1、第二章 机构的结构分析一填空题1组成机构的基本要素是 和 。机构具有确定运动的条件是： 。2在平面机构中，每一个高副引入 个约束，每一个低副引入 个约束，所以平面机构自由度的计算公式为 F = 。应用该公式时，应注意的事项是： 。3机构中各构件都应有确定的运动，但必须满足的条件是： 。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 DECHGFIB K123456789（a ） （b）3计算图示各机构的自由度。（a
2、） （b）（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）（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）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
3、表达式，并标明方向。3、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 =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？6、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
4、)、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。7、已知图示机构中各构件的尺寸，原动件 1 以匀速 V1 移动，求出图示位置时构件 3 的角速度 3 和角加速度 3。要求列出矢量方程式、分析各矢量的大小和方向、作出速度与加速度多边形（可不按比例） 、并列出 3 和 3 表达式。8、回转导杆机构的速度多边形如图 2）所示，试判断其哥氏加速度 aKC2C3 的方向并标画在图上, 并写明判断的方法。ABV11239 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
5、位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。11、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：12、在图示的机构中，设已知各构件的长度 ， ，85ADlm25ABl, ,原动件以等角速度 转动，试用图解法求图示45CDlm70BCl 10/wrads位置时点 E 的速度 和
6、加速度 及构件 2 的角速度 及加速度 .EvEa22a13、在图示机构中，已知各构件的尺寸及原动件 1 的角速度 （为常数） ，试以1图解法求 时，构件 3 的角速度 及角加速度 （比例尺如图） 。 （应先写1903a出有关的速度、加速度矢量方程，再作图求解。 ）第四章 平面机构的力分析 +第五章 效率和自锁一、填空题1、在移动副中，如驱动力作用在 时，将发生自锁；在转动副中，如驱动力为一单力，且作用在 时，则将自锁；在螺旋副中，如果 时，其反行程也将发生自锁。2、斜面机构反行程的自锁条件为 v，其中 为斜面的倾斜角，而 v则为 。三角螺纹和矩形螺纹相比较， 更容易自锁，因为 。3、机器产生
7、“自锁”的原因是： 。4、机械效率是_ _ _的比值，按机械效率来确定机构自锁的条件 。5、当机械自锁时，其机械效率 。二、简答题1、何谓摩擦圆？以转动副联接的两构件，当外力（驱动力）分别作用在摩擦圆之内、之外，或与该摩擦圆相切时，两构件将各呈现何种相对运动状态？2、具有自锁的机构，其正、反行程的机械效率是否相等？为什么？3、何谓机构的自锁？试以具有自锁特性的螺旋千斤顶机构为例说明在什么情况下能运动？在什么情况下不能运动？4、铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？试加以说明。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
8、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、图示为由几种机构组成的机器传动简图。已知：1=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
9、力R21与 R41的方位。4、图 a） 、b）给出轴颈受力的两种情况，Q 为外载荷， 为摩擦圆半径。试画出5 61 23 471 25 6 73 4PrPr轴承对轴颈的总反力 R 并说明在此两种情况下该轴的运动状态（匀速、加速或减速转动） 。5、在图示机构中，已知各转动副中摩擦圆和移动副中的摩擦角 如图所示，P为驱动力，Q 为阻抗力，试在图上作出各运动副的总反作用力的方位。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 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。7、如图所示为颚式破碎机的两块颚板，设
10、料块为球形，料块与颚板间的磨擦系数为 f=0.2，若不计料块的重量，试求在破碎过程中，不会使料块向上跳开的两颚板之间的夹角 （咬角） 。8、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。10、图示压榨机在驱动力 P 作用下产生压榨力 Q。设各转动副 A、 B、 C、 D 处的摩擦圆及移动副的摩擦角 如图示。试在机构图上画出各运动副的反力(作用线位置与力
