机械原理题库二
一、判断下述各结论对错，对的画“V”号，错的画“X”号。
1、U级机构中，最多允许含有一个川级杆组。
(X)
2、机构中速度相同的二点，在速度多边形上的影像是同一点。
(V)
3、斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高大于法面齿顶高。
(X)
4 两构件构成咼副时，其瞬心一定在接触点上。
(X)
5、机构正行程效率为，反行程效率为，则二者大小关系是1 。(X) 6斜齿圆柱齿轮的端、法面模数的关系为：m n m t/cos 。
( X )
7对心曲柄滑块机构中，若曲柄为主动件，则滑块的行程速比系数一定等于1。
(V)
8周转轮系的转化轮系是相对系杆的定轴轮系。
(V)
9从减小飞轮的转动惯量出发，飞轮最好是安装在机器的高速轴上。
(V)
10 ?满足动平衡条件的刚性转子也满足静平衡条件。
(V)
二、填空题。
1 ?若由k个构件(含机架)组成的机构，则其总的瞬心数目为k=n(n-1)/2。平面
五杆机构共有10个速度瞬心，其中4个是绝对瞬心。
2 ?构件是独立的运动单元；零件是独立的制造单元。
3 ?偏置曲柄滑块机构中，从动件滑块的行程速比系数K大于1。
4. 当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角总是出现在曲柄与机架成一
条直线时。
5. 对心曲柄滑块机构，曲柄长为a，连杆长为b，则其最小传动角为arccos(a/b)。
6. 曲柄摇杆机构的死点位置发生在从动杆与连杆共线位置。
7. 渐开线标准直齿圆柱齿轮分度圆与节圆的区别在于分度圆是齿轮上具有标准
摸数和标准压力角的圆，d=mz，大小不变；而节圆是一对齿轮啮合时，两齿轮在节点处相切的一对圆，其大小随安装中心距的变化而变化r；a' /（1 i）。
8 ?刚性转子的静平衡就是要使惯性力之和为零。而刚性转子的动平衡要使惯性_
力之和以及惯性力矩之和均为零。
9 ?作转子静平衡时，至少选一个校正平面（平衡平面）；而动平衡时，至少选两个校正平面（平衡平面）。
10 ?渐开线直齿外啮合正传动的一对齿轮，可满足的中心条件是 a a。
11 ?斜齿轮的端面压力角t与法面压力角n相比较应是t n。
12 ?铰链四杆机构中，有两个构件长度相等且为最短，其余两构件长度不同，若
取一个最短构件做机架，则得到双摇杆机构。
13 ?在曲柄滑块机构中。若增大曲柄长度，则滑块行程将增 _
14 .一对平行轴斜齿轮传动，其传动比i12 一定等于Z v2 /Z v1。
15.某锥齿轮齿数为z，分度圆锥角为，则当量齿数z v z/cos
16 .机器周期性速度波动采用飞轮调节,非周期性速度波动采用调速器调节。
17 .对心曲柄滑块机构的极位夹角等0所以没有急回特性。
18 .渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是重合度大于或等于 1 。
19 .用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是齿条_____
极限啮合点。
、解答下列各题
1
3
7=1 2、在图4-2所示机构中，AB = AC , 用瞬心法说明当构件1以等角速度转动时, 构件3与机架夹角屮为多大时，构件
3的33与31相等。
R3巳4 R3 P 14 3时 P 13 P 34 P 13 P
14 当书=90。时，P13趋于无穷远处, P
13 P 34 P 13 P 14
3、图示凸轮机构，基圆半径r 6cm。廓线BK为基圆切线，且BK 2r。若凸
轮由图示位置逆时针转过30；，请在图
中标出从动杆位移s及廓线接触点处压力
角。并计算出s ? ?
