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机械原理习题

机械原理习题

第一章机构的组成原理与结构分析习题··················································2

第二章平面机构的运动分析习题···························································4

第三章平面结构力分析习题···································································5

第四章机械的效率和自锁习题·································································7

第五章机械的平衡习题··········································································8

第六章机械运转与速度波动的调节习题·················································9

第七章平面连杆机构及其设计习题····················································12

第八章凸轮机构及其设计习题····························································15

第九章齿轮机构及其设计习题······························································17

第十章齿轮系及其设计习题·································································19

第一章机构的组成原理与结构分析习题解答········································23

第二章平面机构的运动分析习题解答···················································25

第三章平面结构力分析习题解答··························································27

第四章机械的效率和自锁习题解答·······················································29

第五章机械的平衡习题解答·······································································31

第六章机械运转与速度波动的调节习题解答········································34

第七章平面连杆机构及其设计习题解答···············································36

第八章凸轮机构及其设计习题解答······················································38

第九章齿轮机构及其设计习题解答······················································39

第十章齿轮系及其设计习题解答···························································41

第一章机构的组成原理与结构分析

一、填空题

1、在平面机构中具有一个约束的运动副是副。

2、使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为。

3、平面机构中的低副有转动副和副两种。

4、机构中的构件可分为三类：

固定构件（机架）、原动件（主动件）、件。

5、在平面机构中若引入一个高副将引入个约束。

6、在平面机构中若引入一个低副将引入个约束。

7、在平面机构中具有两个约束的运动副是副。

二、判断题（答A表示说法正确.答B表示说法不正确）

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、若两个构件之间组成两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。

5、若两个构件之间组成两个轴线重合的转动副，在计算自由度时应算作两个转动副。

6、当机构的自由度F>0，且等于原动件数，则该机构具有确定的运动。

三、选择题

1、原动件的自由度应为。

A、0B、1C、2

2、在机构中原动件数目机构的自由度时，该机构具有确定的运动。

A、大于B、等于C、小于

3、机构具有确定运动的条件是。

A、自由度大于零B、自由度等于原动件数C、自由度大于1

4、由K个构件汇交而成的复合铰链应具有个转动副。

A、K-1B、KC、K+1

5、通过点、线接触构成的平面运动副称为。

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、低副B、高副C、移动副

7、平面运动副的最大约束数是。

A、1B、2C、3

四、简答题

1.何谓构件?

构件与零件有何区别?

2.机构的自由度与确定运动的条件是什么？

3.虚约束对机构工作性能的影响

五、分析计算题

1、如图所示是为高位截瘫的人所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能保持人行走的稳定性。

若以颈骨1为机架，试绘制其机构运动简图和计算其自由度，并作出大腿弯曲90° 时的机构运动简图。

2、如图所示为一简易冲床的设计方案。

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），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。

第二章平面机构的运动分析

一、填空题

1、速度瞬心是两刚体上为零的重合点。

2、当两构件组成回转副时，其相对速度瞬心在。

3、当两构件不直接组成运动副时，其瞬心位置用确定。

二、判断题（答A表示说法正确.答B表示说法不正确）

1、瞬心是两构件上瞬时相对速度为零的重合点。

2、利用瞬心既可以求机构的速度，又可以求加速度。

三、简答题

1、何谓速度瞬心?

相对瞬心与绝对瞬心有何区别?

2、简述机构各瞬心位置的确定方法？

四、分析计算题

1、如图所示为一凸轮－连杆组合机构，设已知凸轮1的角加度ω1试用瞬心法确定在图示位置时构件4较加速度ω4的大小和方向。

2、试判断在图所示两构件的B点是否都存在哥氏加速度？

又在何位置时哥氏加速度为零？

第三章平面结构力分析

一、填空题

1、力对机械运动影响的不同分为、；

2、构件惯性力的确定有、；

3、为时构件在质量代换前后，构件的惯性力和惯性力偶矩保持不变，应满足三个条件；

4、作用在机械系统上的内力和外力各有：

。

二、判断题（答A表示说法正确.答B表示说法不正确）

1、质量代换法主要应用于绕非质心轴转动的构件和作平面复杂运动的构件。

2、惯性力是一种加在有不变速运动的构件上的虚拟力。

3、平面机构中的运动副计有:

移动副，转动副和平面低副三种。

三、简答题

1、机构力分析的方法？

2、构件组的静定条件是什么?

