华北理工大学2016年机械原理冯立艳主编第二至七章期末复习习题
2016年华北理工大学机械原理课程设计任务书
华北理工大学《机械原理》课程设计任务书题目一 压床的设计与分析一、设计题目压床是应用广泛的锻压设备，图1所示为某压床的示意图，其中六杆机构ABCDEF 为其执行机构。
图中电动机经带传动，带动二级圆柱齿轮减速器（Z 1—Z 2、Z 3—Z 4）将转速降低，然后带动曲柄1转动，再经六杆机构使滑块5上下往复运动，实现冲压。
在曲柄轴A 上装有飞轮（未画出）。
在曲柄轴的另一端装有油泵凸轮，驱动油泵向连杆机构的各运动副供油。
工作条件：连续单向运转，工作时有轻微冲击，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作。
图1 压床机构二、设计数据表1 已知数据 题 号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 连杆机构的设计及运动分析h 1(mm) 50 60 70 52 50 48 47 46 49 45 h 2(mm) 220 200 310 110 112115 118 120 122 1253ψ'=60°，3ψ''=120°，/CE CD l l =0.5，/EF DE l l =0.25, min 60γ=，确定偏距滑块行程H (mm) 150 180 210 190 160 165 170 175 180 185曲柄转速n 1 (r/min) 100 90 120 95 110 115 105 125 120 110力分析及飞轮转动惯量的确定工作阻力max r F (N)4000 7000 11000 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000BC 杆质量2m (kg)6060 82 70 72 84 76 78 76 82 DE 杆质量3m (kg)40 40 42 40 42 44 46 48 46 42滑块质量5m (kg)30 55 80 30 50 60 45 55 65 50曲柄AB 转动惯量1S J (kg·m 2) 0.82 0.64 1.35 0.8 0.7 1.0 0.9 0.78 0.75 0.85BC 杆的转动惯量2S J (kg·m 2) 0.180.20 0.30 0.25 0.35 0.18 0.20 0.30 0.25 0.35许用不均匀系数[]δ 0.1 0.11 0.12 0.1 0.11 0.12 0.1 0.11 0.12 0.09 凸轮 机构 设计从动件行程h 1718191615 1718191615偏距e 10许用压力角 ][α 30° 32° 34° 35° 30° 32° 34° 35° 30° 32° 推程运动角 0δ55° 60° 65° 60° 55° 60° 65° 60° 70° 60° 远休止角 s δ 25° 30° 35° 25° 30° 35° 25° 30° 35° 30° 回程运动角 0δ' 85°80°75°85°80°75°85°80°75°74°推程运动规律余弦 等加速等减速正弦 余弦 等加速等减速 正弦 余弦 等加速等减速正弦 正弦回程运动规律正弦 余弦 等加速等减速 正弦 余弦 等加速等减速 正弦 余弦 等加速等减速正弦注：构件2、3的质心均在各杆的中点处，滑块5的质心在滑块的中心，曲柄AB 的质心在A 点，不计其余构件的质量及转动惯量。
华北理工大学2016年机械设计基础李建功主编期末复习题
华北理工大学2016年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）第1章绪论习题1绘制如图所示的颚式破碎机的机构运动简图。
习题1 习题1答案习题2绘制如图所示的偏心轮传动机构的机构运动简图。
习题2 习题2答案习题3通过自由度计算判断图示运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件）。
如果不满足有确定运动的条件，请提出修改意见并画出运动简图。
