机械原理习题2013.02第2章平面机构的结构分析2-1 绘制图示机构的运动简图。

(a) (b)题2-1图2-2 计算图示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。

ABCDE(a)ABDCE(b)ABCDE(c)(e)(f)题2-2图2-3 计算刹车机构在刹车过程中的自由度。

H(g)题2-3图2-4计算图示机构的自由度，并判断机构运动是否确定。

若存在复合铰链、局部自由度或虚约束，请指出。

(a) (b)题2-4图2-5 判断图示机构设计是否正确。

若不正确，提出修改方案。

题2-5图2-6 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连接称为 。

3）平面机构中的低副有 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 副和 副。

2-7 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，因此是多余的。

（）4）若两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）六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有五个转动副。

（）7）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相对运动。

（）8）虚约束对机构的运动有限制作用。

（）2-8 选择题1）机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间（）产生相对运动。

A. 可以B. 不能C. 不一定能2）原动件的自由度应为（）。

A. 0B. 1C. 23）在机构中原动件数目（）机构的自由度数且大于0时，该机构具有确定的运动。

A. 大于B. 等于C. 小于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+15）一个作平面运动的自由构件有（）个自由度。

A. 1B. 3C. 66）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. 平面高副7）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8）平面运动副的最大约束数是（）。

A. 1B. 2C. 3第3章平面机构的运动分析3-1 试确定图示各机构在图示位置的瞬心位置。

题3-1图3-2 在图示四杆机构中，AB l =60mm ，CD l =90mm ，AD l =BC l =120mm ，1ω=10rad/s ，试用瞬心法求： (1)当ϕ=45°时，点C 的速度C v；(2)当ϕ=165°时，构件2的BC 线上(或其延长线上)速度最小的一点E 的位置及其速度大小；(3)当C v =0时，ϕ角之值(有两个解)。

题3-2图3-3 试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比ω1/ω3。

题3-3图3-4 试判断图示两机构中构件的 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？（a ） (b)题3-4图3-5 如图所示机构中，各构件尺寸已知，构件1以角速度1ω匀速回转，求 ?=B v ?=B a 要求写出必要的矢量方向式，并画出速度与加速度多边形（比例尺自定）。

题3-5图3-6 如图所示机构中，各构件尺寸已知，构件1以角速度1ω匀速回转。

求 ?=C v ?=c a 要求写出必要的矢量方向式，并画出速度与加速度多边形（比例尺自定）。

题3-6图3-7 图示机构中1为原动件，1ω＝常数，各构件尺寸已知。

试求3α及5a 。

要求列出矢量方程式，画出速度图和加速度图（比例尺任选）。

题3-7图3-8对图示机构进行运动分析。

已知：301=ωrad/s ，20=AB l mm ，60=AC l mm ，30===DE BE BD l l l mm 。

(1) 绘制︒=90ϕ时的速度多边形，并求?2=c v ?=E v (1) 绘制︒=90ϕ时的加速度多边形，并求?2=c a ?=E a题3-8图3-9 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。

3-10 判断题1）瞬心是两构件上瞬时绝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。

（ ） 3-11 选择题1）构件2和构件3组成移动副，则有关系( )。

A. 3232C C B B v v =，32ωω=B. 3232C C B B v v ≠，32ωω=C. 3232C C B B v v =， 32ωω≠D. 3232C C B B v v ≠，32ωω≠ 2）在两构件的相对速度瞬心处，瞬时重合点间的速度应有( )。

A. 两点间相对速度为零，但两点绝对速度不等于零B. 两点间相对速度不等于零，但其中一点的绝对速度等于零C. 两点间相对速度不等于零且两点的绝对速度也不等于零D. 两点间的相对速度和绝对速度都等于零3-12 简答题1）什么叫速度瞬心?绝对速度瞬心和相对速度瞬心有什么区别?2）机构运动分析包括哪些内容？对机构进行运动分析的目的是什么？ 3）在进行机构运动分析时，速度瞬心法的优点及局限是什么？ 4）什么叫三心定理？5）速度瞬心法一般适用于什么场合？能否利用速度瞬心法对机构进行加速度分析？ 6）哥氏加速度在什么情况下产生？其方向任何确定？第4章 平面机构的力分析4-1 图示为一颚式破碎机在破碎矿石时要矿石不至被向上挤出，试问a 角应满足什么条件?题4-1图4-2 填空题1）槽面摩擦比平面摩擦力大是因为（ ）。

