机械原理专业课程练习题

机械原理专业课程练习题第2章机构的结构分析基本要求：（1）掌握构件、运动副、约束、自由度及运动链等概念（2）能正确计算平面机构的自由度并能指出复合铰链、局部自由度和虚约束，能判断其是否具有确定的运动。

计算下列机构自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度或虚约束。

2-1 2-22-3 2-42-5 2-6 2-72-8）2-9）2-10）2- 11）2-12 2-13 2-14 2-152-16）2-17 2-18 2-19 2-20第3章平面机构的运动分析基本要求：1）正确理解速度瞬心的概念，并能运用三心定理确定一般平面机构各瞬心的位置，利用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析2）能利用矢量方程图解法对一般平面机构进行运动分析3-1 试求图示各机构在图示位置时的全部瞬心的位置。

（g）(h)3-2 图示机构的位置，已知原动件AB以等角速度转动，用瞬心法或矢量方程图解法求构件3的角速度要求：（1）利用瞬心法要求在图上标出全部速度瞬心，写出ω3的表达式；（2）利用矢量方程图解法要求以任意比例尺作出机构的速度图，写出作图的矢量方程及ω3的表达式。

(a) (b)(c) (d) (f) (g)3-3如图所示的高副机构中，设已知机构的尺寸及原动件1以匀角速度逆时针方向转动，1试确定机构的全部瞬心位置，并用瞬心法求构件3 的移动速度v。

33-4图示机构，L AB＝50mm，L BC＝60mm，L CD＝60mm，LAD＝100mm，ω1＝30rad/s，（1）求机构的所有瞬心（2）用瞬心法求杆BC中E的速度大小和方向。

第4章平面机构的力分析基本要求能对几种运动副中的摩擦力、总反力进行分析4-1 图示曲柄滑块机构中，设已知机构尺寸，图中虚线圆为摩擦圆，滑块与导路的摩擦角为φ，驱动力为F，阻力矩为M，试在下列各机构位置简图中画出各运动副中反力方向（必须注明力矢量的脚标）（d）4-2 图示曲柄滑块机构，曲柄1受驱动力偶M d作用，克服滑块3上所受的工作阻力F r，使该机构运转。

在转动副A、B和C处虚线下画的小圆为摩擦圆。

设不考虑各构件的重量与惯性力，试确定各运动副反力的方向。

4-3 图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1 沿逆时针方向回转，F 为作用在推杆2 上的外载荷，试在图上标出各运动副中总反力（R31,R12 及R32）的方位（图中各构件的重量及惯性力略去不计，虚线小圆为摩擦圆，运动副B处的摩擦角已知）4-4 图示摆动凸轮机构中，已知作用于摆杆3上的外载荷Q，试在图上标出各运动副中总反力（R31,R12 及R32）的方位（图中各构件的重量及惯性力略去不计，虚线小圆为摩擦圆，运动副B处的摩擦角已知）4-5 在图示机构中，已知驱动力为F，工作阻力矩为Mr，若不计各构件的重量及惯性力，试在机构图中画出各构件的受力。

图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ。

4-6 在图示机构中，已知原动件1 在驱动力矩M d 的作用下等速转动，ω1 如图所示。

作用在从动件2 上的生产阻力为Q，图中虚线圆为摩擦圆，运动副C 的摩擦角为φ。

试在图上画出各运动副反力（注明脚标），写出构件2 的力平衡方程式，并画出力矢量多边形。

4-7 图示一锁紧机构，已知图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为φ在P力作用下工作面上产生夹紧力Q，试画出此时各运动副中的总反力作用线位置和方向（不考虑各构件的质量和转动惯量）4-8 已知各构件的尺寸、机构的位置、各运动副的摩擦系数及摩擦圆半径，M1为驱动力矩，Q为阻力，试在图中画出各运动副反力的方向和作用线4-9 图示铰链机构中，各铰链处虚线圆为摩擦圆，M d为驱动力矩，M r为生产阻力矩，试在图上画出各运动副反力的方向和作用线。

4-10图示凸轮连杆组合机构运动简图，凸轮为原动件，滑块上作用有工作阻力Q，各转动副处的摩擦圆及滑动摩擦角如图所示，试在图上画出各运动副反力方向和作用线。

4-11 图示的机构运动简图中，已知生产阻力Q，各转动副的摩擦圆及滑动摩擦角已示图中，试在图中画出各运动副反力的作用线及方向。

4-12图示的机构运动简图中，已知P为驱动力，生产阻力Q，各转动副的摩擦圆及滑动摩擦角已示图中，试在图中画出各运动副反力的作用线及方向。

4-13图示的机构运动简图中，已知生产阻力Q，各转动副的摩擦圆及滑动摩擦角已示图中，试在图中画出各运动副反力的作用线及方向。

4-14 图示铰链机构中，各铰链处虚线圆为摩擦圆，M d 为驱动力矩，F r 为生产阻力矩，试在图上画出各运动副反力的方向和作用线。

321222ω1Q4-15图示双滑块机构中，滑块1在驱动力P作用下等速运动，各构件重量不计。

试作图标出各运动副中的反力的方向，并对构件1、3列出力平衡方程且作出相应的力多边形。

（摩擦角、摩擦圆如图示）第八章 平面连杆机构及其设计8-1 在飞机起落架所用铰链四杆机构ABCD 中，已知连杆的两位置如图所示，比列尺为μl ，要求连杆B 2C 2为死点位置上，连架杆CD 的的转角为900。

