1、1二综合题1根据图示机构，画出去掉了虚约束和局部自由度的等效机构运动简图，并计算机构的自由度。设标有箭头者为原动件，试判断该机构的运动是否确定，为什么？2计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指明所在之处。（a ） （b）3计算图示各机构的自由度。（a ） （b）紲 坁 ED 4琵樶7踸 欹 虈 A DECHGFIB K1234567892（c ） （d）（e） （f）4计算机构的自由度，并进行机构的结构分析，将其基本杆组拆分出来，指出各个基本杆组的级别以及机构的级别。（a） （b）3（c） （d）5计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选FG 为原
2、动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。6试验算图示机构的运动是否确定。如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。（a ） （b）4第三章 平面机构的运动分析一、综合题1、试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置（用符号 直接在图上标出） 。ijP2、已知图示机构的输入角速度 1,试用瞬心法求机构的输出速度 3。要求画出相应的瞬心，写出 3 的表达式，并标明方向。53、在图示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮 1 与 3 的传动比1/2。4、在图示的四杆机构中， =60mm, =90mm, = =120mm, =10rad/s，ABlCDlADlBC2试用瞬心法求：（1）当 =
3、165时，点 C 的速度 ；cv（2）当 =165时，构件 3 的 BC 线上速度最小的一点 E 的位置及其速度的大小；（3）当 时， 角之值（有两个解） 。0cv5、如图为一速度多边形，请标出矢量 、 、 及矢量 、 、 的方ABvCAvABvC向？66、已知图示机构各构件的尺寸，构件 1 以匀角速度 1 转动，机构在图示位置时的速度和加速度多边形如图 b)、c) 所示。 （1）分别写出其速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小， （2）试在图 b)、c) 上分别标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向。9 试判断在图示的两个机构中，B 点是否存在哥氏加速度？又在何位
4、置时其哥氏加速度为零？作出相应的机构位置图。10、在图示的各机构中，设已知构件的尺寸及点 B 的速度 （即速度矢量 ） 。Bvpb试作出各机构在图示位置的速度多边形。711、在图示齿轮连杆机构中，已知曲柄 1 的输入转速 1 恒定，试就图示位置求：（1）分析所给两矢量方程中每个矢量的方向与大小；（2）规范地标出图示速度多边形中每个顶点的符号；VC2 = VB+ VC2B VC4 = VC2 + VC4C2方向：大小：三、综合题1、如图所示为一输送辊道的传动简图。设已知一对圆柱齿轮传动的效率为0.95；一对圆锥齿轮传动的效率为 0.92 (均已包括轴承效率)。求该传动装置的总效率。2、图示为由几
5、种机构组成的机器传动简图。已知：81=2=0.98， 3=4=0.96， 5=6=0.94， 7=0.42，P r=5KW，P r=0.2KW。求机器的总效率 。3、图示铰链四杆机构中，AB 杆为主动件，CD 杆为从动件，虚线小圆为各铰链处之摩擦圆。已知构件 CD 上作用有生产阻力 R，若不计构件的自重和惯性力，试确定：1）图示位置时，主动构件 AB 的转向；2）图示位置时，连杆 BC 所受的作用力 R12和 R32的作用线。 （3）作用在主动件 1 上的驱动力矩 M1的方向以及约束反力R21与 R41的方位。6、在图示双滑块机构中，转动副 A 与 B 处的虚线小圆表示磨擦圆，在滑块 1 上加
