《机械原理》复习资料-基础部分

第一章绪论选择填空1、机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间 B 产生任何相对运动。

A、可以B、不能2、构件是组成机器的 B 。

A、制造单位B、独立运动单元C、原动件D、从动件简答题1、什么是机构、机器和机械？机构：在运动链中，其中一个件为固定件（机架），一个或几个构件为原动件，其余构件具有确定的相对运动的运动链称为机构。

机器：能代替或减轻人类的体力劳动或转化机械能的机构的组合。

机械：机器和机构的总称。

2、机器有什么特征？（1）经过人们精心设计的实物组合体。

（2）各部分之间具有确定的相对运动。

（3）能代替或减轻人的体力劳动，转换机械能。

3、机构有什么特征？（1）经过人们精心设计的实物组合体。

（2）各部分之间具有确定的相对运动。

4、什么是构件和零件？构件：是运动的单元，它可以是一个零件也可以是几个零件的刚性组合。

零件：是制造的单元，加工制造不可再分的个体。

第二章平面机构的结构分析判断题1、具有局部自由度的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度。

（√）2、具有虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去虚约束。

（√）3、虚约束对运动不起作用，也不能增加构件的刚性。

（×）4、六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。

（×）选择填空1、原动件的自由度应为 B 。

A、0B、1C、22、机构具有确定运动的条件是 B 。

A、自由度>0B、自由度＝原动件数C、自由度>13、由K个构件汇交而成的复合铰链应具有 A 个转动副。

A、K－1B、KC、K＋14、一个作平面运动的自由构件有 B 个自由度。

A、1B、3C、65、通过点、线接触构成的平面运动副称为 C 。

A、转动副B、移动副C、高副6、通过面接触构成的平面运动副称为 A 。

A、低副B、高副C、移动副7、平面运动副的最大约束数是 B 。

A、1B、2C、38、原动件数少于机构自由度时，机构将 B 。

A、具有确定的相对运动B、无规则地乱动C、遭到破坏。

填空题1、使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副。

2、平面机构中的低副有移动副和回转副两种。

3、机构中的构件可分为三类：原动件、从动件和机架。

4、在平面机构中若引入一个高副将引入 1 个约束。

5、在平面机构中若引入一个低副将引入 2 个约束。

6、平面运动副按组成运动副两构件的接触特性，分为低副和高副两类。

其中两构件间为面接触的运动副称为低副；两构件间为点接触或线接触的运动副称为高副。

7、在平面机构中构件数、约束数与机构自由度的关系是 F=3n-2PL -Ph。

8、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数。

简答题1、什么是平面机构？组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面上运动。

2、什么是运动副？平面运动副分几类，各类都有哪些运动副？其约束等于几个？运动副：两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接叫运动副。

平面运动副分两类：（1）平面低副（面接触）包括：转动副、移动副，其约束为 2。

（2）平面高副（点、线接触）包括：滚子、凸轮、齿轮副等，约束为 1。

3、什么是运动链，分几种？若干个构件用运动副联接组成的系统。

分开式链和闭式链。

4、什么是机架、原动件和从动件？机架：支承活动构件运动的固定构件。

原动件：运动规律给定的构件。

从动件：随原动件运动，并且具有确定运动的构件。

5、机构具有确定运动的条件是什么？什么是机构自由度？条件：原动件的数目等于机构的自由度数。

机构自由度：机构具有确定运动时所需要的独立运动参数的数目。

6、平面机构自由度的计算式是怎样表达的？其中符号代表什么？F ＝3n- 2PL -PH其中：n----活动构件的数目，PL ----低副的数目，PH----高副的数目。

7、在应用平面机构自由度计算公式时应注意些什么？应注意复合铰链、局部自由度、虚约束。

8、什么是复合铰链、局部自由度和虚约束，在计算机构自由度时应如何处理？复合铰链：多个构件在同一轴线上组成转动副，计算时，转动副数目为m-1个。

局部自由度：与整个机构运动无关的自由度，计算时将滚子与其组成转动副的构件假想的焊在一起，预先排除局都自由度。

虚约束：不起独立限制作用的约束，计算时除去不计。

9、什么是机构运动简图，有什么用途？抛开构件的外形和断面尺寸，用简单的线条和运动副的符号，按比例尺画出构件的运动学尺寸，用来表达机构运动传递情况的图形。

用途：对机构进行结构分析、运动分析和力分析。

分析计算1. F、G处存在虚约束，C处存在复合铰链，B处存在局部自由度。

A处应当增加一个滑块。

错误!未找到引用源。

2.A处存在局部自由度错误!未找到引用源。

3.E、H处存在虚约束，F处存在局部自由度错误!未找到引用源。

4.5.6.错误!未找到引用源。

7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.绘制机构的运动简图1. 如题图2-1所示为一小型冲床，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。

（a）（b）题图2-1解：1)分析该小型冲床由菱形构件1、滑块2、拨叉3和圆盘4、连杆5、冲头6等构件组成，其中菱形构件1为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与滑块2联接，滑块2与拨叉3构成移动副，拨叉3与圆盘4固定在一起为同一个构件且绕C轴转动，圆盘通过铰链与连杆5联接，连杆带动冲头6做往复运动实现冲裁运动。

2)绘制机构运动简图选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。

3)自由度计算其中n=5，P L=7, P H=0,F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1故该机构具有确定的运动。