解：
s BB ,如图所示
s r cos3O r 0.928cm
*
30
4、一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知:
a=100mm，Z1=20，Z2=30, a=20 ,da仁88mm。
(1)试计算下列几何尺寸：
①齿轮的模数m ；
②两轮的分度圆直径di ,d2 ;
③两轮的齿根圆直径df1 , df2 ;
④两轮的基圆直径db1 , db2 ;
⑤顶隙C o
(2)若安装中心距增至a'102mm，试问：
①上述各值有无变化，如有应为多少？
②两轮的节圆半径r',r'和啮合角a'为多少
解：
(1) 几何尺寸计算
①模数m:
m=2a/(Z1+Z2)=2 X 100/(20+30)mm=4mm
②齿根圆直径di ,d2:
d1=mZ1=4 X20mm=80mm
d2=mZ2=4 X30mm=120mm
齿根圆直径dfl ,df2 :
df仁d1-2hf=[80-2 X4X (1+0.25)]mm=70mm df2=d2-2hf=[120-2 X4X (1+0.25)]mm=110mm
(其中:h*a=(da1-d1)/(2m)=1,c*=0.25)
基圆直径db1 ,db2 :
db仁d1cos a=80X cos200mm=75.175mm
db2=d2=d2cos a=120 X cos200mm=112.763mm
顶隙c:
c=c*m=0.25 X4mm=1mm
(2) 安装中心距增至a\=102mm 时，则有：
上述各值中，只顶隙一项有变化:c=(1+2)mm=3mm
节圆半径r1 , r2和啮合角：
=arcos(acos a\)=arcos(100 X cos200/102)=22.8880
r1=rb1/cos =40.8mm
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 机械原理大作业二 课程名称： 机械原理 设计题目： 凸轮机构设计 一．设计题目 设计直动从动件盘形凸轮机构， 1.运动规律（等加速等减速运动） 推程 0450≤≤? 推程 009045≤≤? 2.运动规律（等加速等减速运动） 回程 00200160≤≤? 回程 00240200≤≤? 三．推杆位移、速度、加速度线图及凸轮s d ds -φ 线图 采用VB 编程，其源程序及图像如下： 1.位移： Private Sub Command1_Click() Timer1.Enabled = True '开启计时器 End Sub Private Sub Timer1_Timer() Static i As Single
Dim s As Single, q As Single 'i作为静态变量，控制流程；s代表位移；q代表角度 Picture1.CurrentX = 0 Picture1.CurrentY = 0 i = i + 0.1 If i <= 45 Then q = i s = 240 * (q / 90) ^ 2 Picture1.PSet Step(q, -s), vbRed ElseIf i >= 45 And i <= 90 Then q = i s = 120 - 240 * ((90 - q) ^ 2) / (90 ^ 2) Picture1.PSet Step(q, -s), vbGreen ElseIf i >= 90 And i <= 150 Then q = i s = 120 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlack ElseIf i >= 150 And i <= 190 Then q = i s = 120 - 240 * (q - 150) ^ 2 / 6400 Picture1.PSet Step(q, -s), vbBlue ElseIf i >= 190 And i <= 230 Then