6、 F 力推动滑块 3 上的负载 Q，若不计各构件重量及惯性力，试在图上画出构件2 所受作用力的作用线。5 61 23 471 25 6 73 4PrPr98、在图示的曲柄滑块机构中，虚线小圆表示转动副处的磨擦圆。若不计构件的重力和惯性力，试在图上画出图示瞬时作用在连杆 BC 上的运动副总反力的方向。9、一重量 ，在图示的力 P 作用下，斜面等速向上运动。若已知：NQ10，滑块与斜面间的摩擦系数 。试求力 P 的大小及斜面机构的机51.0f械效率。2、已知曲柄摇杆机构摇杆 CD 的长度 L =75，机架 AD 的长度L =100，行程速比系数 K=1.25，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角=45
7、 。试求曲柄和连杆的长度 L 、L 。3、如图所示曲柄滑块机构，曲柄 AB 等速整周回转。101) 设曲柄为主动件，滑块朝右为工作行程，确定曲柄的合理转向；2）设曲柄为主动件，画出急位夹角 ，最小传动角 出现的位置；min3) 此机构在什么情况下，出现死点位置，作出死点位置。4、如图所示，设已知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？2）若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？3）若 a、b、c 三杆的长度不变，取杆 4 为机架，要获得曲柄摇杆机构，求 d
8、的取值范围。5、如图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为 l1=28mm, l2=52mm, l3=50mm, l4=72mm,试求：）当取杆 4 为机架时，作出机构的极位夹角 、杆 3 的最大摆角 、最小传动角 min并求行程速比系数 K；）当杆 1 为机架时，将演化为何种类型的机构?为什么？并说明这时 C、D 两个转动副是周转副还是摆动副；）当取杆 3 为机架时，又将演化为何种机构？这时 A、B 两个转动副是否仍为11周转副？6、已知曲柄摇杆机构 ABCD 的摇杆长度 LCD=50mm，摇杆摆角 =40o ，行程速比系数 K=1.5，机架长 LAD=40mm，试用作图法求出该机构的曲柄和连杆
9、长 LAB 和 LBC 。7、量出下图所示平面铰链四杆机构各构件的长度，试问：）这是铰链四杆机构基本型式中的哪一种？为什么？）若以 AB 为原动件，此机构有无急回运动？为什么？）当以 AB 为原动件时此机构的最小传动角发生在何处？（在图上标出）该机构以何杆为原动件时，在什么情况下会出现死点？在图上作出死点发生的位置。8、在图示的四杆机构中，已知lAB=20mm，l BC=60mm，l BD=50mm，e=40mm，试确定：1）此机构有无急回运动？若有，试作图法确定极位夹角 ，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 min和最小压力角 min；3）作出当以
10、滑块为主动件时机构的死点位置。9、试画出下图各机构图示位置的传动角。1210、设计一铰链四杆机构，已知摇杆 CD 的行程速比系数 K=1，摇杆的长度LCD=150mm，摇杆的极限位置与机架所成角度 =30o和 ”=90o。要求：1）求曲柄、连杆和机架的长度 LAB、L BC和 LAD；2）判别该机构是否具有曲柄存在。11、在图示铰链四杆机构中，已知各杆长度， ， ，mLAB20LBC60mLCD85。D5）试确定该机构是否有曲柄？）若以构件 AB 为原动件，试画出机构的最小传动角；）回答在什么情况下机构有死点位置？12、在如图所示的铰链四杆机构中，若各杆长度为 a =200mm，b =800m
11、m，c=500 mm，d =600mm。试问：1)当取 d 为机架时，它为何种类型的机构？为什么？2)能否用选用不同杆为机架的办法来得到双曲柄机构与双摇杆机构？如何得到这类机构？3)在图上标出当以 d 为机架、a 为原动件时机构的最小传动角 min 。134)该机构以何杆为原动件，在什么位置时会出现死点？13、在图示机构中，试求 AB 为曲柄的条件。如偏距 e=0，则杆 AB 为曲柄的条件又应如何？试问当以杆 AB 为机架时，此机构将成为何种机构？四、综合题1、图一所示为一对心滚子直动从动件圆盘形凸轮机构，已知凸轮的角速度 ，1试在图上画出凸轮的基圆；标出机构在图示位置时的压力角 和从动件的位
