机械原理机构的结构分析复习题资料讲解
机械原理机构的结构分析复习题
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，
μ是（ D ）。
则画此机构运动简图时所取的长度比例尺
l
A．25 B．25mm/m C．1:25 D．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．3 B．4 C．5
D．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
≥
N
≥
F B．机构的构件数4
C．原动件数W＞1 D．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）
(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。
(a)
(c)
(b)
图2-34
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。
《机械原理》讲义
绪论 一、研究对象 1、机械：机器和机构的总称 机器（三个特征）：①人为的实物组合（不是天然形成的）；②各运动单元具有确定的相对；③必须能作有用功，完成物流、信息的传递及能量的转换。 机器的组成：原动机、工作机、传动部分、自动控制工作机 机构：有①②两特征。 很显然，机器和机构最明显的区别是：机器能作有用功，而机构不能，机构仅能实现预 期的机械运动。两者之间也有联系，机器是由几个机构组成的系统，最简单的机器只有一个机构。 2、概念 构件：运动单元体 零件：制造单元体 构件可由一个或几个零件组成。 机架：机构中相对不动的构件 原动件：驱动力（或力矩）所作用的构件。T输入构件 从动件：随着原动构件的运动而运动的构件。T输出构件 机构：能实现预期的机械运动的各构件（包括机架）的基本组合体称为机构。 二、研究内容： 1、机构的结构和运动学： ①机械的组成；②机构运动的可能性和确定性；③分析运动规律。 2、机构和机器动力学：力一一运动的关系? F=ma 功一一能 3、要求：解决二类问题： 分析：结构分析，运动分析，动力分析综合（设计）：①运动要求，②功能要求。新的机器。
第一章平面机构的结构分析（一）教学要求 1、了解课程的性质与内容，能根据实物绘制机构运动简图 2、熟练掌握机构自由度计算方法。了解机构组成原理 （二）教学的重点与难点 1、机构及运动副的概念、绘机构运动简图 2、自由度计算，虚约束，高副低代 （三）教学内容 § 1-1机构结构分析的目的和方法研究机构的组成原理和机构运动的可能性以及运动确定的条件 § 1-2机构的组成 机构是由构件组成的。 、运动副： 定的相对运动）构件间的可动联接。（既保持直接接触，又能产生高副： 点线接触 低副：面接触 运动副元素 自由度：构件含有独立运动的数目约束：对独立运动的限 制 低副：2个约束，1个自由度 高副：1个约束，2个自由度低副： ①转动副：两个构件间不能作旋转运动的运动副; ②移动副：两个构件间不能作移动运动的运动副。高 副：①齿轮副；②凸轮副。
机械原理习题及答案
兰州2017年7月4日于家属院复习资料 第2章平面机构的结构分析 1.组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。 2.具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。 3.从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 4.运动副元素是指。 5.构件的自由度是指；机构的自由度是指。 6.两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，而保留个自由度。 7.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 8.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。 9.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 10.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。 11.计算机机构自由度的目的是______。 12.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。 13.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。 14.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。 15.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。 16.图示为一机构的初拟设计方案。试： (1〕计算其自由度，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说明。 (2)如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。 题16图题17图 17.在图示机构中，若以构件1为主动件，试： (1)计算自由度，说明是否有确定运动。
