 在去掉局部自由度和虚约束后，指出机构的活动构件数n ，低副数L P ，高副数H P ；3.求机构的自由度F 。
机械原理复习题
4.杆组具有什么特点?如何确定杆组的级别和机构的级别？选择不同的原动件对机构级别有 无影响？
5.何为“运动链”？具备什么条件，运动链才能具有运动的可能性？具备什么条件后才具有 运动的确定性？具备什么条件，运动链才能成为机构？
6. 何为“机构的级别”？何为“I 级机构”？
五、计算题：
1.指出图示机构中的复合铰链、局部自由度和虚约束，计算机构的自由度，并判断机构的运 动是否确定。 （1）
C3 Fr R23
3.图示尖底直动从动件偏心圆凸轮机构。 给定：r=125mm,OA=50mm,φ=30°,l=100mm,h=80mm, 工作阻力 Fr=1000N，各运动副接触面的摩擦系数 f=0.1, 凸轮轴颈的摩擦圆半径 ρ=10mm。 设不计凸轮与从动件的重力和惯性力， 试确定加于凸轮轴上的平衡力偶矩（驱动力偶矩） Md 及凸轮机构在此位置的机械效率。
（
）
6.绕定轴摆动且质心与摆动轴线不重合的构件，可在其上加减平衡质量来达到惯性力系平衡
的目的。
（）
三、选择题：
1.经过动平衡的回转件
静平衡的。(
)
A、一定是
B、一定不是
C、不一定是
四、分析与简答题：
19
1.什么是静平衡？什么是动平衡？各至少需要几个平衡平面？
第 5 章 平面连杆机构及其设计
一、填空题：
15
第 3 章 平面机构的力分析
一、填空题：
1.从效率的观点看，机器的自锁条件是
。
2.移动副的自锁条件是
；转动副的自锁条件
是
。
3. 机 械 传 动 中 ， V 带 比 平 带 应 用 广 泛 ， 从 摩 擦 的 角 度 来 看 ， 主 要 原 因
机械原理复习思考题
第一章机构的组成和结构分析复习思考题1、“构件是由多个零件组成的”，“一个零件不能成为构件”的说法是否正确？构件和零件的本质区别是什么？2、“机构有确定的运动，运动链则没有确定的运动”，“机构中肯定有一个构件为机架、运动链中则没有机架”的说法是否正确？机构与运动链究竟有什么区别？3、机构方案设计中用机构运动简图，而不使用机械零、部件图和总装图，是否只是为了简便？是否也可用机械的装图来代替机构运动简图？机构运动简图着重表达机构的什么特点？4、绘制机构运动简图应注意哪些事项？5、构件自由度和机构自由度有何区别？机构自由度的计算和运动链的自由度计算有何区别？6、计算机构自由度时应注意哪些事项？7、平面机构的自由度计算公式与一般空间机构自由度计算公式有何不同？平面机构能否使用一般空间机构的自由度计算公式？8、平面机构中所有构件都具有3个公共约束，是否意味着平面运动副引入的约束都不小于3，而空间运动副引入约束都不大于3？9、组成机构的基本单元是什么？“机构由是零件组成的”，“机构是由机构组成的”，“机构是由运动链组成的”，“机构是由原动件、机架组成的”，“机构是由原动件、机架和杆组成的”这些说法是否正确？请说明理由。
机构究竟是怎么组成的？符合什么条件才能成为机构？10、对机构进行组成和机构分析的目的是什么？它们分别用于什么场合？11、如何确定机构的级别？影响机构级别变化的因素是什么？为什么？12、杆组有何特点？如何确定杆组的级别？试举例说明。
13、高副低代的目的、原则和方法是什么？14、试叙述对机构进行机构分析拆杆组的原则和步骤。
15、机构运动简图、机构示意图的区别是什么？各有什么用途？16、为什么说机构组成原理为创造新机构提供了一条途径？如何运用此理论进行机构的创新设计？第二章平面机构的运动分析复习思考题1、什么叫速度瞬心？相对速度瞬心和绝对速度瞬心有什么区别？2、什么叫三心定理？3、在进行机构运动分析时，速度瞬心法的优点及局限是什么？4、什么叫杆组法？5、利用杆组法进行机构运动分析的基本思路是什么？第三章平面连杆机构及其设计复习思考题1、什么叫连杆、连架杆、连杆机构？连杆机构适用于什么场合？不适用于什么场合？2、平面四杆机构的基本形式是什么？它有哪几种演化方法？其演化的目的何在？3、什么叫整转副、摆转副？什么叫曲柄？曲柄一定是最短构件吗？机构中有整转副的条件是什么？4、什么叫低副运动可逆性？5、什么叫连杆机构的急回特性？什么叫极位夹角？它与机构的急回特性有什么关系？6、什么叫连杆机构的压力角、传动角？四杆机构的最大压力角发生在什么位置？研究传动角的意义是什么？7、什么叫“死点”？它在什么情况下发生？与“自锁”有何本质区别？8、平面连杆机构设计的基本命题有哪些？设计方法有哪些？9、在用图解法进行机构设计时，刚化、反转的目的何在？其依据是什么？第四章凸轮机构及其设计复习思考题1、从动件的常用运动规律有哪几种？它们各有什么特点？各适用于什么场合？2、当要求凸轮机构从动件的运动没有冲击时，应选用何种运动规律？3、从动件运动规律选取的原则是什么？4、不同运动规律曲线拼接时应满足什么条件？5、在用反转法设计盘形凸轮的廓线时，应注意哪些问题？6、何谓凸轮机构的偏距圆？7、何谓凸轮的理论廓线？何谓凸轮的实际廓线？两者有何区别与联系？8、理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心移动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件运动规律是否相同？9、何谓凸轮机构的压力角？若发现压力角超过许用值，可采取什么措施减小推程压力角？10、何谓运动失真？应如何避免出现运动失真现象？11、在移动滚子从动件盘形凸轮机构的设计中，采用偏置从动件的主要目的是什么？第五章齿轮机构及其设计复习思考题1、叙述齿廓啮合基本定律，这个定律是否仅仅用来确定一对相啮合齿廓的传动比?2、渐开线是如何形成的?有哪些重要性质?试列出渐开线方程式。