12、移 ；s并确定出图示位置从动件的速度 。2v14图一 图二2、在图二所示凸轮机构，要求：1）给出该凸轮机构的名称；2）画出的凸轮基圆；3）画出在图示位置时凸轮机构的压力角和从动件（推杆）的位移。3、图示凸轮机构中，已知凸轮实际轮廓是以 O 为圆心，半径 R=25mm 的圆，滚子半径 r=5mm，偏距 e=10mm，凸轮沿逆时针方向转动。要求：1）在图中画出基圆，并计算其大小；2）分别标出滚子与凸轮在 C、D 点接触时的凸轮机构压力角 ；3）分别标出滚子与凸轮在 C、D点接触时的从动件的位移 。s4、试画出图四所示凸轮机构中凸轮 1 的理论廓线，用反转法标出从动件 2 的最大升程 h 以及相应的
13、推程运动角 0。在图示位置时传动压力角 为多少？15图四 图五5、如图五所示偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构，凸轮以角速度逆时针方向转动。1）试在图中画出凸轮的理论廓线、偏置圆和基圆；2）用反转法标出当凸轮从图示位置转过 90 度时机构的压力角和从动件的位移s。6、试分别标出三种凸轮机构在图示位置的压力角（凸轮转向如箭头所示） 。167、已知图七为一摆动滚子从动件盘形凸轮机构。现要求：）画出凸轮的理论廓线及其基圆；）标出在图示位置时从动件 2 所摆过的角度；3）标出在图示位置时此凸轮机构的压力角。图七 图八8、已知如图八所示的直动平底推杆盘形凸轮机构，凸轮为 r=30mm 的偏心圆盘，AO=20m
14、m。试求：（1）基圆半径和升程；（2）推程运动角、回程运动角、远休止角、近休止角；（3）凸轮机构的最大压力角和最小压力角；9、如图所示的凸轮机构中，凸轮为偏心轮，转向如图。已知 R=30mm，L OA=10mm，r 0=10mm, E、F 为凸轮与滚子的两个接触点。试在图上标出：（1）从 E 点接触到 F 点接触凸轮所转过的角度 。（2）F 点接触时压力角 F；（3）由 E 点接触到 F 点接触推杆的位移 s；（4）找出最大压力角的机构位置，并标出 max。17第十一章 齿轮系及其设计一、综合题1、在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速 n1=2880r/min，转动方向如图示，其余各轮齿
15、数为 Z2=80，Z 2=40，Z 3=60，Z 3=36，Z 4=108，试：(1)说明轮系属于何种类型；(2)计算齿轮 4 的转速 n4；(3)在图中标出齿轮 4 的转动方向。2、在图二所示轮系中，单头右旋蜗杆 1 的回转方向如图，各轮齿数分别为Z2=37，Z 2=15，Z 3=25，Z 3=20，Z 4=60，蜗杆 1 的转速 n1=1450r/min，方向如图。试求轴 B 的转速 nH的大小和方向。图二 图三3、在图三所示的齿轮系中,设已知各轮齿数 Z1=Z2=Z3=Z 4=20,又齿轮 1, 3，3,5 同轴线,均为标准齿轮传动。若已知齿轮 1 的转速为 n1=1440r/min，试
16、求齿轮 5 的转速。184、在图四所示轮系中，已知：各轮齿数为 Z1=Z3=Z4=15,Z 2=60，Z 4=Z5=30，试求传动比 i15：图四 图五5、已知图五所示轮系中各轮的齿数：Z 1=20，Z 2=40，Z 3=15，Z 4=60，轮 1 的转速为 n1=120r/min，转向如图。试求轮 3 的转速 n3大小和转向。6、在图示的轮系中,已知 Z1=Z3=Z4=Z6=Z8=20, Z2=Z5=40, Z7=Z9=80,求 i19=?7、在图七所示的轮系中,已知 Z1=20，Z 2=40,Z2=30,Z 3=100 ,Z4=90,求 i14的大小19图七 图八8、在图八所示的轮系中,已