(2)如要使构件6有确定运动，并作连续转动，则可如何修改？说明修改的要点，并用简图表示。18.计算图示机构的自由度，将高副用低副代替，并选择原动件。 19.试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。对图示机构作出仅含低副的替代机 构，进行结构分析并确定机构的级别。 题19图 题20图 20.画出图示机构的运动简图。 21. 画出图示机构简图，并计算该机构的自由 度。构件3为在机器的导轨中作滑移的整体构件，构件2在构件3的导轨中滑移，圆盘1的固定轴位于偏心处。 题21图 题22图 22.对图示机构进行高副低代，并作结构分析，确定机构级别。点21,P P 为在图示位置时，凸轮廓线在接触点处的曲率中心。 第3章 平面机构的运动分析 1.图示机构中尺寸已知(μL =mm ，机构1沿构件4作纯滚动，其上S 点的速度为v S (μV =S/mm)。 (1)在图上作出所有瞬心； (2)用瞬心法求出K 点的速度v K 。
机械原理计算题
1.如图所示传动系统，试计算： 1)轴A的转速（r/min)； 2)轴A转1转时，轴B转过的转数； 3)轴B转1转时，螺母C移动的距离。 解： 1）轴A的转速： n A=1440×5/22×23/23×20/20×20/80=81.8（r/min) 2）轴A转1转时，轴B转过的转数： n B=1440×5/22×35/30×30/50×24/40×1/84=1.7（r/min)则轴B在轴A转1转时转过的转数为：N=81.8/1.7=48（r) 3）轴B转1转时，螺母C移动的距离为： Lc=1440×5/22×35/30×30/50×2/20×10×1/84=4.77(mm)
2.某传动系统如图所示要求： （1）写出此传动路线的表达式并说明有多少种转速； （2）计算主轴极限转速n max和n min。 解： （1）主运动的传动路线表达式：ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ 27/43 39/39 电动机Ⅰ—27/49—Ⅱ— 35/35 —Ⅲ—26/52—24/54—Ⅳ—50/28—Ⅴ—30/67—Ⅵ（主轴） 31/39 （2）n max=1440×27/49×35/35×39/39×50/28×30/67=634.4（r/min) N min=1440×27/49×27/43×26/52×24/54×30/67=49.6（r/min)
3.按图所示传动系统作下列各题： 1、写出传动路线表达式； 2、分析主轴的转速级数； 3、计算主轴的最高最低转速。 （注：图中M1为齿轮式离合器） 解： 对于a）： 传动路线表达式： 电动机—Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅵ（主轴） 主轴的转速级数：3×3×2=18级 =1430×90/150×36/22×42/26×178/200×27/63=865.08r/min 主轴的最高转速：n max 主轴的最低转速：n =1430×90/150×17/42×22/45×178/200×27/63× min 17/58=18.98r/min 对于b）： 传动路线表达式： 电动机—Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ（主轴） 主轴的转速级数：3×4=12级 =1440×100/325×40/58×61/37=503.8r/min 主轴的最高转速：n max 主轴的最低转速：n =1440×100/325×26/72×37/61×37/61×17/81=12.35r/min min
(完整版)机械原理知识点归纳总结
第一章绪论 基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。 第二章平面机构的结构分析 机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。 1. 机构运动简图的绘制 机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。 为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。 2. 运动链成为机构的条件 判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。 运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。 机构自由度计算是本章学习的重点。 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。 (1) 复合铰链 复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。 正确处理方法：k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。 (2) 局部自由度 局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。 正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。 (3) 虚约束 虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。 正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。 虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。 3. 机构的组成原理与结构分析 机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。 第三章平面机构的运动分析 1．基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心（数目、位置的确定），以及“三心定理”。 2．瞬心法在简单机构运动分析上的应用。 3．同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？ 4．“速度影像”和“加速度影像”的应用条件。 5．构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。 6．哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。 第四章平面机构的力分析 1．基本概念：“静力分析”、“动力分析”及“动态静力分析” 、“平衡力”或“平衡力矩”、“摩擦角”、“摩擦锥”、“当量摩擦系数”和“当量摩擦角”（引入的意义）、“摩擦圆”。 2．各种构件的惯性力的确定： ①作平面移动的构件； ②绕通过质心轴转动的构件；