今天和寝室的兄弟聊起来考研成绩的事情，又突然想起一直想写个回忆版的试题，呵呵。 有点记不清了，大概地写写吧。 Date：2012.1.27 有更早的大家可以自行斟酌。（我写的大都是我记住的一些内容，很少，聊胜于无吧） 今年大纲上说有选择，其实没有，呵呵，被骗到了。题目的分值分布和之前相似 网上有08和08之前的，我是从同学那里拷的，比较好找。之后因为政策改革，专业课真题不外漏，考完就没。（08以及之前许多学校提供真题的，有些学校现在好像也有） 判断： 和往年的差不多，比较简单。（07以及之前的） 比如：斜齿轮的参数的大小的判断等等。 简答： 1 偏执曲柄滑块机构的结构图，尺寸关系，曲柄存在条件。 2 主动轴匀速转动，从动轴单向连续不匀速转动，试举出两种机构。 3 正变位齿轮系数的变化 4 棘轮传动的一些性质（记不清了，好像是） 5凸轮内容或者齿轮标准安装 6. ** 这里应该是有五道或者六道小题。都比较简单。我记住了第一和第二题，是因为这两个题目出的有点意思。3,4是在写后面的时候记起来的，不知道究竟是不是，但3应该是有的。 第一个题目还有一问是行程H和2a的大小关系。听说工大的课本上有，但是郑文伟树上貌似没有，考场上开始的时候空过去了，后来想了一下，感觉就是三角形存在的条件。 第二个题目，怎么说呢，今天问同学，他说K不等于1的双曲柄可以，我当时没想到，呵呵。另外一种我觉得是椭圆齿轮，这个在课本上提了一些。 ** 计算（大纲里说是计算题，综合题。我做完觉得就是计算题） 1 杆组的自由度 自由度，自己选原动件拆杆组，都很基础。 有三角杆件那种，构成一个件。 有复合铰链。 好像没高副低代。
一、是非题，判断下列各题,对的画“√”，错的画“×”（每题2分，共10分） 1、Ⅱ级机构的自由度不能大于2；（×） 2、铰链四杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短杆。（×） 3、当凸轮机构的压力角过大时，机构易出现自锁现象。（√） 4、国产标准斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高等于法面齿顶高；（√） 5、棘轮机构和槽轮机构都是间歇运动机构。（√） 1、机构中与机架相联的每个主动件相对机架可以有两个以上的独立运动。（×） 2、摆动导杆机构中的导杆一定具有急回特性（曲柄为原动件）。（√） 3、直动从动件盘形凸轮机构可以用增大基圆半径的方法减小其推程压力角。（√） 4、与标准齿轮相比，负变位齿轮的分度圆变大。（×） 5、标准直齿圆柱齿轮外啮合时，只能有1对轮齿啮合。（×） 1、机构是具有确定运动的运动链。（√） 2、直动从动件盘形凸轮机构中进行合理偏置是为了减小推程压力角和回程压力角。（×） 3、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。（√） 4、用成形铣刀加工渐开线直齿圆柱齿轮时，一定会发生根切现象。（×） 5、直齿圆锥齿轮的标准模数是指中间截面的模数；（×）
二、单项选择题（每小题2分，共10分） 1、在铰链四杆机构中，取（ B ）杆作为机架，则可得到双摇杆机构。 A ．最短杆； B ．最短杆的对边； C ．最长杆； D ．连杆 2、下列为空间齿轮机构的是（ A ）机构。 A ．圆锥齿轮；B ．人字齿轮； C ．平行轴斜齿圆柱齿轮；D ．直齿圆柱齿轮 3、表征蜗杆传动的参数和几何尺寸关系的平面应为（ C ）。 A ．轴面； B ．端面； C ．中间平面； D ．法面 4、在机构中原动件数目（ B ）机构自由度时，该机构具有确定的运动。 A ．小于；B ．等于；C ．大于；D ．大于等于 5、 作连续往复移动的构件，在行程的两端极限位置处，其运动状态必定是（ C ）。 A ．0=v ，0=a ； B ．0≠v ，0=a ； C ．0=v ，0≠a ； D ．0≠v ，0≠a 。 1、平面连杆机构是由若干构件和（ A ）组成的平面机构。 A ．低副； B ．高副； C ．连杆； D ．零件 2、计算周转轮系传动比时，对应原来周转轮系的“转化机构”应该是（ B ）。 A ．行星轮系； B ．定轴轮系； C ．混合轮系； D ．差动轮系； 3、对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用（ C ）运动规律。 A ．等速； B ．等加速等减速； C ．正弦加速度； D ．余弦加速度。 4、下面哪项不属于齿轮的参数（ D ） A ．齿数； B ．模数； C ．压力角； D ．中心距； 5、机构进行高副低代时每个虚拟构件及其运动副的自由度数应为（ A ）。 A ．-1 ； B ．0 ； C ． +1 ； D ．+2 ； 1、平面低副所受的约束数为( B ) 。 A ．1 ； B ．2 ； C ． 3； D ．4 2、仅用简单的线条和规定的符号代表构件和运动副所绘制的简图称为( B )。 A ．机构运动简图 ；B ．机构示意图；C ．运动线图；D ．机构装配图 3、凸轮机构从动件选用等加速、等减速运动规律的主要缺点是会产生( B )。 A ．刚性冲击 B ．柔性冲击 C ．振动 D ．刚性冲击和柔性冲击 4、轮系运动时，各轮轴线位置都固定不动的称为( D )。 A ．周转轮系 ；B ．混合轮系 ；C ．行星轮系；D ．定轴轮系 5、平面连杆机构中， 当传动角较大时，则机构的( A )。 A ．传动性能较好；B ．传动性能较差；C ．自锁性能好； D ．效率较低。