试设计此铰链四杆机构AB l 、CD l 、AD l （作图在题图上进行）。

8-2设计一铰链四杆机构，已知连杆BC 经过图示两个给定位置B 1C 1、B 2C 2，要求：连架杆AB从AB 1到AB 2位置时恰好转过90°；机构在第二位置时传动角γ=30°，试用作图法求解固定铰链A 、D 位置。

8-3所示为造型机工作台翻转机构翻台的两个位置Ⅰ、Ⅱ。

设翻台固联在连杆BC 上，若已知连杆长500=BC l mm ，500=CK l mm ，并要求其固定铰链A 、D 的安装位置与x 轴平行，且AD=BC ，试设计此铰链四杆机构。

8-4所示为一利用死点位置的焊接夹紧装置。

按图中箭头方向转动手柄F ，则CD 杆随之转动，而使其上的压板E 向工件压去。

问机构转到什么位置时，压板把工件压紧在工作台上，当松开手柄后，机构不致由于压紧力的反作用而反转，使被压紧的工件松开。

试用作图法求出上述压紧工件时的机构位置。

已知机构各杆长是： 110=AB l mm ，45=BC l mm ，90=CD l mm ，50=AD l mm 。

8-5碎矿机用曲柄摇杆机构如图所示，已知摇杆长为500mm ，摆角045=φ，其中左极限位置为垂直，铰链A 、D 同在水平线上，行程速度变化系数5.1=K ，试用图解法确定机架AD 、曲柄AB 及连杆BC 的长度。

（保留作图线）8-6 如图所示，已知摇杆两极限位置从C 1D 与C 2D,长度L CD ＝150mm(图中μl ＝0.005m/mm) 行程速比系数k=1.5，另一固定铰链在机架标线DE上，试用作图法设计该铰链四杆机构。

8-7 曲柄摇杆机构机架d＝38 mm，摇杆长c＝45 mm，其摆角ψ＝50°，试确定曲柄长a 和连杆长b。

8-8有一曲柄摇杆机构，机架位于水平线上。

已知其摇杆长L CD＝420 mm，摆角ψ＝90o。

，摇杆在两极限与机架所成的夹角各为60o和30o，机构的行程速比系数K＝1.5，设计此四杆机构。

求出曲柄长度a和连杆长度b。

8-9图解设计一曲柄摇杆机构，求曲柄和连杆的长度、已知摇杆的长度L CD =100mm,其极限位置之间夹角ψ=<C 1C 2D ＝60o ，行程速比系数K ＝1.4，且要求AD 平行与C 1C 2。

8-10设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆长度mm l 803=，摆角040=ϕ，摇杆的行程速比系数为1=K ，且要求摇杆CD 的一个极限位置与机架间的夹角090=∠CDA ，试用图解法确定其余三杆的长度。

8-11设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD 的行程速比系数K=1，摇杆的长度l CD =150mm ，摇杆的极限位置与机架所成的角度ϕ=30°和ϕ”=90°。

求曲柄l AB 、连杆l BC 及机架l AD 的长度。

8-12试设计所示的脚踏轧棉机上的曲柄摇杆机构。

要求踏板CD 在水平位置上下各摆10°，l CD ＝500 mm ，l AD ＝1000 mm ，用几何作图法求曲柄l AB 和连杆l BC 的长度。

8-14参看附图设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD 的长度为75mm,行程速比系数K=1.5，机架AD的长度为100mm,又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为45度,试求曲柄AB的长度和连杆BC的长度（有两组解）。

8-15牛头刨床的摆动导杆机构如图所示，已知机架mm l AB 400=，行程速比系数65.1=K ，试用作图法设计此机构。

8-16 设计一摆动导杆机构，已知机架长度为100mm ，行程速比系数K=1.4，求曲柄长度。

8-17 图（a ）所示为一牛头刨床的示意图。

已知l AB=75mm ，l DE=100mm ，行程速比系数K =2，刨头5 的行程H =300mm 。

要求在整个行程中，刨头5 有较小的压力角，试设计此机构。

8-18设计一曲柄滑块机构，如图所示，已知滑块的行程H=50mm，行程速比系数K=1.5，偏距e=20mm。

8-19设计一偏心曲柄滑块机构，已知滑块的行程H=67mm，偏心距e=40mm，要求行程速比系数K=1.4。

8-20 一滑块C沿mm移动，其行程S＝50mm，曲柄AB逆时针绕固定铰链A旋转，且A 位于nn线上，已知行程速比系数K＝1.4，作图求曲柄与连杆长。

mmn n8-21设计一偏置曲柄滑块机构，已知行程速比系数K=1.4，滑块的冲程S=60mm ，连杆与曲柄长度之比λ=3，求曲柄、连杆及偏距e 之长。

8-22参考图示设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数5.1=K ，滑块行程mm H 50=，导路偏距mm e 20=，求曲柄长度AB l 和连杆长度BC l 。