机械原理练习题
题1 一、填空题（10分） 1．在平面机构中，一个运动副引入的约束m 的变化范围是。 在空间机构中，一个运动副引入的约束数m的变化范围是。2．某机器的主轴平均角速度ωm= 100rad/s, 机器运转的速度不均匀系数δ= 0.05，则该机器的最大角速度ωmax = ，最小角速度ω = 。 min 3．六杆机构有个瞬心。 4．平衡技术中常把远低于机器的一阶固有频率的转子称为。常把接近或超过机器的一阶固有频率的转子称为。 5．齿条型刀具范成切齿时，齿轮的模数由决定。 6．相对瞬心的特点是，绝对瞬心的特点是。 二、选择题（10分） 1．下面说法正确的是：（） A．机构的死点与自锁是一回事；B．机构处于死点α＝０；C．机构处于死点γ＝０；D．机构的死点与摩擦力有关。2．下面说法正确的是：（） A．齿条型刀具范成切齿时，分度圆的半径由齿条模数决定； B．齿条型刀具范成切齿时，齿轮的模数由齿条移动速度和轮坯转动角速度的比值决定； C．齿条型刀具范成切齿时，齿轮是不是标准齿轮由加工终了时齿条与轮坯的相对位置决定；
D．齿轮传动中正传动与齿轮正变位是一回事，只是提法不同 3．下面说法正确的是（） A．虚约束不是实实在在的约束，是没用的，所以等于不存在；B．虚约束是不存在的约束； C．计算机构的自由度时可以去掉虚约束，在实际机构中也可以拆除它； D．虚约束满足一定的条件，若不满足条件它将会变成实际约束。4．下面说法正确的是（） A．矩形螺纹多用于连接；B．三角螺纹多用于连接； C．三角螺纹多用于传动；C．矩形螺纹、三角螺纹均多用于传动。 5．下列关于单万向联轴节叙述正确的是：（） A．不可能等于1 ；B．可能等于1； Ｃ．可以传递成任意角度两轴的运动；Ｄ．不可以传递成任意角度两轴的运动。 三、判断题（5分） 1．运动链选择不同构件作机架，机构的级别不变。（） 2．齿轮与齿条啮合传动分度面与节圆可能不重合。（） 3．齿轮传动中ε=1.3，说明在齿轮转过一个基圆齿距时30% 的时间2对齿啮合。（） 4．只要满足机构的自由度=机构的主动件数，机构就一定有有意义的确定的运动。（）
机械原理计算题
五. 计算题 (每小题10 分, 共20分) 1．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 C处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=5 P L =7 P h=0 （3分） =3*5-2*7-0=1 （1分） 机构具有确定运动（1分） 2．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 C处是复合铰链；F是局部自由度；E、E′互为虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=7 P L =9 P h=1 （1分） =3*7-2*9-1=2 （1分） 机构具有确定运动（1分） 有确定的运动（2分） 3．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。
无复合铰链和虚约束；有局部自由度；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=4 P L =4 P h=2 （3分） =3*4-2*4-2=2 （1分） 有确定的运动（1分） 4．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有 确定运动。 E处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=7 P L =10 P h=0 （3分） =3*7-2*10=1 （1分） 机构具有确定运动（1分） 5．计算图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确 定运动。
机构有复合铰链、局部自由度、虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L -P h （2分）n=8 P L =11 P h =1 （3分） F=3*8-2*11-1=1（1分） 机构具有确定运动 （1分） 6．在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a 使齿轮3’和4’啮合。又移动双联齿轮b 使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为48',50',42',38',58,42654321======z z z z z z ，电 动机的转速min /14451r n =，求带轮转速的大小和方向。 47.150 384248 4258''''53164261'16-≈????-='-== z z z z z z n n i min /98347 .11445 ''1616r i n n -≈-== 其运动方向与1相反
(机械制造行业)机械原理复习资料