机械原理题库第一章、机构结构分析
机械原理题库第一章、机构结构分析(汇总)(总57页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--00002、具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。
00003、机器是由、、所组成的。
00004、机器和机构的主要区别在于。
00005、从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。
00006、运动副元素是指。
00007、构件的自由度是指；机构的自由度是指。
00008、两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留了个自由度。
00009、机构中的运动副是指。
00010、机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。
00011、在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。
00012、平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。
00013、当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。
00014、00015、计算机机构自由度的目的是__________________________________________________________。
00016、在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。
00017、计算平面机构自由度的公式为F ，应用此公式时应注意判断：(A)铰链，(B)自由度，(C) 约束。
00018、机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。
00019、划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的级别确定。
00020、机构运动简图是的简单图形。
00021、在图示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件，则成为级机构；若以构件2为机架，3为原动件，则成为级机构；若以构件4为机架，5为原动件，则成为级机构。
00022、机器中独立运动的单元体，称为零件。
机械原理习题及答案
机械原理习题及答案 YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020第1章平面机构的结构分析解释下列概念1.运动副；2.机构自由度；3.机构运动简图；4.机构结构分析；5.高副低代。
验算下列机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改办法。
题图题图绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度(其中构件9为机架)。
计算下列机构自由度，并说明注意事项。
计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题图题图第2章平面机构的运动分析试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
题图在图示机构中，已知各构件尺寸为l AB =180mm , l BC =280mm , l BD =450mm , l CD=250mm , l AE =120mm , φ=30o, 构件AB 上点E 的速度为 v E =150 mm /s ,试求该位置时C 、D 两点的速度及连杆2的角速度ω2 。
在图示的摆动导杆机构中，已知l AB =30mm , l AC =100mm , l BD =50mm , l DE =40mm ,φ1=45o,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s 沿逆时针方向回转。
求D 点和E 点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度（用相对运动图解法）。
题图题图在图示机构中，已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30o, 角速度ω1=10 rad/s ，角加速度α1=0，试求机构在该位置时构件5的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。
题图图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。
（1）在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。