17、知 Z1=Z4=40, Z1=Z 2= Z4=20,Z2=30, Z3=30,Z3=15，试求: i 1H9、图九所示轮系中，Z 1=Z2=40，Z 2=Z3=Z5=20，Z 4=80 试判断该属何种轮系？并计算传动比 i15=？图九 图十10、图十所示的轮系中，已知各齿轮齿数 Z1=20， Z2=30，Z 3=80，Z 4=40,Z5=20，轮 1 的转速 n1=1000 r/min，方向如图，试求：轮 5 的转速 n5的大小和方向。11、在图十一所示轮系中，设已知各轮齿的齿数 Z1=1（右旋） ，Z 2=57， Z2=19，Z 3=17， Z4=53，又知蜗杆转速 n1=1000r/min
18、，转向如图示。试求：轮5 的转速 n5的大小和方向。20图十一 图十二12、如图十二所示轮系.已知各齿轮的齿数为 Z1=20,Z2=40,Z2=30,Z 3=40, Z3=20,Z 4=90 轮 1 的转速 n1=1400r/min, 转向如图示，试求系杆 H 的转速 nH的大小和方向:13、如图十三所示的周转轮系中,已知各轮齿数为 Z1=39,Z2=78,Z2=39,Z 3=20,试求传动比 iH3。图十三 图十四14、在图十四所示复合轮系中，已知各齿轮的齿数为Z1=17，Z 2=23，Z 2=20，Z 3=60， Z3=20，Z 4=40，构件 H 的转速 nH=200r/min, 转向如
19、图示，试求轮 4 的转速 n4的大小和转向。15、如图十五所示，一大传动比的减速器。已知其各轮的齿数为Z1=20，Z 2=40，Z 2=20，Z 3=60, Z3=30,Z 4=80，求该轮系传动比 i1H。21图十五 图十六16、如图十六所示轮系中，各齿轮为渐开线标准圆柱齿轮，作无侧隙传动，他们的模数也均相等，其转向见图，且已知齿轮 1、2，及 2齿数分别为Z1=20，Z 2=48，Z 2=20，求齿轮 3 齿数和传动比i1H。17、如图示行星轮系，已知各轮的齿数：Z1=Z3=80，Z 3=Z5=20，以及齿轮 1 的转速n1=70rmin,方向如图示。试求：齿轮 5 的转速 n5的大小和方
20、向。参考答案第二章 机械的结构分析二、综合题1n = 7 ，p l = 9 ，p h = 1 297323lPF从图中可以看出该机构有 2 个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。2 （a）D、E 处分别为复合铰链（2 个铰链的复合） ；B 处滚子的运动为局部自由度；构件 F、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。n = 8 ， pl = 11 ，p h = 1 128323lP3 （c）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 376lF（e）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0221027323hlPnF4 （a）n = 5 ，p l = 7 ，p
21、 h = 05l级组 级组因为该机构是由最高级别为级组的基本杆组构成的，所以为级机构。（c）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 01725323lPF级组因为该机构是由最高级别为级组的基本杆组构成的，所以为级机构。5 n = 7 ，p l =10 ，p h = 0127323lPF级组 级组当以构件 AB 为原动件时，该机构为级机构。23级组 级组 级组 当以构件 FG 为原动件时，该机构为级机构。可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。6 （a）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 104232lPF因为机构的自由度为 0，说明它根本不能运动。而要使机构具
22、有确定的运动，必须使机构有 1 个自由度（与原动件个数相同） 。其修改方案可以有多种，下面仅例举其中的两种方案。n = 4 ， pl = 5 ，p h = 11524323lPF此时机构的自由度数等于原动件数，故机构具有确定的运动。第三章 平面机构的运动分析一、综合题1、解：242、由相对瞬心 的定义可知： 13PLOLO131所以 03/方向为逆时针转向， （如图所示） 。3、解：1）计算此机构所有瞬心的数目K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=15；2）如图所示，为了求传动比 1/2，需找出瞬心 P16、P 36、P 12、P 23，并按照三心定理找出 P13；3)根据 P13 的定义可