一、单项选择题 1. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（ ）。 A. 相对转动或相对移动 B. 都是运动副 C. 相对运动恒定不变 D ．直接接触且保持一定的相对运动 2. 高副低代的条件是（ ）。 A. 自由度数不变 B. 约束数目不变 C. 自由度数不变和瞬时速度、瞬时加速度不变 3．曲柄滑块机构共有( )瞬心。 A ．4个 B ．6个 C. 8个 D. 10个 4. 两构件直接接触，其相对滚动兼滑动的瞬心在（ ）。 A. 接触点 B. 接触点的法线上 C. 接触点法线的无穷远处 D. 垂直于导路的无穷远处 5．最简单的平面连杆机构是( )机构。 A ．一杆 B ．两杆 C. 三杆 D. 四杆 6. 机构的运动简图与（ ）无关。 A. 构件数目 B. 运动副的数目、类型 C. 运动副的相对位置 D. 构件和运动副的结构 7．机构在死点位置时( )。 A ．γ＝90° B ．γ＝45° C. α＝0° D. α＝90° 8. 曲柄摇杆机构以（ ）为原动件时，机构有死点。 A. 曲柄 B. 连杆 C.摇杆 D. 任一活动构件 9．凸轮的基圆半径是指( )半径。 A ．凸轮转动中心至实际轮廓的最小 B ．凸轮转动中心至理论轮廓的最小 C. 凸轮理论轮廓的最小曲率 D ．从动件静止位置凸轮轮廓的 10. 从动件的推程采用等速运动规律时，在（ ）会产生刚性冲击。 A. 推程的始点 B. 推程的中点 C. 推程的终点 D. 推程的始点和终点 11．一对齿轮在啮合过程中，啮合角的大小是( )变化的。 A. 由小到大再逐渐变小 B ．由大到小逐渐变小 C. 先由大到小再到大 D ．始终保持定值，不 12. 齿轮机构安装中心距等于标准中心距时,节圆直径与分度圆相比较,结论是( )。 A. 节圆直径大 B. 分度圆直径大 C. 两圆直径相等 D. 视具体情况而定 13．在斜齿轮模数计算中，下面正确的计算式为( )。 A ．βcos t n m m = B. βsin t n m m = C ．αcos t n m m = D βcos n t m m = 14. 标准直齿圆柱齿轮机构的重合度ε值的范围是（ ）。 A. ε<1 B. ε=1 C. 1<ε<2 D. ε>2 15．在机械系统的启动阶段，系统的动能（ ），并且（ ）。 A. 减少 输入功大于总消耗功 B ．增加 输入功大于总消耗功 C. 增加 输入功小于总消耗功 D. 不变 输入功等于零 16. 在机械系统速度波动的一个周期中的某一时间间隔内，当系统出现（ ）时，系统的运动速度（ ） ，此时飞轮将（ ）能量。
机械原理计算题知识分享
机械原理计算题
五. 计算题 (每小题10 分, 共20分) 1．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 C处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=5 P L =7 P h=0 （3分） =3*5-2*7-0=1 （1分） 机构具有确定运动（1分） 2．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 C处是复合铰链；F是局部自由度；E、E′互为虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L-P h （2分）n=7 P L =9 P h=1 （1分） =3*7-2*9-1=2 （1分） 机构具有确定运动（1分） 有确定的运动（2分） 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 3．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 无复合铰链和虚约束；有 局部自由度；（3分） 自由度:F=3n-2P L -P h （2分）n=4 P L =4 P h =2 （3分） =3*4-2*4-2=2 （1分） 有确定的运动 （1分） 4．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 E 处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L -P h （2分）n=7 P L =10 P h =0 （3分） =3*7-2*10=1 （1 分） 机构具有确定运动 （1分）
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 5．计算图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。 机构有复合铰链、局部自由度、虚约束；（3分） 自由度:F=3n-2P L -P h （2分）n=8 P L =11 P h =1 （3分） F=3*8-2*11-1=1（1分） 机构具有确定运动 （1分） 6．在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a 使齿轮3’和4’啮合。又移动双联齿轮b 使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为 48',50',42',38',58,42654321======z z z z z z ，电动机的转速m in /14451r n =，求带轮转速的大小和方向。 47.150 3842484258''''53164261'16-≈????-='-==z z z z z z n n i min /98347 .11445''1616r i n n -≈-==
机械原理 平面连杆机构练习+答案