为什么说基本杆组都是静定的?

3、考虑摩擦时机构的受力分析的具体方法及步骤？

四、分析计算题

1、图a所示导轨副为由拖板1 与导轨2 组成的复合移动副，拖板的运动方向垂直于纸面；图b所示为由转动轴1与轴承2 组成的复合转动副，轴1 绕其轴线转动。

现已知各运动副的尺寸如图所示，并设G 为外加总载荷，各接触面间的摩察系数均为f 。

试分别求导轨副的当量摩察系数fv和转动副的摩察圆半径ρ 。

2、机械效益△是衡量机构力放大程度的一个重要指标。

其定义为在不考虑摩擦的条件下机构的输出力（力矩）与输入力（力矩）之比值，即△=│Mr/Md│=│Fr/Fd│。

试求图示机构的机械效益。

（图示为一小型压力机）

第四章机械的效率和自锁

一、填空题

1、机械效率是：

2、当机械发生自锁时，机械已不能运动，所以这时它所能克服的生产阻抗力0.

3、当驱动力任意增大恒有时，机械将发生自锁。

4、机器运动时，一般要经过、、时期等三个过程。

二、判断题（答A表示说法正确.答B表示说法不正确）

1、串联机组功率传递的特点是前一机器的输出功率即为后一机器的输入功率。

2、机械效率最小的机构是链传动机构。

3、混联机构的机械效率公式是

三、简答题

1、机械效率的定义

2、机械自锁的条件？

机械为什么会发生自锁现象呢？

四、分析计算题

1、如图所示为一带式运输机，由电动机1 经带传动及一个两级齿轮减速器带动运输带8。

设已知运输带8 所需的曳引力F＝5500N，运送速度v =1.2m/s。

带传动（包括轴承）的效率η1=0.95,每对齿轮（包括其轴承）的效率η2=0.97,运输带8 的机械效率η3=0.92。

试求该系统的总效率η 及电动机所需的功率。

2、如图所示为一超越离合器，当星轮1 沿顺时针方向转动时，滚柱2 将被锲紧在锲形间隙中，从而带动外圈3 也沿顺时针方向转动，设已知摩察系数f=0.08,R=50mm,h=40mm。

为保证机构能正常工作，试确定滚柱直径d 的合适范围。

第五章机械的平衡

一、填空题

1、刚性回转件静平衡的充要条件是:

。

2、机械的平衡是:

。

3、刚性回转件动平衡的充要条件是:

。

二、判断题（答A表示说法正确.答B表示说法不正确）

1、平面机构的平衡分为完全平衡法，近似平衡法，对称布置法。

2、由静平衡原理可知，静平衡回转件的质心偏离回转轴线，产生静力矩。

3、平衡的目的是尽量消除附加动压力，减轻有害的机械振动现象，以改善机器工作性能和延长机器工作能力和延长使用寿命。

三、简答题

1、机械平衡的目的

2、何谓平面机构的完全平衡?

这种平衡方法有什么优缺点?