第七版机械原理复习题 第2章机构的结构分析 一、填空题 8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生一个约束，而保留了两个自由度。 10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。 11.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入2个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph。 12.平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1。 13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为2，至少为1。 14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性（能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动，即确定应具有的原动件数。 15.在平面机构中，具有两个约束的运动副是低副，具有一个约束的运动副是高副。 三、选择题 3.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于 B 。(A)0; (B)1; (C)2 4.原动件的自由度应为B。(A)-1; (B)+1; (C)0 5.基本杆组的自由度应为 C 。(A)-1; (B)+1; (C)0。 7.在机构中原动件数目B机构自由度时，该机构具有确定的运动。(A)小于(B)等于(C)大于。 9.构件运动确定的条件是C。(A)自由度大于1；(B)自由度大于零；(C)自由度等于原动件数。 七、计算题 1.计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。 1.解E为复合铰链。F n p p =--=?-?= 3392131 2 L H 6.试求图示机构的自由度（如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需指明所在之处）。图中凸轮为定径凸轮。
机械原理大作业 二、题目（平面机构的力分析） 在图示的正弦机构中,已知l AB =100 mm,h1=120 mm,h2 =80 mm,W1 =10 rad/s(常数)，滑块2和构件3的重量分别为G2 =40 N和G3 =100 N,质心S2 和S3 的位置如图所示，加于构件3上的生产阻力Fr=400 N，构件1的重力和惯性力略去不计。试用解析法求机构在Φ1=60°、150°、220°位置时各运动副反力和需加于构件1上的平衡力偶M 。 b Array 二、受力分析图
三、算法 (1)运动分析 AB l l =1 滑块2 22112112/,/s m w l a s m w l v c c == 滑块3 21113113/cos ,sin s m l w v m l s ??== 212 113/sin s m w l a ?-= (2)确定惯性力 N w l g G a m F c 2 1122212)/(== N w l g G a m F 121133313sin )/(?-== (3)受力分析 i F F i F F x R D R x R C R 43434343,=-= j F j F F R R R 232323-==
j F i F j F i F F R x R y R x R R 2121121212--=+= j F F F y R x R R 414141+= 取移动副为首解副 ① 取构件3为分离体，并对C 点取矩 由0=∑y F 得 1323F F F r R -= 由0=∑x F 得 C R D R F F 4343= 由 ∑=0C M 得 2112343/cos h l F F R D R ?= ②取构件2为分离体 由0=∑x F 得 11212cos ?R x R F F = 由0 =∑y F 得 1123212sin ?F F F R y R -= ③取构件1为分离体，并对A 点取矩 由0=∑x F 得 x R x R F F 1241= 由0 =∑ y F 得 y R y R F F 1241= 由0=A M 得 1132cos ?l F M R b = 四、根据算法编写Matlab 程序如下： %--------------已知条件---------------------------------- G2=40; G3=100; g=9.8; fai=0; l1=0.1; w1=10; Fr=400; h2=0.8; %--------分布计算，也可将所有变量放在一个矩阵中求解------------------- for i=1:37 a2=l1*(w1^2); a3=-l1*(w1^2)*sin(fai); F12=(G2/g)*a2;