《机械设计基础》作业二--平面连杆机构 姓名班级学号成绩 一、填空题：（24分） 1、平面连杆机构，至少需要4个构件。 2、平面连杆机构是由一些刚性构件用转动副和移动副连接组成的。 3、在铰链四杆机构中，运动副全部是转动副。 4、在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为曲柄。 5、某些平面连杆机构具有急回特性。从动件的急回性质一般用行程速度变化系数表示。 6、对心曲柄滑快机构无（有，无）急回特性；若以滑块为机架，则将演化成移动导杆机构。 双曲柄机构和双摇杆机构。如图所示铰链四 杆机构中，若机构以AB为机架时，则为双曲柄机 构；以BC杆为机架时，它为曲柄摇杆机构； 以CD杆为机架时，它为双摇杆机构；而以 AD杆为机架时，它为曲柄摇杆机构。 8、在曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架两次共线位置时出现最小传动角。 9、压力角指：从动件上作用的力F 与该力作用点的速度（绝对速度）方向所夹的锐角α。 10、机构的压力角越小（大，小）对传动越有利。 11、运动副中，平面接触的当量摩擦系数为 f ，槽面接触的当量摩擦系数为f/sinθ，圆柱面接触的当量摩擦系数为ρ/r 。 12、移动副的自锁条件是驱动力F 与法向反力N的夹角β小于摩擦角?，即驱动力作用在摩擦角之内，转动副的自锁条件是驱动力作用在摩擦圆之内，即e<ρ，其中e为驱动力臂长，螺旋副的自锁条件是螺纹升角α小于或等于螺旋副的摩擦角或当量摩擦角，即α≤?。 二、选择题（27分） 1、当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角____B____。 A.为0o B.为90o C.与构件尺寸有关 2、四杆机构的急回特性是针对主动件作___A_____而言的。 A. 等速转动 B. 等速移动 C. 变速转动或变速移动 3、对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和____B____大于其它两构件长度之和。 A . 一定 B. 不一定 C. 一定不 4、曲柄摇杆机构___B_____存在急回特性。 A . 一定 B. 不一定 C. 一定不 5、平面四杆机构所含移动副的个数最多为____B____。 A. 一个 B. 两个 C. 基圆半径太小
机械原理计算题
五、计算题 (每小题10 分, 共20分) 1.计算下图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 C处就是复合铰链;无局部自由度与虚约束;(3分) 自由度:F=3n-2P L-P h (2分)n=5 P L =7 P h=0 (3分) =3*5-2*7-0=1 (1分) 机构具有确定运动(1分) 2.计算下图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 C处就是复合铰链;F就是局部自由度;E、E′互为虚约束;(3分) 自由度:F=3n-2P L-P h (2分)n=7 P L =9 P h=1 (1分) =3*7-2*9-1=2 (1分) 机构具有确定运动(1分) 有确定的运动(2分) 3.计算下图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 无复合铰链与虚约束;有局部自由度;(3分) 自由度:F=3n-2P L-P h (2分)n=4 P L =4 P h=2 (3分) =3*4-2*4-2=2 (1分) 有确定的运动 (1分) 4.计算下图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 E处就是复合铰链;无局部自由度与虚约
束;(3分) 自由度:F=3n-2P L -P h (2分)n=7 P L =10 P h =0 (3分) =3*7-2*10=1 (1分) 机构具有确定运动 (1分) 5.计算图示机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度与虚约束,并判断机构就是否具有确定运动。 机构有复合铰链、局部自由度、虚约束;(3分) 自由度:F=3n-2P L -P h (2分)n=8 P L =11 P h =1 (3分) F=3*8-2*11-1=1(1分) 机构具有确定运动 (1分) 6.在图示的车床变速箱中,移动三联齿轮a 使齿轮3’与4’啮合。又移动双联齿轮b 使齿轮5’与6’啮合。已知各轮的齿数为48',50',42',38',58,42654321======z z z z z z ,电动机的转速m in /14451r n =,求带轮转速的大小与方向。 47.1503842484258''''53164261'16-≈????-='-==z z z z z z n n i min /98347 .11445''1616r i n n -≈-== 其运动方向与1相反 7.如 图,已知 z 1=6, z 2=z 2, =25, z 3=57, z 4=56,求 i 14 ？
机械原理第八章 平面连杆机构及其设计
第八章 平面连杆机构及其设计 题8-1 试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明他们各为何种机构。在图a 中偏心盘1绕固定轴O 转动，迫使滑块2在圆盘3的槽中来回滑动，而圆盘3又相对于机架4转动；在图b 中偏心盘1绕固定轴O 转动，通过构件2，使滑块3相对于机架4往复移动。（图a 的机构运动简图可有两种表达方式，绘出其中之一即可） A B (a) O 12 3 4 A B O 123导杆机构 或 O 曲柄摇块机构 题8-1 (b) 题8-2如图所示，设已知四杆机构各构件的长度a=240mm ，b=600mm ，c=400mm ，d=500mm ，试回答下列问题： 1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？__________若有曲柄，则杆a 为曲柄，此时该机构为__________机构。 2）要使机构成为双曲柄机构，则应取杆_________为机架。