（2）以给出的速度和加速度矢量为已知条件，用相对运动矢量法写出求构件上D 点的速度和加速度矢量方程。
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第2章机构的结构分析1．判断题（1）机构能够运动的基本条件是其自由度必须大于零。
（错误 ）（2）在平面机构中，一个高副引入两个约束。
（错误 ）（3）移动副和转动副所引入的约束数目相等。
（正确 ）（4）一切自由度不为一的机构都不可能有确定的运动。
（错误 ）（5）一个作平面运动的自由构件有六个自由度。
（错误 ）2．选择题(1) 两构件构成运动副的主要特征是（ D ）。
A ．两构件以点线面相接触B ．两构件能作相对运动C ．两构件相连接D ．两构件既连接又能作一定的相对运动(2) 机构的运动简图与（ D ）无关。
A ．构件数目B ．运动副的类型C ．运动副的相对位置D ．构件和运动副的结构(3) 有一构件的实际长度0.5m L =，画在机构运动简图中的长度为20mm ，则画此机构运动简图时所取的长度比例尺l μ是（ D ）。
A ．25B ．25mm/mC ．1:25D ．0．025m/mm(4) 用一个平面低副连接两个做平面运动的构件所形成的运动链共有（B ）个自由度。
A ．3B ．4C ．5D ．6(5) 在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（A ）。
A ．虚约束B ．局部自由度C ．复合铰链D ．真约束(6) 机构具有确定运动的条件是（ D ）。
A ．机构的自由度0≥FB ．机构的构件数4≥NC ．原动件数W ＞1D ．机构的自由度F ＞0, 并且=F 原动件数W(7) 如图2-34所示的三种机构运动简图中，运动不确定是( C )。
A ．（a ）和（b ）B ．（b ）和（c ）C ．（a ）和（c ）D ．（a ）、（b ）和（c ）(a) (c)(b)图2-34(8)Ⅲ级杆组应由（ B ）组成。
A．三个构件和六个低副 B．四个构件和六个低副C．二个构件和三个低副D．机架和原动件(9)有两个平面机构的自由度都等于１，现用一个有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，这时自由度等于（ B ）。
A．0 B．1 C．2 D．3(10)内燃机中的连杆属于（ C ）。
A．机器B．机构C．构件D．零件3．简答题（1）何谓构件？何谓运动副及运动副元素？运动副是如何进行分类的？解答：构件是机器中每一个独立运动的单元体，是组成机构的基本要素之一。
运动副是由两个构件直接接触而组成的可动连接，是组成机构的基本要素之一。
运动副元素是两构件能够参加接触而构成运动副的表面，如点线面等。
运动副分类：a)按两构件接触情况分为低副和高副；b)按两构件相对运动情况分为平面运动副和空间运动副；c)按两构件产生的相对运动分为转动副、移动副、螺旋副、球面副等；d)按引入约束的数目分为Ⅰ级副、Ⅱ级副、Ⅲ级副等；e)按运动副始终保持接触的方式分为形封闭运动副和力封闭运动副。
（2）机构运动简图有何用途？它能表示出原机构哪些方面的特征？解答：方便了解机械的组成和对机械进行运动和动力分析，并表达了机械的简单结构及运动传递情况。
机构运动简图能表示出原机构的组成形式，包括构件情况和运动副情况。
（3）何谓机构运动简图？它与机构示意图的区别是什么？解答：根据机构的运动尺寸，按一定的比例尺定出各运动副的位置，用规定的运动副及常用机构运动简图的代表符号和一般构件的表示方法将机构的运动传递情况表示出来的简化图形称为机构运动简图。
只是为了表明机构的运动状态或各构件的相互关系，也可以不按严格的比例来绘制简图，通常把这样的简图称为机构示意图。
（4）机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？解答：机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目等于机构的自由度数目。
当机构的原动件数少于机构的自由度时，机构的运动不确定；当机构的原动件数多于机构的自由度时，机构不能正常运转，严重时将损坏机构中最薄弱的环节。
（5）在计算平面机构的自由度时，何为复合铰链、局部自由度和虚约束？在计算自由度时如何处理？解答：复合铰链指两个以上的构件在同一处以转动副相连接，在计算自由度时，若存在由m个构件组成的复合铰链，则有（m-1）个转动副；局部自由度是指在有些机构中，某些构件所产生的并不影响其他构件运动的局部运动，的自由度为局部自由度。
在计算整个机构的自由度时，应从机构自由度的计算公式中将局部自由度去除不计。
虚约束是指在机构中，对机构的运动起重复约束作用的约束称为虚约束。
在计算机构的自由度时，应从机构的约束数中减去虚约束数。
（6）既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用，那么在实际机构中为什么又常常存在虚约束?解答：在实际机构中又常常引入虚约束为了用来改善机构的受力状况：使机构受力状态更合理、使机构平衡、考虑机构在特殊位置的运动等。
（7）在图2-21所示的机构中，在铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹都是重合的，那么能说该机构有三个虚约束吗？为什么？解答：不能。