11、指向)；注：图中细线圆为摩擦圆。11、图示为凸轮连杆组合机构运动简图。凸轮为原动件，滑块上作用有工作阻力 Q，各转动副处的摩擦圆(以细线圆表示)及滑动摩擦角 如图示。试：(1)在简图上画出各运动副处的约束反力(包括作用线位置与指向)；(2)画出力多边形；（可不按比例，但力的方向必须正确）第六章 机械的平衡一、填空题1、刚性转子在 的情况下，可以只进行静平衡；而当进行动平衡时，平衡平面最少应选 个，这是因为 。2、在图示（a ） 、 （b） 、 （c）三根轴中，已知 ，并作4321rmrm轴向等间隔布置，且都在曲轴的同一含轴平面内，则其中 轴已达到静平衡， 轴已达到动平衡。 1rm2r 3rm4
12、r （a ） 1rm2r 3rm4r （b）1rm2r3rm 4r (c)3、刚性转子静平衡的条件是 ；而动平衡的条件是 。4、设计形体不对称的回转零件时，要进行平衡计算，但在制造过程中还要安排一道 工序，这是因为 。5、只使刚性转子的 得到平衡称为静平衡，此时只需要在 个平面中增减质量；使 和 同时得到平衡称为动平衡，此时至少要在 个选定的平衡面中增减质量。6、质径积是指转子的 与 的乘积；残余不平衡质径积相同，但质量不同的两转子，质量 的转子的平衡精度高。7、在图（a） 、 （b） 、 （c ）中， S 为总质心，图 总的转子只是静不平衡，图 中的转子是动不平衡。 s 1se 2s1s2s
13、(a) (b) (c)8、对于轴向尺寸较小的盘状转子，它们的质量分布可视为 ，这是进行的平衡称为 平衡；而对轴向尺寸较大的转子，应进行 平衡。9、如图所示两个转子，已知 ，转子（a）是 不平衡的，21rm转子（b）是 不平衡的；转子 可以选出一个平衡平面，在其上加（减）一个平衡质量使之达到平衡。1rm2 1rm2r (a) (b)二、简答题1、何谓转子的静平衡和动平衡？不考虑动平衡的动平衡是否总是有利的，为什么？三、综合题1、如图所示盘状转子上有两个不平衡质量：kg， kg， mm， mm，相位如图所示。现用去重法5.m8.02140r1802r来平衡，求所需挖去的质量大小和相位（设挖去质量处
14、的半径 mm） 。140r m1 r1 m2 r2 第七章 机械的运转及其速度波动的调节一、填空题1、等效质量（或等效转动惯量）的值是 的函数，只与 有关，而与机器的 无关。2、按 的原则来计算等效力矩，按 的原则来计算转动惯量。3、机器的稳定运转可以分为 速稳定运转和 速稳定运转两种情况，前者机器的驱动功 与阻抗功 的关系是 dWr；后者机器的驱动功 与阻抗功 的关系是 。dWr4、调节机器周期性速度波动的方法是 ；非周期性速度波动的调节方法是用 来实现的。5、机器中安装飞轮，除了可用以 之外，同时还可用以 。6、从量角度看，机器在一个稳定运动循环内，其 与 应相等；如果它们不仅在一个稳定运
15、动循环内相等，而且在任何一个瞬时都相等，则该机器将作 运转。7、机器在稳定运转状态下，作周期性速度波动的条件 。8、机器运转过程中产生周期性速度波动的主要原因是 。二、简答题1、何谓机器的周期性速度波动？波动幅度大小应如何调节？能否完全消除周期性速度波动，为什么？2、等效质量的等效条件是什么？如果不知道机构的真实运动，能否求得等效质量，为什么？3、通常，机器的运转分为几个阶段以及各阶段的功能特征是什么？何谓等速稳定运转和周期性变速稳定运转？4、分别写出机器在启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段的功能关系的表达式，并说明原动件角速度的变化情况。5、什么是等效力的等效条件？6、机器运转的周期性及非周期
16、性速度波动的性质有何区别，各用什么方法加以调节？三、综合题1、在图示曲柄滑块机构中，设已知各构件的尺寸、质量 、质心位置 、转动mS惯量 、构件 1 的角速度 。又设该机构上作用有外力（矩） 、 、 如sJ1M3R2F图所示。试写出在图示位置是以构件 1 位等效构件的等效力矩和等效转动惯量的计算式和推导过程。1J 1m 1 1M 2sJ 2m 2S 3m )(3S 3R )(1SA B C 1 2 2、在某机器中，设取其主轴为等效构件，已知其在一个稳定运动循环（ ）中2的等效阻力矩 如图所示，又已知其等效驱动力矩 为常数。若不计机器中erMedM各构件的等效转动惯量。试求为保证机器主轴在 15
17、00r/min 的转速下运转，且运转不均匀系数 =0.05 时，应在主轴上加装的飞轮的转动惯量 及主轴的最大和 FJ最小角速度 、 。maxin3、在电动机驱动的剪床中，作用在主轴（等效构件）上的等效阻抗力矩 曲线erM如图所示，周期为 ，主轴在 1500r/min 的转速下运转，且要求不均匀系数20.05。若等效驱动力矩 为常数。试问：edM（1）等效驱动力矩 为多少？ed（2）等效构件的最大和最小角转速度为多少？（3）求应加在等效构件上的飞轮转动惯量 。FJ4、某机组一个稳定运动循环对应于等效构件的一转。已知等效阻抗力矩 曲线erM如图所示，等效驱动力矩 为常数，等效构件上的平均转速为 1
