机械设计基础习题练习

机械设计基础知识点复习

一、机械原理部分

绪论和第一章平面机构的自由度

重点：机构自由度的计算和机构具有确定性运动的条件

填空题：

7、机构具有确定性运动的条件是（机构自由度大于0,且等于原动件数）。

8、一个作平面运动的自由构件具有三个自由度。平面机构自由度计算的公式（F=3n-2P

-P H）。

L

9、不同种类的运动副引入的约束不同，所保留的自由度也不同。

10、机构中的构件可分为机架、原动件和从动件三类。

自由度计算实例：

习题1：如图，已知DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。计算机构自由度（若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出）。

解：

F=3n-2P L-P H

n=8,P l=11,P H=1

F=1

在D、E处存在复合

铰链；滚子绕自身

几何中心B的转动自

由度为局部自由

度；FG杆及其两端

的转动副所引入的

约束为虚约束。

习题2：如图，已知AD∥BE∥CF，并且AD=BE=CF；LN=MN=NO，构件1、2为齿轮，且齿轮2与凸轮固连。试计算机构自由度（若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出）。机构有无确定运动？为什么？

解：

F=3n-2P L-P H

n=13,P l=18,P H=2

F=1=原动件数

机构的确定运动。

解：

F=3n-2P L-P H

n=6, P l=8 , P H=1

F=1=原动件数

机构的确定运动。书：图1－17 大筛机构图1－11 冲压机构

F=3n-2P l-P H

=3⨯9－2⨯12－2=1 =原动件数

第2章平面连杆机构

重点：连杆机构的类型和基本知识

填空题：

1、（铰链四杆机构）为平面四杆机构的基本型式，其他型式的四杆机构可认

为它的演化形式。

２、铰链四杆机构有（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）三种基本类型。其中与机架相连的称为（连架杆），能作整周回转的连架杆称（曲柄），与机架组成摆动副的连架杆称（摇杆）。

３、铰链四杆机构中，各运动副都为转动副。据组成转动副的两构件能否作相对整周转动，又分为（整转副）和（摆转副　）。

４、平行四边形机构是（双曲柄机构）的一种特殊形式；等腰梯形机构是（双摇杆）机构的特殊形式。

５、偏心轮机构可认为是将（曲柄摇杆或曲柄滑块）机构中的转动副半径扩大，使之超过曲柄长演化而成。

６、整转副存在的条件？曲柄存在的条件？双摇杆机构中有无整转副？P28

习题1：试根据图中标注尺寸，判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构还是双摇杆机构，具体写出判断依据。

（a ）50+100<80+90，满足整转副存在的条件，且最短杆

的对边为机架，为双摇杆机构，有整转副存在。

(b) 45+110 < 70+90, 满足整转副存在的条件，且机架为

最短杆的邻边，为曲柄摇杆机构

(c) 62+100 > 70+70，不满足整转副存在的条件，为双

摇杆机构。在此机构中没有整转副。

(d) 40+120 < 60+110 ，满足整转副存在条件，且机架为

最短杆，为双曲柄机构。注意：整转副存在的条件；曲柄存在

的条件，有几个曲

柄；变更不同构件

为机架时，机构的

演化。

习题2：图示铰链四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，c=400mm，

d=500mm。试问：（1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？为什么？（2）若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构，如何获得？（3）若a、b、c 三杆长不变，取杆4为机架，（若d为最长杆），要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围为何？

解：(1）当取杆4为机架时：用杆长条件，

最短杆长(a＝240mm)+最长杆长

（ b=600mm）≤其余两杆之和（c+ d

=400mm， +500mm），符合条件；而且

最短杆1为连架杆，故杆1为曲柄。

（2）可以。当取杆1为机架时，得双曲

柄机构；（3）当d为最长杆，即

d≥600mm时，

有（240+d）mm≤(600+400)mm ，所以

600mm≤d≤760mm

当240mm≤d≤600mm时

，有（240+600）mm≤(d+400)mm，所以

440mm≤d≤600mm

所以d的取值范围为40mm≤d≤760mm

第4章齿轮机构

重点：齿廓啮合基本定律；渐开线特性；标准直齿轮主要参数及几何尺

寸计算；正确啮合条件和连续传动条件；根切

填空题：

1、（相啮合的一对齿轮，在任一位置时的传动比都与连心线被其啮合齿廓在接触点

的公法线所分成的两线段长成反比）称齿廓啮合基本定律。

2、两齿轮实现定传动比传动的条件是（不论在何位置接触，节点P为定点）。

3、齿轮定传动比传动时，可看成两个轮的（节圆）作纯滚动。传动中心距恒等于

（两轮节圆半径）之和。

4、渐开线上任意点的法线恒与（基圆）相切。渐开线齿轮上（齿顶）处的曲率半

径最大。基圆上的曲率半径为（ 0）；基圆以内（无）渐开线。

5、渐开线齿轮中分度圆半径与基圆半径之间的关系式为（r b=rcosα）。

6、渐开线齿轮传动中，当实际安装中心距与设计中心距略有变动时，（不）影响

传动比，称为传动的（可分性）。

7、已知m、z、α，写出标准直齿轮分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿距、

基圆齿距的计算公式（）

8、齿轮传动标准中心距公式为（a=r1+r2=m(Z1+Z2)/2＝mZ1(1+i)/2）。