23、推得传动比 1/2 计算公式如下：13612DKA25由于构件 1、3 在 K 点的速度方向相同，从而只 和 同向。314、解：1）以选定的比例尺 作机构运动简图（图 b） 。12）求 cv定出瞬心 的位置（图 b） ，因为 为构件 3 的绝对瞬心，有13P13P132/BPABlvll=10 0.06/0.003 78=2.56（rad/s）=0.4(m/s)130.5.6cC3)定出构件 3 的 BC 线上速度最小的点 E 的位置因为 BC 线上的速度最小点必与 点的距离最近，故从 引 BC 的13P13P垂线交于点 E，由图可得26=0.357（m/s）130.346.52ElPv4)定
24、出 时机构的两个位置（见图 c，注意此时 C 点成为构件 3C的绝对瞬心） ，量出1=26.4； 2=226.65、解：6、解：（1）把 B 点分解为 B2 和 B3 两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下：2323 Bvv方向 AB AB 向下 /BC大小 ? 1lAB ? rBkBBtCBnB aaa 2323233 方向 BC BC BA BC 向下 BC大小 32lBC ? 12lAB 23vB3B2 ?27（2）标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向如下：7、解：AB(B1,B2,B3)V112333 1212BBvv大小 ？
25、 V 1 ？方向 AB 水平 /导路3=VB2 / LAB =pb2v /LABrBkBBtBnBB aaa 1212122 大小 32LAB ？ 0 0 ?方向 AB AB /导路3=aB2t / LAB = nb2 a /LAB8、解：根据速度多边形判断如下：第一步：由 pb 方向得杆 2 角速度方向如图所示；第二步：把矢量 c3c2 绕 2 方向旋转 90 度得 方向。23kca n289、解：在 a)图机构中存在哥氏加速度，但在导杆 3 的两个极限摆动位置时，以及滑块 2 相对于导杆 3 的两个极限滑动位置时，哥氏加速度为零。这是因为前者的瞬时牵连转速为零，而后者的瞬时相对平动为零，均
26、导致哥氏加速度瞬时为零；相应的机构位置图略在 b)图机构中由于牵连运动为平动，故没有哥氏加速度存在。10、解：11、解：BCBCvv22方向 DC AB 向右 BC大小 ? 1lAB ?2424CCvv方向 AC DC AC大小 ? 2lDC ?标出顶点如图所示。12、解 ：1）以 做机构运动简图12）速度分析 根据 CBv以 做其速度多边形（图 b）0根据速度影像原理，做 ce，且字母顺序一致得点 e，由图BCE得：（顺时针）0.562EVvpe.31(/)ms2/05.7vBCwbcl29（逆时针）2.5(/)rads3/0.3/.045vCDpcl=3.27（rad/s）3）加速度分析
27、根据机速度矢量方程nCDtntcCBCBaa以 做加速度多边形（图 c）1根据加速度影像原理，做 ，且字母顺序beE一致得点 由图点得e0.573.(/)Eapms2/tZcbabclnl（逆时针）19.6(/)rads第四章 平面机构的力分析+第五章 效率和自锁三、综合题1、解：此传动装置为一混联系统。圆柱齿轮 1、2、3、4 为串联圆锥齿轮 5-6、7-8、9-10、11-12 为并联。此传动装置的总效率2、解：设机构 3、4、5、6、7 组成的效率为 3，则机器的总效率为 =1232341295.0.683.02534125 61 23 471 25 6 7P2P23 4PrPr30而 ， P2 34= Pr ，P 2 567= Pr23r将已知代入上式可得总效率 =123=0.8373、解：6、解：8、解：三、计算题CR32BR12 2AR21BR411M1145 1W 2W bW