四、分析计算题

1、如图所示为一钢制圆盘，盘厚b =50mm,位置Ⅰ处有一直径φ =50mm的通孔，位置Ⅱ处是一质量m2=0.5kg的重块。

为了使圆盘平衡，你在圆盘上r =200mm处制一通孔。

试求此孔的直径与位置。

（钢的密度γ =7.8g/cm3）

2、　 如图所示为一个一般机器转子，已知转子的质量为15kg。

其质心至两平衡基面Ⅰ及Ⅱ的距离分别为l1=100mm,l2=200mm,转子的转速n =3000r/min,试确定在两平衡基面Ⅰ及Ⅱ内的许用不平衡质径积。

当转子转速提高到6000r/min时，许用不平衡质径积又各为多少？

第六章机械运转与速度波动的调节

一、填空题

1、周期性速度波动用调节，非周期性速度波动用调节。

2、机械运转的三个阶段是

3、机械特性是指和之间的关系。

4、在机械稳定运转阶段就一个周期而言，机械的和是相等的

二、判断题（答A表示说法正确.答B表示说法不正确）

1、为了使机器稳定运转，机器中必须安装飞轮。

2、机器中安装飞轮后，可使机器运转时的速度波动完全消除。

3、为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。

4、机器稳定运转的含义是指原动件（机器主轴）作等速转动。

5、机器作稳定运转，必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率。

6、作往复运动或平面复合运动的构件可以采用附加平衡质量的方法使它的惯性力在构件内部得到平衡

7、若机构中存在作往复运动或平面复合运动的构件，则不论如何调整质量分布仍不可能消除运动副中的动压力。

8、绕定轴摆动且质心与摆动轴线不重合的构件，可在其上加减平衡质量来达到惯性力系平衡的目的。

9、设计形体不对称的回转构件，虽已进行精确的平衡计算，但在制造过程中仍需安排平衡校正工序。

10、不论刚性回转体上有多少个平衡质量，也不论它们如何分布，只需要在任意选定两个平面内，分别适当地加平衡质量即可达到动平衡。

三、选择题

1、有三个机械系统，它们主轴的最大角速度和最小角速度分别是：

（1）1025转/秒，975转/秒;

（2）512.5转/秒487.5转/秒;（3）525转/秒475转/秒;其中运转最不均匀的是______。

（1）A.

（2）B.（3）C.

2、在最大盈亏和机器运转速度不均匀系数不变前提下，将飞轮安装轴的转速提高一倍，则飞轮的转动惯量将等于原飞轮转动惯量的______。

A.2B.1/2C.1/4

3、设机器的等效转动惯量为常数，其等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化如图示，可判断该机器的运转情况应是__._____。

A.匀速稳定运转

B.变速稳定运转

C.加速过程

4、如果不改变机器主轴的平均角速度，也不改变等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化规律，拟将机器运转速度不均匀系数从0.10降到0.01，则飞轮的转动惯量将近似等于原飞轮转动惯量的________。

A.10B.100C.1/10

5、在机械稳定运转的一个运动循环中，应有________。

A.惯性力和重力所作之功均为零

B.惯性力作功为零，重力作之功不为零

C.惯性力和重力所作之功均不为零

6、机器运转出现周期性速度波动的原因是_______。

A.在等效转动惯量为常数时，各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等，但其平均值相等，且有公共周期

B.机器中存在往复运动构件，惯性力难以平衡

7、机器中安装飞轮的一个原因是为了______。

A.消除速度波动

减小速度波动

8、为了减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在_________上。

A.等效构件上

B.转速较低的轴上

C.转速较高的轴上

9、将作用于机器中所有驱动力、阻力、惯性力、重力都转化到等效构件上，求得的等效力矩和机构动态静力分析中求得的在等效构件上的平衡力矩，两者的关系应是___B.____

A.数值相同，方向一致

B.数值相同，方向相反

C.数值不同，方向一致

四、分析计算题

1、已知如图所示导杆机构中各构件的长度为lAB=150mm,lAC=300mm,

lCD=550mm,各构件的质量为m1=5kg（质心s1在A点）,m2=3kg（质心s2在B点），m3=10kg（质心s3在lCD/2处）；各构件的转动惯量为JS1=0.05kg.m2,JS2=0.002kg.m2,JS3=0.2kg.m2,驱动力M1=1000N.m。