习题3 习题3答案华北理工大学2016年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）习题3答案：计算自由度：n=4, PL=6, PH=0, F=3n-2PL-PH=3³4-2³6-1³0=0，运动链不能动。
修改参考方案如图所示。
习题4计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束）。
最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件），为什么？习题4习题4答案：没有复合铰链、局部自由度、虚约束。
n=4, PL=5, PH=1F=3n-2PL-PH=3³4-2³5-1=1。
运动链有确定运动，因为原动件数 = 自由度数。
习题5计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束）。
最后判断该运动链是否有确定运动（图中箭头所示构件为原动件），为什么？习题5习题5答案：F处为复合铰链，因为有3个构件在此处组成成转动副，所以应算2个转动副。
B处为局部自由度，假设将滚子同构件CB固结。
移动副M、N中有一个为虚约束，属于两构件在多处组成运动副。
华北理工大学2016年机械设计基础李建功主编期末复习题（含答案）n=7, PL=9, PH=1,F=3n-2PL-PH=3³7-2³9-1=2。
运动链没有确定运动，因为原动件数 < 自由度数。
习题6计算图示运动链的自由度，并指出其中是否有复合铰链、局部自由度、虚约束（应说明属于哪一类虚约束）。
《机械原理》课程-习题集及作业问题讲评(130226提供学生用)
解答:杨福威同学3月24日邮件的问题
C2
C1
E1
H
C1 E2
E1
A
B1
C2
D
A B2
B1
F1 F2
D
F2
作业问题讲评
5-8 如题图5-8所示，设计一铰链四杆机构，已知两连架杆的
三组对应位置是：φ1=120°，ψ1=105°；φ2=90°， ψ2=85°；φ3=60°，ψ3=65°。且lAB=20mm，lAD=50mm。
aCt B的方向线
(vB )
vCB的方向线
b
(vCB )
aCt = aB + aCn（B 方向如图所示），aCt B = 0
Theory of Machines and Mechanisms
作业问题讲评
3-8 题图3-8所示机构运动简图，比例尺为μl=0.001m/mm，
原动件1的角速度 ω1=10rad/s，方向顺时针；角加速度
α1=100rad/s，方向为逆时针。试求构件3的速度v3和加速度
a2。
列速度矢量方程
b1
vB2=vB1+vB2B1
B1、B2、B3
√√ √
？√ ？
p
b2
vB2=μv pb2 方向：p→b2
列加速度矢量方程b’2
π
aKB2B1
ω1
vB2B1
aB2=anB1+atB1+aKB2B1+arB2B1
√√ √ √
《机械原理》
——习题集及作业问题讲评—— 丁洪生
北京理工大学机械与车辆学院 二零一三年二月
第二章 平面机构的结构分析
2-1 抄画题图2-1所示机构简图并计算自由度
华北理工大学机械原理复习资料资料
9．采用范成法加工正变位齿轮时，应使齿条刀具中线（分度线）与轮坯 分度圆（ ） A.相切 B.相割 C.相离 10．两渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，啮合角恒等于（ ）上的压力角。 A.基圆 B.分度圆 C.节圆 D.齿顶圆 11．设计对心尖顶推杆盘形凸轮机构时，发现其推程压力角超过许用值， 可采用（ ）的措施来解决。 A.增大基圆半径 B.改用滚子推杆 C.改变凸轮转向 D.改为偏置 直动推杆 12．机构中只有一个（ ） A．原动件 B. 从动件 C. 机架 D. 杆组 13．某平面机构共有5个低副，1个高副，机构的自由度为1，则该机构具 有（ ）个活动构件。 A、3 B、 4 C、 5 D、 6
答案：1（错），2（错），3（错），4（错），5（对）,6(错）, 7(错）， 8(错）.