因为对于铰链C、B、D处，被连接的两构件上连接点的轨迹重合都是由其它两处制约而形成的，所以只能算作一个虚约束。
（8）请说出自己身上腿部的髋关节、膝关节和踝关节分别可视为何种运动副？解答：髋关节和踝关节可视为球面副，膝关节可视为球销副。
（9）何谓机构的组成原理？何谓基本杆组？它具有什么特性？解答：机构的组成原理：任何机构都可以看作是有若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成。
基本杆组：不能再拆分的最简单的自由度为零的构件组，特性为不可再分、自由度为零。
（10）如何确定基本杆组的级别及机构的级别？解答：基本杆组的级别：杆组中包含有最多运动副的构件的运动副数。
机构的级别：机构中最高级别基本杆组的级别。
4．计算题（1）图2-35所示为一简易冲床的初拟设计方案。
设计者的思路是：动力由齿轮输入，使轴A连续回转，而固定在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构，将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图，并提出修改方案。
43512A图 2-35解答：机构运动简图如解图2-35a 所示，因其活动构件数3=n ，4=L p ，1=H p ，所以得机构自由度为0)142(33)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，故该设计者的设计意图不能实现。
修改方案如解图2-35b 所示。
（2）在图2-36所示偏心轮机构中，1为机架，2为偏心轮，3为滑块，4为摆轮。
试绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。
解答：绘制该机构的机构运动简图：题解图2-36a ）曲柄摇块机构；题解图2-36b ）摆动导杆块机构。
图2-36 4 3CB 2A 1解图2-35a解图2-35b解题分析：偏心轮2绕固定铰链点A 转动，其几何中心B 与A 点之间距离AB 为偏心距，亦为曲柄长度。
摆轮4绕其固定中心C 摆动，滑块在摆轮4的滑槽中移动，故此机构看成4为摇块、3为导杆的曲柄摇块机构，也可看成4为摆动导杆、3为滑块的摆动导杆机构。
计算该机构的自由度：1)042(33)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F（3）图2-37所示为冲床刀架机构，当偏心轮1绕固定中心A 转动时，构件2绕活动中心C 摆动，同时带动刀架3上下移动。
B 点为偏心轮的几何中心，构件4为机架。
试绘制该机构的机构运动简图，并计算其自由度。
解答：绘制该机构的机构运动简图：题解图2-37（曲柄滑块机构）。
解题分析：偏心轮1的回转中心A 与其几何中心B 点之间距离为偏心距，故AB 为曲柄。
构件2(连杆)绕活动中心C 摆动，并带动刀架3（滑块）在机架4的滑槽中上下移动。
故该机构为曲柄滑块机构（连杆包括在加大了结构尺寸的滑块内）。
A BC1 2 34解图2-36a 曲柄摇块机 A B C 1 2 3 4 解图2-36b 摆动导杆机 4BCA 12 3图-37计算该机构的自由度：1)042(33)2(3HL=+⨯-⨯=+-=PPnF（4）试计算如图2-38所示的各机构自由度，并明确指出复合铰链、局部自由度和虚约束。
解图2-37（C）（b）(a)（d）解答： (a) 1)1112(83)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F在C 处存在复合铰链；在F 处有局部自由度；在J 或I 处有虚约束。
(b) 1)152(43)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，滚子为局部自由度；对称处看做虚约束。
(c) 1)152(43)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，滚子为局部自由度；有1处虚约束。
(d) 1)152(43)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，在1处存在复合铰链；没有局部自由度；没有虚约束。
(e) 1)2122(93)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F存在1处复合铰链；1处有局部自由度；1处有虚约束。
(f ）1)372(63)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F 在3处存在二副复合铰链；没有有局部自由度；没有虚约束。
(5) 如图2-39所示牛头刨床设计方案草图。
设计思路为：动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3作往复摆动，并带动滑枕4作往复移动 ，以达到刨削加工目的。
试问图示的构件组合是否能达到此目的？ 如果不能，该如何修改？（试提出四种修改方案）。
(e) 图2-38（f ）解答：此方案有组成原理上的错误，因为它的自由度为零，不能运动。
0)062(43)2(3H L =+⨯-⨯=+-=P P n F ，修改方案如解图2-39a,b,c,d 。
1 234图2-39 解图2-39a 解图2-39b解图2-39c 解图2-39d。