当取构件3为转化构件时，求构件在图示位置的等效转动惯量，转化到D点的等效质量以及M1的等效力矩。

2、已知某电动机的驱动力矩为Md=1000-9.55ωN.m,用它来驱动一个阻抗力矩为用Mr=200N.m的齿轮减速器,其等效转动惯量Je=5kg.m2的。

试求电动机角速度从零增至50rad/s时需要多长时间。

第七章平面连杆机构及其设计

一、填空题：

1、平面连杆机构是由一些刚性构件副和副连接组成的。

2、平面连杆机构是由一些性构件用低副连接组成的。

3、在铰链四杆机构中，运动副全部是副。

4、在铰链四杆机构中，能作整周连续回转的连架杆称为。

5、在铰链四杆机构中，只能摆动的连架杆称为。

6、在铰链四杆机构中，与连架杆相连的构件称为。

7、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表示。

8、对心曲柄滑快机构急回特性。

9、偏置曲柄滑快机构急回特性。

10、对于原动件作匀速定轴转动，从动件相对机架作往复运动的连杆机构，是否有急回特性，取决于机构的角是否大于零。

11、机构处于死点时，其传动角等于度。

12、机构的压力角越对传动越有利。

13、曲柄滑快机构，当取为原动件时，可能有死点。

14、机构处在死点时，其压力角等于。

15、平面连杆机构，至少需要构件。

二、判断题：

1、平面连杆机构中，至少有一个连杆。

2、平面连杆机构中，最少需要三个构件。

3、平面连杆机构可利用急回特性，缩短非生产时间，提高生产率。

4、平面连杆机构中，极位夹角θ越大，K值越大，急回运动的性质也越显著。

5、有死点的机构不能产生运动。

6、机构的压力角越大，传力越费劲，传动效率越低。

7、曲柄摇杆机构中，曲柄为最短杆。

8、双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。

9、平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。

10、平面连杆机构中，压力角的补角称为传动角。

11、机构运转时，压力角是变化的。

三、选择题：

1、铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和其他两杆之和。

A<=；B>=；C>。

2、铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而充分条件是取为机架。

A最短杆或最短杆相邻边；B最长杆；C最短杆的对边。

3、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以为机架时，有两个曲柄。

A最短杆相邻边；B最短杆；C最短杆对边。

4、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以为机架时，有一个曲柄。

A最短杆相邻边；B最短杆；C最短杆对边。

5、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，当以为机架时，无曲柄。

A最短杆相邻边；B最短杆；C最短杆对边。

6、铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和其余两杆长度之和，就一定是双摇杆机构。

A<；B>；C=。

7、一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置。

则当为原动件时，称为机构的死点位置。

A曲柄；B连杆；C摇杆。

8、一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置。

则当为原动件时，称为机构的极限位置。

A曲柄；B连杆；C摇杆。

9、当极位夹角θ时，机构就具有急回特性。

A<0；B>0；C=0。

10、当行程速度变化系数k时，机构就具有急回特性。

A<1；B>1；C=1。

11、在死点位置时，机构的压力角α=

A0º；B45º；C90º。

12、若以为目的，死点位置是一个缺陷，应设法通过。

A加紧和增力；B传动。

13、若以为目的，则机构的死点位置可以加以利用。

A加紧和增力；B传动。

14、判断一个平面连杆机构是否具有良好的传力性能，可以的大小为依据。

A传动角；B摆角；C极位夹角。

15、压力角与传动角的关系是α+γ=。

A180º；B45º；C90º。

四、分析计算题

7.5.1绘制题图7－１所示机构的机构运动简图，说明它们个为何种机构．