3) 要使此机构成为双摇杆机构，则应取杆_______为机架，且其长度的允许变动范围为_______________. 4) 如将杆４的长度改为ｄ＝４００ｍｍ，而其他各杆的长度不变，则当分别以１、２、３杆为机架时，所获得的机构为___________机构。 解：1）因900500400600240=+=+≤+=+d c b a 且最短杆1为连架杆，故当取杆4为机架时，有曲柄存在。此时该机构为曲柄摇杆机构。 2）要使此机构成为双曲柄机构，则应取最短杆1为机架。 3）要使此机构成为双摇杆机构，则取最杆3为机架，其长度的允许变动范围为： （1）因最短杆1为连杆，即使满足杆长条件，此机构也不能成为双摇杆机构 （2）不满足杆长条件时，b 为最长杆，c 为最短杆，d a c b +>+ 140>c c 为最长杆，但不可能大于三杆长度之和 d b a c ++< 故1340 第二章平面机构的结构分析 １．填空题： （1）机构具有确定运动的条件是；根据机构的组成原理，任何机构都可看成是由和组成的。 （2）由M个构件组成的复合铰链应包括个转动副。 （3）零件是机器中的单元体；构件是机构中的单元体。 （4）构件的自由度是指；机构的自由度是指。 （5）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。 （6）一种相同的机构组成不同的机器。 Ａ.可以 B.不可以 （7）Ⅲ级杆组应由组成。 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。（8）内燃机中的连杆属于。 A．机器 B.机构 C.构件 （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。 A .0 B.1 C.2 （10）图1.10所示的四个分图中，图所示构件系统是不能运动的。 2．画出图1.11所示机构的运动简图。 3．图1.12所示为一机构的初拟设计方案。试求： （1）计算其自由度，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说明。（2）如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。 4．计算图1.13所示机构的自由度，判断是否有确定运动；若不能，试绘出改进后的机构简图。修改的原动件仍为AC杆（图中有箭头的构件）。 5．计算图1.14所示机构的自由度。 6．计算图1.15所示机构的自由度。 7．计算图1.16所示机构的自由度。 8．判断图1.17所示各图是否为机构。 9．计算图1.18所示机构的自由度。 10．计算图1.19所示机构的自由度。 机械原理2013—2014学年 大作业 设计题目：四连杆式门座起重机 工作机构设计 姓名：瑞 学号： 20116447 专业班级： 11级铁道车辆一班 指导教师：何俊 2013/11/10 题目介绍、要求以及数据 设计题目：四连杆式门座起重机工作机构设计 一、设计题目简介 四连杆门座起重机 是通用式门座起重机, 广泛应用于港口装卸、 修造船厂、钢铁公司,主 要由钢结构、起升机构、 变幅机构、回转机构、 大车运行机构、吊具装 置（抓斗、简易集装箱 吊具、吊钩）、电气设备 及其它必要的安全和辅助设备组成。通过四连杆控制在吊臂前后运动的时候）起吊节点保持水平高度不变。 二、设计数据与要求 题号起重量 t 工作幅度（米）起升高度（米）工作速度m/min 装机容量 KW L2 L1 H1 H2 起升变幅回转运行 C 10 25 8 15 9 50 50 1.5 25 330 三、设计任务 1、依据设计参数绘出机构运动简图，并进行运动分析，确定实现起 吊点轨迹的机构类型 2、依据提供的设计数据对四连杆起吊机构进行尺度综合，确定满足 使用要求的构件尺寸和运动副位置； 3、用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构 进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。 4、编写说明书，其中应包括设计思路、计算及运动模型建立过程 以及效果分析等。 5、在机械基础实验室应用机构综合实验装置验证设计方案的可行性。 第一章、四连杆式门座起重机的介绍 第一节、四连杆式门座起重机的概述 门座起重机是起重机的一种，是随着港口事业发展起来的。第一次在港口上运用门座式起重机是在1890年将幅度不可变的固定式可旋转臂架型起重机横跨在窄型码头上，这是门座起重机的第一次运用。在第二次世界大战之后港用门座起重机迅速发展，在发展的过程中门座起重机还逐渐应用到作业条件与港口相近的船台和水电站等工作地点。 图1-1 M10－30门座起重机总图 ⒈电缆卷筒；2.转柱；3.门座；4.转台；5.机器房；6.起重量限制器；7. 变幅机构；8.臂架系统；9.防转装置；10.吊钩装置；11.抓斗稳定器；12. 抓斗；13.司机室；14.回转机构；15.起升机构；16.运行机构 第一章绪论 学习要求： 1.明确本课程研究的对象、内容以及在培养机械类高级技术人才全局中的地位、作用和任务. 2.对机械原理的新发展有所了解. 内容提要: 本章讲授的重点是“本课程研究的对象及内容”.在本章的开始,介绍了机器、机构、机械等名词的概念,介绍了机器和机构的用途几区别,并通过实例说明各种机器的主要部分一般都是由各种机构组成的,目的是为了便于介绍本课程研究的对象及内容.在本章的学习中,应始终把注意力集中在了解本课程研究的对象及内容上.此外,对本课程的性质和特点也应有所了解,以便采取合适的学习方法把本课程学好. 机械－人造的用来减轻或替代人类劳动的多件实物的组合体。 原理－机械的组成原理、工作原理、分析和设计原理(方法)等。 