2）从受力观点分析，移动副的自锁条件是（ ）；转动副的自锁条件是（ ）。

3）三角形螺纹比矩形螺纹摩擦（ ），故三角形螺纹多用于（ ），矩形螺纹多应用于（ ）。

4-3 问答题1）什么是自锁机构？2）所谓自锁机构是否就是不能运动的机构？ 3）什么是摩擦角？移动副中总反力是如何定的？4）什么是当量摩擦系数及当量摩擦角？引入它们的目的是什么？ 5）矩形螺纹和三角形螺纹螺纹副各有何特点？各适用于何种场合？ 6）何谓摩擦圆？摩擦圆的大小与哪些因素有关？ 7）为什么实际设计中采用空心的轴端？8）什么叫自锁？在什么情况下移动副、转动副会发生自锁？第5章 平面连杆机构及其设计5-1 在图示铰链四杆机构中，各杆长度分别为AB l =28mm ，BC l =52mm ，CD l =50mm ，AD l =72mm 。

(1) 若取AD 为机架，求该机构的极位夹角θ，杆CD 的最大摆角ϕ和最小传动角min γ；(2) 若取AB 为机架，该机构将演化成何种类型的机构?为什么?请说明这时C 、D 两个转动副是周转副还是摆转副?D题5-1图5-2 如图示，设已知破碎机的行程速比系数K =1.2，颚板长度CD l =300mm ，颚板摆角35ϕ=︒，曲柄长度AB l =80mm ，求连杆的长度，并检验最小传动角min γ是否符合要求。

题5-2图5-3 曲柄滑块机构的行程H=60mm ，偏距e =20mm ，行程速度变化系数=1.5，求曲柄和连杆的长度。

5-4 一摆动导杆机构的行程速度变化系数=1.5，机架的长度L=100 mm ，试设计此机构。

5-5 在图示的四杆机构中，已知a =20mm ，b =60mm ，e =10mm ，试确定：1） 此机构有无急回运动？若有，试以作图法确定极位夹角θ，并求行程速比系数K 的值； 2） 当以AB 为原动件时，标出此机构的最小传动角γmin 和最小压力角αmin ； 3） 作出当以滑块为原动件时机构的死点位置。

题5-5图5-6 如图所示，欲设计一铰链四杆机构，已知其摇杆CD的长度L CD=75mm,行程速比系数K=1.5，机架AD的长度为L AD=100mm，又知摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为ψ=45º，试求曲柄的长度L AB 和连杆的长度L BC。

（只需求出两解中的一个）5-7 填空题1）平面连杆机构是由一些刚性构件用（）副和（）副连接组成的。

2）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（）系数表示。

3）对心曲柄滑快机构（）急回特性。

4）偏置曲柄滑快机构（）急回特性。

5）机构处于死点时，其传动角等于（）。

6）机构的压力角越（）对传动越有利。

7）曲柄滑块机构，当取（）为原动件时，可能有死点。

5-8 判断题1）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。

（）2）有死点的机构不能产生运动。

（）3）机构的压力角越大，传力越费劲，传动效率越低。

（）4）双曲柄机构中，曲柄一定是最短杆。

（）5）平面连杆机构中，可利用飞轮的惯性，使机构通过死点位置。

（）6）平面连杆机构中，压力角的补角称为传动角。

（）5-9 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。

3）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。

4）当极位夹角θ（）时，机构就具有急回特性。

A <0；B >0；C =0。

5）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。

6）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。

7）压力角与传动角的关系是α+γ=（）。

A 180º ；B 45º；C 90º。

5-10 简答题1）何谓“死点”？它在什么情况下发生？它与“自锁”在本质上有无区别？说明“死点”的危害及其克服方法，以及“死点”在机械工程中的应用情况。

2）什么叫连杆机构的急回特性？它用什么来表达？ 3）什么叫极位夹角？它与机构的急回特性有什么关系？ 4）什么叫死点？它与机构的自由度F<=0有什么区别？5）何谓曲柄？四杆机构具有曲柄的条件是什么？曲柄是否就是最短杆？6）何谓行程速比系数？何谓急回作用？何谓极位夹角？三者之间的关系如何？第6章 凸轮机构及其设计6-1 设计一偏置移动滚子从动件盘形凸轮机构。

凸轮回转方向和从动件初始位置如图所示。

已知偏距mm e 10=，基圆半径mm r 400=，滚子半径mm r r 10=。

从动件的运动规律如下：︒=180φ,︒=30s φ,︒=120'φ,︒=30's φ,从动件在推程中以简谐运动规律上升，升程h =30mm ；回程以等加速等减速运动规律返回原处。