18、00r/min，其edM转速误差不超过 。求装在等效构件上的飞轮的转动惯量 （不计其余构%1 FJ件的质量和转动惯量） 。160 0 2 )(mNMe erM 2/ 4/3 20 30 0 3/4 2 )(mNMe erM 3/2 80 0 4/5 2 )(mNMe erM 2/ 40 5、已知某机器主轴转动一周为一个稳定运动循环，取主轴为等效构件，其等效阻抗力矩 曲线如图所示，等效驱动力矩 为常数，并假定等效转动惯量erMedM为常数，求：（1）求出最大盈亏功，并指明与最大角速度 和最小角速度eJ max对应 角在什么位置；（2）说明减小速度波动可采取的方法。min6、某机器在一个稳定运动循
19、环中的等效驱动力矩 和等效阻抗力矩 曲线如edMerM图所示。由 和 所围成的各块面积所代表的功分别为 、edMer JF150、 、 、 ，设等效转动惯量 为常数，JF102J403JF104J105e试确定与等效构件的最大角速度 和最小角速度 对应的等效构件的转角maxmin在什么位置？机器的最大盈亏功是多少？ F1 F2 F3 F4 F5 0 a b c d 0 Med Mer 7、在图示对心曲柄滑块机构中，曲柄 1 为原动件，沿顺时针方向以匀角速度转动。各杆的长度 、质量 、质心位置 及各杆绕其质心轴的转动惯量iLimiS10 0 3/4 2 )(mNMe erM 3/4 edM a
20、b c d a 均已知。又知滑块上和曲柄上作用有阻力 和阻力矩 ，若以曲柄为等效siJ P1M构件，要求：（1）列出作用在等效构件上的等效力矩 和等效转动惯量 的eeJ计算式；（2）在图上画出等效力矩的方向；（3）说明等效力矩 或等效转e动惯量 是机构什么参数的函数，为什么？eJ 1sJm 1 M 2sJS 3mS P A B CS 8、一机械系统，当取其主轴为等效构件时，其其等效阻抗力矩 曲线如图所示。erM已知等效驱动力矩 为常数，机械主轴的转速为 1000r/min。若不计其余构件edM的转动惯量，试问：（1）当要求不均匀系数 0.05 时，应在主轴上安装一个转动惯量 为多少的飞轮；（2
21、）如不计摩擦损失，驱动此机器的原动机需要FJ多大功率？ 10 60 0 3/5 2 )(mNMe erM第八章 平面连杆机构及其设计一、填空题1、下左图示运动链，当选 杆为机架时为双曲机构；选择 杆为机架时为双摇杆机构；选择 杆为机架时则为曲柄摇杆机构。2、上右图为一对心曲柄滑块机构，若以滑块 3 为机架则该机构转化为 机构；若以构件 2 为机架，则该机构转化为 。3、平面铰链四杆机构变换机架（倒置）以后，各杆间的相对运动不变，其理由是 。4、平面铰链四杆机构的死点位置是指 的位置。5、平面铰链四杆机构有曲柄的条件是：1） ；2） 。二、综合题1、试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各
22、为何种机构，在图 a 中偏心盘 1 绕固定轴 O 转动，迫使滑块 2 在圆盘 3 的槽中来回滑动，而圆盘 3 又相对于机架 4 转动；在图 b 中偏心盘 1 绕定轴 O 转动，通过构件 2，使滑块 3 相对于机架 4 往复移动。 （图 a 的机构运动简图可有两种表达方式，绘出其中之一即可。 ）图 a 图 b2、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 。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。1) 设曲柄为主动件，滑块朝右为工作行程，确定曲柄的
23、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 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
24、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
25、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。10、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
26、=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 =800mm，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
27、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 。4)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？第九章 凸轮机构及其设计一、单选题1、与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是_。（A）惯性力难以平衡 （B）点、线接触，易磨损（C）设计较为复杂 （D）不能实现间歇运动2、与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是_。（A）可实现各种预期的运动规律 （B）便于润滑（C）制造方便、易于获得较高的精度 （D）从动件的行程可较大3、_盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。（A）摆动尖顶推杆 （B）直动滚子推杆（C）摆动平底推杆 （D）摆动滚子推杆4、对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆相比，两者在推程段最大压力角的关系为_。