任何机械都经历了：简单→复杂的发展过程。 机构－能够用来传递运动和力或改变运动形式的多件实物的组合体。 机器的共有特征： ①人造的实物组合体； ②各部分有确定的相对运动； ③代替或减轻人类劳动完成有用功或实现能量的转换机器的作用. 机器的分类： 原动机－实现能量转换（如内燃机、蒸汽机、电动机） 工作机－完成有用功（如机床等） 工作机的组成： 原动部分－是工作机动力的来源，最常见的是电动机和内燃机。 工作部分－完成预定的动作，位于传动路线的终点。 传动部分－联接原动机和工作部分的中间部分。 控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。 第二章机构的结构分析 学习要求: 1.搞清运动副、运动链、约束和自由度等重要概念. 2.能计算平面机构的自由度并判定其具有确定运动的条件. 3.对于一般由平面机构及简单空间机构(包括蜗轮蜗杆机构、圆锥齿轮机构、万向联轴节等)所组成的机械系统,能正确的画出其机构运动简图并计算其自由度. 4.对平面机构组成的基本原理有所了解. 内容提要: 1.机构的组成 ⑴构件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,而零件是机器制造的单元体. ①实际的构件可以是一个独立运动的零件,也可以是若干个零件固连在一起的一个独立运动的整体; ②构件是机构中的刚性系统,构件中各零件间不能相对运动; ③构件的图形在表达上是用最简单的线条或几何图形来表示. ⑵运动副运动副是由两构件直接接触而组成的可动的连接,是组成机构的又一基本要素.而把两构件上能够参加接触而构成运动副的表面称为运动副元素. 运动副的基本特征为: 机械原理课程设计 任务书 题目：连杆机构设计B4 姓名：戴新吉 班级：机械设计制造及其自动化2011级3班 设计参数 设计要求： 1.用解析法按计算间隔进行设计计算； 2.绘制3号图纸1张，包括： (1)机构运动简图； (2)期望函数与机构实现函数在计算点处的对比表； (3)根据对比表绘制期望函数与机构实现函数的位移对比图； 3.设计说明书一份； 4.要求设计步骤清楚，计算准确。说明书规范。作图要符合国家标。按时独立完成任务。 目录 第1节平面四杆机构设计............................................ 1.1连杆机构设计的基本问题........................................... 1.2作图法设计四杆机构 (3) 1.3作图法设计四杆机构的特点 (3) 1.4解析法设计四杆机构 (3) 1.5解析法设计四杆机构的特点 (3) 第2节设计介绍.................................................... 2.1按预定的两连架杆对应位置设计原理 ................................ 2.2 按期望函数设计.................................................. 第3节连杆机构设计................................................ 3.1连杆机构设计..................................................... 3.2变量和函数与转角之间的比例尺 (8) 3.3确定结点值 (8) 机械原理复习资料 一、填空题 1. 一对正确安装的标准直齿圆柱齿轮传动，为了增大重合度，应把齿轮参数中的齿数增大。 2. 标准渐开线齿轮不发生根切得最少齿数是17 齿。 3. 机构和零件不同，构件是运动的单元，而零件是制造的单元。 4. 用齿条型刀具范成法切制渐开线齿轮时，为使标准齿轮不发生根切，应使刀具的 齿顶线不超过极限啮合点N1。 5. 斜齿轮的标准参数在法面上，圆锥齿轮的标准参数在大端面面上。 6. 机构具有确定运动的条件是机构的自由度应大于零，且机构的原动件数应等于机构的自由度数。 7. 直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两齿轮模数相等，分度圆压力角相等。 8. 三角螺纹主要用于联接，而矩形螺纹主要用于传递运动。 9. 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。 10. 周转轮系由行星轮、行星架、中心架等基本构件组成。 11. 槽轮机构是将主动拨盘的等速回转运动转化为槽轮时动时停的间歇的运动。 12. 铰链四杆机构的三种基本类型是双曲柄机构、曲柄摇杆机构和双摇杆机构。 13. 平面运动副可分为低副和高副两大类。 14. 如果凸轮从动件以等速规律运动，在行程开始和终止位置存在刚性冲击。 15. 行程速比变化系数K= 1 时，没有急回特性。 16. 一对斜齿圆柱齿轮传动，在不改变齿轮的模数和齿数的前提下，可以通过改变螺旋角 的办法改变两齿轮中心距的大小。 17. 机构是由基本杆组、机架和原动件组成的。 18. 从动杆与凸轮轮廓的接触形式有尖子、滚子和平底三种。 19. 在曲柄摇杆机构中，当曲柄和机架两次共线位置时出现最小传动角。 20.凸轮的基圆半径越小，则凸轮机构的压力角越大，而凸轮机构的尺寸越小。 一、判断题 1.构件是机构或机器中独立运动的单元体，也是机械原理研究的对象。( Y ) 2.当其它条件不变时，凸轮的基圆半径越大，则凸轮机构的压力角就越小，机构传力效果越好。( Y ) 3.在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。( Y ) 4.在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构的最小传动角γmin=0o；而取导杆为原动件时，则机构的最小传动角γmin=90o( N ) 5.