二、填空题
1、渐开线上各处的压力角 等。渐开线上各点的曲率半径 等。 2、m=4mm，=20的一对正常齿制标准直齿圆柱齿轮，正确（标准）安 装时顶隙等于 ，侧隙等于 。当中心距加大0.5mm时，顶隙等于 ， 侧隙 零。 3、正变位齿轮与标准齿轮比较，其齿顶高 ，齿根高 ，基 圆 ，分度圆齿厚 ，分度圆齿槽宽 。 4、斜齿轮的不发生根切的最少齿数 17。 5、齿轮的切削加工方法按其切齿原理可分为 和 两种。
解：（1）该四杆机构无急回特性，因为行程速比变化系数K=1 ， （2）作图如下。得 l1 15mm l2 45mm 因为15+51.96<45+30，而且以最短杆AB的邻边为机架，故满足曲柄存在条件。 （3）全部瞬心共6个，如图。 因为C点是 p24 ，为绝对瞬心，故速度 vc 0
华北理工大学理论力学复习题习题(含答案)
理论力学复习题第一题，判断题（每题2分，共20分）正确的在括号内打√，错误的打× 1．如果一物体受两个力作用保持平衡时，这两个力一定是大小相等、方向相反，作用线在同一直线上。
（ √ ） 2．约束反力的方向总是与该约束所能限制的运动方向相同。
（ × ） 3．柔索约束的约束力沿着柔索的轴线方向，指向物体。
（ × ） 4．若两个力的力矢量相等，12F F =，则两个力等效。
（ × ） 5．力偶对刚体的作用无法用一个力来代替，力偶同力一样，是组成力系的基本元素。
力偶的三要素为力偶矩矢的大小、方向、作用点。
（ × ） 6．平面任意力系，只要主矢0R F ≠，最后必可简化为一合力。
（ √ ） 7．已知重物与斜面之间的静滑动摩擦系数f =0.38 ,如图所示，则重物在斜面上能够自锁。
（ × ）F F题一-7图 题一-8图 8．根据力的可传性原理，可以将构架ABC 上的作用在AB 杆的力F 移至AC 杆图示位置，并不改变力对构架ABC 的作用效应。
（ × ） 9．空间中三个力构成一平衡力系，此三力必共面。
（ √ ） 10．空间平行力系不可能简化为力螺旋。
（ √ ） 11．在某瞬时一动点的法向加速度等于零，而其切向加速度不等于零，则该点一定做直线运动。
（ √ ） 12．刚体平面运动可分解为随基点的平动与绕基点的转动，所以刚体平动和定轴转动都是刚体平面运动的特殊形式。
（ √ ） 13．当牵连运动为平动时，相对加速度等于相对速度对时间的一阶导数。
（ √ ） 14．设A 为平面运动刚体上的任意一点，I 为刚体在某时刻的速度瞬心，则点A 的运动轨迹在此处的曲率半径等于A ，I 之间的距离。
（ √ ） 15．刚体作平面运动时，若某瞬时其上有二点加速度相同，则此瞬时刚体上各点的速度都相同。
（ × ） 16．从高度h 处以相同的初速0v ，但以不同的角速度发射物体，当物体落到地面时，其动能不同。
机械原理试卷及答案2套-7页文档资料
机械原理（课程名）期末考试试卷(A 卷) （闭卷）一、填空选择题（共18分）1、(2分)对于绕固定轴回转的构件，可以采用 的方法使构件上所有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。
2、(2分)渐开线圆锥齿轮的齿廓曲线是 ，设计时用 上的渐开线来近似地代替它。
3、(2分)斜齿圆柱齿轮的重合度将随着 和 的增大而增大。
4、（4分）在图示a 、b 、c 三根曲轴中，已知44332211r m r m r m r m ===，在并作轴向等间隔布置，且都在曲轴的同一含轴平面内，则其中 轴已达静平衡， 轴已达动平衡。
5、（2分）反 行 程 自 锁 的 机 构， 其正 行 程 效 率 ， 反 行 程 效 率 。
A) η＞;1 B) η=1; C) 01＜＜;η D) η≤0; 6、 (3分)图 示 轴 颈1 在 驱 动 力 矩d M 作 用 下 等 速 运 转，Q 为 载 荷， 图 中 半 径 为ρ的 细 线 圆 为 摩 擦 圆，则 轴 承2作 用 到 轴 颈1 上 的 全 反 力21R 应 是 图 中 所 示 的 作 用 线。
1) A ； 2) B ； 3) C ； 4) D ； 5) E。
b图蜗杆的螺旋方向为。
(请将所有答案写在答题纸上)二、（10分）试求图示机构的自由度，进行高副低代和结构分析，并判别机构级别。
三、（10分）图示为一铰链四杆机构的运动简图、速度多边形和加速度多边形。
要求：(1)根据两个矢量多边形所示的矢量关系，标出多边形各杆所代表的矢量，并列出相应的矢量方程；(2)求出构件2上速度为零的点以及加速度为零的点。
四、（12分）在图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度25=AB l mm ，55=BC l mm ，40=CD l mm ，50=AD l mm 。