7.5.2已知题图7.2所示铰链四杆机构ＡＢＣＤ中，

=50mm，

=35mm，

=30mm，取AD为机架，

1）如果该机构能成为曲柄摇杆机构，且AB是曲柄，求

的取值范围；

2）如果该机构能成为双曲柄杆构，求

的取值范围；

第八章凸轮机构及其设计

一、填空题

1、凸轮机构是凸轮、和机架组成的高副机构。

2、凸轮机构中，凸轮与从动件的接触处，是以点或线相接触，形成副。

3、凸轮按形状分为凸轮、移动凸轮和圆柱凸轮。

4、凸轮按形状分为盘形凸轮、凸轮和圆柱凸轮。

5、凸轮按形状分为盘形凸轮、移动凸轮和凸轮。

6、按从动件与凸轮的接触形式可分为从动件、滚子从动件和平底从动件三种类型。

7、按从动件与凸轮的接触形式可分为尖底从动件从动件和平底从动件三种型。

8、按从动件与凸轮的接触形式可分为尖底从动件、滚子从动件和从动件三种类型。

9、按从动件的运动形式分，凸轮机构有直动从动件和从动件凸轮机构两大类。

二、判断题

1、在其他条件不变的情况下，基圆越大，压力角越大。

2、在设计凸轮机构时，应保证凸轮轮廓的最大压力角不超过许用值的前提下，尽可能缩小凸轮尺寸。

3、在设计凸轮机构时，为保证凸轮轮廓的强度，应尽可能增大凸轮的尺寸。

4、在凸轮机构中，若从动件在推程和回程采用等速运动，则运转平稳，无冲

5、凸轮机构的优点是只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律。

6、凸轮机构为高副机构，易于磨损，所以通常多用于传力不大的控制机构。

7、在凸轮机构中，若从动件的速度曲线不连续，则会产生刚性冲击。

8、在凸轮机构中，若从动件的加速度曲线不连续，则会产生刚性冲击。

9、平底直动从动件盘形凸轮机构，压力角始终等于零。

三、选择题

1、凸轮机构中，从动件的运动规律取决于。

A、凸轮轮廓的大小B、凸轮轮廓的形状C、基圆的大小

2、设计凸轮机构时，凸轮的轮廓曲线形状取决于从动件的。

A、运动规律B、运动形式C、结构形状

3、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，加速度值为。

A、零B、无穷大C、常量

4、等速运动规律的凸轮机构，从动件在运动开始和终止时，将引起冲击。

A、刚性B、柔性C、无

5、等加速等减速运动规律的凸轮机构将引起。

A、刚性B、柔性C、无

6、简谐运动规律的凸轮机构将引起。

A、刚性B、柔性C、无

7、根据工作经验，建议直动从动件凸轮机构推程许用压力角等于。

A、30°B、0°C、90°

8、为防止滚子从动件运动失真，滚子半径必须凸轮理论廓线的最小曲率半径。

A、C、>=

9、凸轮机构中，基圆半径减小，会使机构压力角

A、增大B、减小C、不变

四、分析计算题

8.5.1题图8-1所示为凸轮机构的起始位置，试用反转法直接在图上标出：

凸轮按ω方向转过45o时从动件的位移；

凸轮按ω方向转过45o时凸轮机构的压力角．

8.5.2题图8－2所示为从动件在推程的部分运动线图，凸轮机构的

试根据s、v和a之间的关系定性地补全该运动曲线；并指出该凸轮机构工作时,在推程的那些位置会出现刚性冲击？

那些位置会出现柔性冲击？

第九章．齿轮机构及其设计

一、填空题

1.渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是:

 。

2.一对平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是:

一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是。

3.蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是 :

   。

4.标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在  端。

5.一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的 圆总是相切并相互作纯滚动的，而两轮的中心距不一定总等于两轮的圆半径之和。

6.共轭齿廓是指 的齿廓。

7.用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条中线   ，加工变位齿轮时，中线与分度圆  。

被加工的齿轮与齿条刀具相"啮合"时，齿轮节圆与分度圆   。

8.有两个模数、压力角、齿顶高系