在蜗杆传动中，蜗杆的升角等于蜗轮的螺旋角，且蜗杆与蜗轮的螺旋线旋向相同。( Y ) 6.斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在法面上。( Y ) 7.与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是可实现各种预期的运动规律。( Y ) 8.在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。( N ) 9、在平面机构中，一个高副引入二个约束。（N ） 10、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。（N） 11、在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。( Y ) 12、机器的等效质量等于组成该机器的各构件质量的总和。( N ) 13．构件是机构或机器中独立运动的单元体，也是机械原理研究的对象。(Y ) 14．机构具有确定相对运动的条件为：其的自由度>0。( N ) 15．机构当出现死点时，对运动传递是不利的，因此应设法避免；而在夹具设计时，却需要利用机构的死点性质。( Y ) 16．渐开线直齿圆锥齿轮的标准参数取在大端上。( Y) 二、填空题 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于原动件独立运动数。 2.同一构件上各点的速度多边形必相似于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用质径积相对地表示。 部讲义，请勿流传 第五讲 平面连杆机构及其设计 连杆机构的传动特点： 1．因为其运动副一般为低副，为面接触，故相同载荷下，两元素压强小，故可承受较大载荷；低副元素便于润滑，不易磨损；低副元素几何形状简单，便于制造。2．当原动件以同样的运动规律运动时，若改变各构件的相对长度，可使从动件得到不同的运动规律。3．利用连杆曲线满足不同的规矩要求。4．增力、扩大行程、实现远距离的传动（主要指多杆机构）。 缺点： 1．较长的运动链，使各构件的尺寸误差和运动副中的间隙产生较大的积累误差，同时机械效率也降低。2．会产生系统惯性力，一般的平衡方法难以消除，会增加机构动载荷，不适于高速传动。 平面四杆机构的类型和应用 一、平面四杆机构的基本型式 1．曲柄摇杆机构2．双曲柄机构 3．双摇杆机构 二、平面四杆机构的演化型式 1．改变构件的形状和运动尺寸 曲柄摇杆机构 -----曲柄滑块机构 2．改变运动副的尺寸 偏心轮机构可认为是将曲柄滑块机构中的转动副的半径扩大，使之超过曲柄的长度演化而成的。 3．选用不同的构件为机架 （a ） 曲柄滑块机构 （b ）AB ①以最短构件的相邻两构件中任一构件为机架时，则最短杆为曲柄，而与机架相连的另一构件为摇杆，即该机构为曲柄摇杆机构。 ②以最短构件为机架，则其相邻两构件为曲柄，即该机构为双曲柄机构。 ③以最短构件的对边为机架，则无曲柄存在，即该机构为双摇杆机构。 3.不满足杆长条件的机构为双摇杆机构。 注：曲柄滑块机构有曲柄的条件：a + e ≤ b 导杆机构：a < b时，转动导杆机构； a > b时，摆动导杆机构。 例题： 八、（13分）已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩r M 如图所 示，等效驱动力矩d M 为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：rad/s 200max =ω及rad/s 180min =ω。试求： (1)等效驱动力矩M d 的大小； (2)运转的速度不均匀系数δ； (3)当要求δ在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时， 应 装在等效构件上的飞轮的转动惯量J F 。 八、13分。(1)3分；(2)3分；(3)3分；(4)4分 (1)22d r 00d d M M π π φφ=?? ∴d 171000100212.5244M πππ??= ?+?= ??? N ?m (2)()()1901802002121min max m =+=+= ωωω rad/s δωωω=-=-=max min m .200180190 0105 (3)()max 7212.5100618.501054W π?=-= J (4)J W F max m 2 ...==?=?ωδ6185190005 034272 kg ?m 2 八、（13分）一机械系统，当取其主轴为等效构件时，在一个稳定运动循环中， 如图所示。已知等效驱动力矩为常数，机械主轴的平均转速为其等效阻力矩M r 1000r/min。若不计 其余构件的转动惯量，试问： =? 的 (1)当要求运转的速度不均匀系数δ≤005 .时，应在主轴上安装一个J F 飞轮； (2)如不计摩擦损失，驱动此机器的原动机需要多大的功率N(kW ) ? 八、总分：13分。(1)(a)3分；(b)3分；(c)4分；(2)3分 (1)一稳定运动周期中驱动功和阻力功相等，所以 (a) d 5510260233M ππππ???+-?=? ??? M d ..=183 J (b) .518.31043.6333π???-= ??? J =?W max ωm .= ?=2100060 1047198π rad/s (c)J W F max m 2....==?=?ωδ 436331047198005007962 kg ?m 2 (2) N M ==?=d m . /../.ω100018310471981000192k W重庆大学机械原理结构分析习题3第二章 平面机构的结构分析
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