机械原理复习题集总结及其答案

考试题型填空、选择、简答、计算、作图

绪论和第一章

1、机器和（机构）统称为机械；（构件）是机械的最小运动单元体。

2、（由两个构件直接接触而组成的可动的连接）称运动副。

3、两构件之间以点、线接触所组成的平面运动副，称为（高）副。以面接触所组成的平面运动副称（低）副。

4、两个以上的构件同在一处以转动副相连接，构成了（复合铰链）。机构中常出现一种与输出构件无关的自由度称（局部自由度）。

5、机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为（原动件）。

6、（机构相对机架具有的独立运动的数目）称为机构的自由度。

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、平面机构自由度计算的公式（F=3n-2P L-P H）。

9、（两构件的瞬时等速重合点）称为两构件的瞬心。

10、以转动副相连接的两构件的瞬心在（转动副的中心）；以移动副相连接的两构件间的瞬心位于（垂直于导路的无穷远处）。以两构件以纯滚动的高副连接，瞬心在（在接触点）；当高副元素有相对滑动时，瞬心在（过接触点的公法线上）。

11、对不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置，可用（三心定理）求出。

12、对含有N个构件的平面机构，其瞬心总数K=（N（N-1）/2）。则含有7个活动构件的平面机构，其瞬心总数为（28）。

平面机构的结构分析

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-2PL-PH

n=13,Pl=18,PH=

2

F=1=原动件数

机构的确定运动

1、如图a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。试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析其是否能实现设计意图？并提出修改方案。

绘制其机构运动简图（图b）。

解1）取比例尺

l

2）分析其是否能实现设计意图。

图 a ）

由图b 可知，3=n ，4=l p ，1=h p ，0='p ，0='F

故：00)0142(33)2(3=--+⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l

因此，此简单冲床根本不能运动（即由构件3、4与机架5和运动副B 、C 、D 组成不能运动的刚性桁架），故需要增加机构的自由度。

图 b ）

3）提出修改方案（图c ）。

为了使此机构能运动，应增加机构的自由度（其方法是：可以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 给出了其中两种方案）。

图 c1） 图 c2）

2、试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

图a ）

解：3=n ，4=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F

图 b ）

解：4=n ，5=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F

3、计算图示平面机构的自由度。将其中的高副化为低副。机构中的原动件用圆弧箭头表示。

3－1

解3－1：7=n ，10=l p ，0=h p ，123=--=h l p p n F ，C 、E 复合铰链。

3－2

解3－2：8=n ，11=l p ，1=h p ，123=--=h l p p n F ，局部自由度

3－3

解3－3：9=n ，12=l p ，2=h p ，123=--=h l p p n F

4、试计算图示精压机的自由度

解：10=n ，15=l p ，0=h p 解：11=n ，17=l p ，0=h p

13305232=⨯-+⨯='-'+'='n p p p h l 26310232=⨯-⨯='-'+'='n p p p h l 0='F 0='F

F p p p n F h l '-'-+-=)2(3 F p p p n F h l '-'-+-=)2(3

10)10152(103=--+⨯-⨯= 10)20172(113=--+⨯-⨯=

（其中E 、D 及H 均为复合铰链） （其中C 、F 、K 均为复合铰链）

5、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。又如在该机构中改选EG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前者有所不同。

解1）计算此机构的自由度

110273)2(3=⨯-⨯='-'-+-=F p p p n F h l

2）取构件AB 为原动件时

机构的基本杆组图为

此机构为 Ⅱ 级机构

3）取构件EG 为原动件时

此机构的基本杆组图为

此机构为Ⅲ级机构

第2章平面连杆机构

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）。

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？

７、在摆动导杆机构中，行程速度变化系数K与导杆摆角ψ的关系是（K=（180º+ ψ）/（180º- ψ））。

８、曲柄摇杆机构中，当摇杆为原动件，曲柄为从动件, 且（曲柄与连杆）共线时，机构处于死点位置。

９、对心曲柄滑块机构中，以曲柄为原动件时，传动角在（曲柄和导路垂直时）最小；在（曲柄和机架共线时）最大。

１０、一曲柄摇杆机构，当行程速比系数K（﹥1 ）时该机构有急回特性。１１、设计连杆机构时,为了具有良好的传动条件,应使（传动）角大些。

１２、曲柄摇杆机构处于死点位置时，其传动角为（0），压力角为（90º）。

１３、曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，最小传动角γmin发生在（曲柄和机架共线的位置之一）的情况下。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

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