2. 如题图2-2所示为一齿轮齿条式活塞泵，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。

（a）（b）题图2-2解：1)分析该活塞泵由飞轮曲柄1、连杆2、扇形齿轮3、齿条活塞4等构件组成，其中飞轮曲柄1为原动件，绕固定点A作定轴转动，通过铰链B与连杆2联接，连杆2通过铰链与扇形齿轮3联接，扇形齿轮3通过高副接触驱动齿条活塞4作往复运动，活塞与机架之间构成移动副。

2) 绘制机构运动简图选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b）所示。

3)自由度计算其中 n=4，P L =5, P H =1F=3n-2P L -P H =3×4-2×5-1=1故该机构具有确定的运动。

3. 如图2-3所示为一简易冲床的初步设计方案，设计者的意图是电动机通过一级齿轮1和2减速后带动凸轮3旋转，然后通过摆杆4带动冲头实现上下往复冲压运动。

试根据机构自由度分析该方案的合理性，并提出修改后的新方案。

题图2-3解：1)分析2)绘制其机构运动简图(图2-3 b)选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b ）所示。

3)计算机构自由度并分析其是否能实现设计意图由图b 可知，45200l h n p p p F ''===== 故3(2)34(2520)00l h F n p p p F ''=-+--=⨯-⨯+--=因此，此简易冲床根本不能运动，需增加机构的自由度。

4)提出两种修改方案为了使机构能运动，应增加机构的自由度。

方法可以是：在机构的适当位置，增加一个活动构件和一个低副，或者用一个高副去代替一个低副，其修改方案很多，图c 图d 给出其中的两种方案。

新方案中：562l h n p p ===新方案的机构自由度：35(262)1F =⨯-⨯+=改进后的方案具有确定的运动。

4 如题图2-4所示为一小型压力机，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。

（a ） （b ）题图2-4解：1)分析该压力机由齿轮1、偏心轮1’、连杆2、导杆3、叉形连杆4、齿轮5、滚子6、滑块7、冲头8所组成，其中齿轮1与偏心轮1’固定连接组成一个构件，且为原动件，偏心轮1’与连杆2通过转动副联接，连杆通过铰链推动导杆移动，导杆的另外一端与连杆4构成转动副，连杆4的中部有一个滚子6，齿轮5的端面加工有一个凹槽，形成一个端面槽形凸轮，滚子6嵌入凸轮槽中，叉形连杆4另外一端与滑块7构成移动副，滑块7通过铰链与冲头联接，驱动冲头滑块作往复上下冲压运动。

2)作机构运动简图选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b ）所示。

3)计算该机构的自由度810201(D )l h n p p p F ''=====处滚子的转动3(2)38(21020)11l h F n p p p F ''=-+--=⨯-⨯+--=故该机构具有确定的运动。

5 如题图2-5所示为一人体义腿膝关节机构，若以胫骨1为机架，试绘制其机构运动简图，并计算机构自由度。

（a ） （b ）题图2-5解：1)分析该机构所有构件均为杆状，且都是通过转动副相联接，2)绘制机构运动简图选定比例尺后绘制机构运动简图如图（b ）所示。

3)计算自由度57000l h n p p p F ''=====3(2)35271l h F n p p p F ''=-+--=⨯-⨯= 故该机构具有确定的运动。

6 计算图2-6所示压榨机机的机构自由度。

（a ） （b ）题图2-6解：该机构中存在结构对称部分，构件4、5、6和构件8、9、10。

如果去掉一个对称部分，机构仍能够正常工作，故可将构件8、9、10上转动副G 、H 、I 、D 处带来约束视为虚约束；构件7与构件11在左右两边同时形成导路平行的移动副，只有其中一个起作用，另一个是虚约束；构件4、5、6在E 点处形成复合铰链。

机构中没有局部自由度和高副。

去掉机构中的虚约束，则得到图(b)中实线所示的八杆机构，其中活动构件数为7=n ，机构中低副数10=l P ，于是求得机构的自由度为：11027323=⨯-⨯=--=h l P P n F故该机构具有确定的运动。

第三章 平面机构的运动分析1、平面机构运动分析的内容、目的和方法是什么？内容：确定构件的角位移、角速度、角加速度以及构件上点的轨迹、位移、速度、加速度。

目的：改造现有机械的性能，设计新机械。

方法：图解法、解析法、实验法。

第四章 平面机构的力分析判断题1、在机械中，因构件作变速运动而产生的惯性力一定是阻力。

（ × ）2、在车床刀架驱动机构中，丝杠的转动使与刀架固联的螺母作移动，则丝杠与螺母之间的摩擦力矩属于生产阻力。

（× ）3、考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速、等速、减速不同状态下运转，其总反力的作用线一定都切于摩擦圆。

（ ×）4、三角螺纹的摩擦大于矩形螺纹的摩擦，因此，前者多用于紧固联接。

（ √ ） 选择填空题1、作变速运动的构件上的惯性力， B 。

A 、当构件加速运动时它是驱动力，当构件减速运动时它是阻力；B 、当构件加速运动时它是阻力，当构件减速运动时它是驱动力；C 、无论构件是加速运动还是减速运动时，它总是阻力；D 、无论构件是加速运动还是减速运动时，它总是驱动力。