（1）问该机构是否有曲柄，如有，指明哪个构件是曲柄；（2）该机构是否有摇杆，如有，用作图法求出摇杆的摆角范围；（3）以AB 杆为主动件时，该机构有无急回性？用作图法求出其极位夹角θ，并计算行程速度变化系数K ；（4）以AB 杆为主动件，确定机构的m a x α和min γ。
机械原理习题参考答案
习题参考答案第二章 机构的结构分析2-2 图2-38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。
43512解答：原机构自由度F=3⨯3- 2 ⨯4-1 = 0，不合理 ，2-3 图2-39所示为一小型压力机，其中，1为滚子；2为摆杆；3为滑块；4为滑杆；5为齿轮及凸轮；6为连杆；7为齿轮及偏心轮；8为机架；9为压头。
试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。
O齿轮及偏心轮ωA齿轮及凸轮BEFDC压头机架连杆滑杆滑块摆杆滚子解答：n=7; P l =9; P h =2，F=3⨯7-2 ⨯9-2 = 12-6 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。
解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3⨯7-2 ⨯9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束 b) n=5; P l =6; P h =2，F=3⨯5-2 ⨯6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束b)a)A EMDFELKJIFBCCDBA2-7 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。
BDCA(a)CDBA(b)解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3⨯4-2 ⨯5-1=1 A 处存在复合铰链b) n=6; P l =7; P h =3，F=3⨯6-2 ⨯7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链2-8 试计算图2-44所示刹车机构的自由度。
并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。
解答：① 当未刹车时，F=3⨯6-2 ⨯8=2② 在刹车瞬时，F=3⨯5-2⨯7=1，此时构件EFG 和车轮接触成为一体，位置保持不变，可看作为机架。
③ 完全刹死以后，F=3⨯4-2⨯6=0，此时构件EFG 、HIJ 和车轮接触成为一体，位置保持不变，可看I F EHJOGCAB D作为机架。
华北理工大学机械原理复习机械原理组成及结构分析
轮系
则机构的自由度 F 3n 2PL PH 3 3 2 3 2 1
转动副 移动副 高副
常用运动副的代表符号（表2-1）
两副构件
（二）构件的表示方法 (表2-2）
三副构件
特殊构件
凸轮、滚子要画出全部轮廓 一对相互啮合的齿轮：用点划线或细实线画出两个齿轮的节圆
（三）常用机构运动简图的图形符号（表2-3 ）
（四）机构运动简图的绘制方法及步骤
（1）搞清机械的构造及运动情况，沿着运动传递路线，查明 组成机构的构件数目、运动副的类别及其位置；
两个移动副
多个转动副
公法线重合的高副
公法线不重合的高副
注意：若两构件在多处接触而构成平面高副，但各接触点处的公法线方 向并不彼此重合，则为复合高副。
3. 对称结构 在机构中，当多组完全相同的结构传递运动时，只有一组起作用，
其余为虚约束。
右图示轮系就属于这种情况。
从机构运动传递来看，仅有一个齿轮就可以了，而 另一个齿轮并不影响机构的运动传递，故带入了虚约 束。
第二章 机构的组成原理和结构分析
§2-1 机构的组成要素 §2-2 平面机构运动简图 §2-3 平面机构的自由度 §2-4 平面机构中的高副低代 §2-5 平面机构的组成原理和结构分析
§2-1 机构的组成要素
构件和运动副是组成机构的两个基本要素。 一、构件
构件是机器中的各独立运动单元体。 机构的构件分为：
（2）选定视图平面； （3）选适当比例尺，作出各运动副的相对位置，再画出各运 动副和机构的符号，最后用简单线条连接，即得机构运动简图。 例1. 绘制活塞泵的机构运动简图
例2. 内燃机的机构运动简图
作业：P27 习题2-1,2-2