2 平面机构的运动分析 1.图 示 平 面 六 杆 机 构 的 速 度 多 边 形 中 矢 量 ed → 代 表 ， 杆4 角 速 度 ω4的 方 向 为 时 针 方 向。 2.当 两 个 构 件 组 成 移 动 副 时 ，其 瞬 心 位 于 处 。当 两 构 件 组 成 纯 滚 动 的 高 副 时， 其 瞬 心 就 在 。当 求 机 构 的 不 互 相 直 接 联 接 各 构 件 间 的 瞬 心 时， 可 应 用 来 求。 3.3 个 彼 此 作 平 面 平 行 运 动 的 构 件 间 共 有 个 速 度 瞬 心， 这 几 个 瞬 心 必 定 位 于 上。 含 有6 个 构 件 的 平 面 机 构， 其 速 度 瞬 心 共 有 个， 其 中 有 个 是 绝 对 瞬 心， 有 个 是 相 对 瞬 心。 4.相 对 瞬 心 与 绝 对 瞬 心 的 相 同 点 是 ，不 同 点 是 。 5.速 度 比 例 尺 的 定 义 是 ， 在 比 例 尺 单 位 相 同 的 条 件 下， 它 的 绝 对 值 愈 大， 绘 制 出 的 速 度 多 边 形 图 形 愈 小。 6.图 示 为 六 杆 机 构 的 机 构 运 动 简 图 及 速 度 多 边 形， 图 中 矢 量 cb → 代 表 ， 杆3 角 速 度ω3 的 方 向 为 时 针 方 向。 7.机 构 瞬 心 的 数 目N 与 机 构 的 构 件 数 k 的 关 系 是 。 8.在 机 构 运 动 分 析 图 解 法 中， 影 像 原 理 只 适 用 于 。
9.当 两 构 件 组 成 转 动 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 处； 组 成 移 动 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 处； 组 成 兼 有 相 对 滚 动 和 滑 动 的 平 面 高 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 上。 10..速 度 瞬 心 是 两 刚 体 上 为 零 的 重 合 点。 11.铰 链 四 杆 机 构 共 有 个 速 度 瞬 心，其 中 个 是 绝 对 瞬 心， 个 是 相 对 瞬 心。 12.速 度 影 像 的 相 似 原 理 只 能 应 用 于 的 各 点， 而 不 能 应 用 于 机 构 的 的 各 点。 13.作 相 对 运 动 的3 个 构 件 的3 个 瞬 心 必 。 14.当 两 构 件 组 成 转 动 副 时， 其 瞬 心 就 是 。 15.在 摆 动 导 杆 机 构 中， 当 导 杆 和 滑 块 的 相 对 运 动 为 动， 牵 连 运 动 为 动 时， 两 构 件 的 重 合 点 之 间 将 有 哥 氏 加 速 度。 哥 氏 加 速 度 的 大 小 为 ； 方 向 与 的 方 向 一 致。 16.相 对 运 动 瞬 心 是 相 对 运 动 两 构 件 上 为 零 的 重 合 点。 17.车 轮 在 地 面 上 纯 滚 动 并 以 常 速 v 前 进， 则 轮缘 上 K 点 的 绝 对 加 速 度 a a v l K K K KP ==n /2 。 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -( ) 18.高 副 两 元 素 之 间 相 对 运 动 有 滚 动 和 滑 动 时， 其 瞬 心 就 在 两 元 素 的 接 触 点。- - - ( ) 19.在 图 示 机 构 中， 已 知ω1 及 机 构 尺 寸， 为 求 解C 2 点 的 加 速 度， 只 要 列 出 一 个 矢 量 方 程 r r r r a a a a C B C B C B 222222=++n t 就 可 以 用 图 解 法 将 a C 2求 出。- - - - - - - - - - - - - - - - - - ( ) 20.在 讨 论 杆2 和 杆3 上 的 瞬 时 重 合 点 的 速 度 和 加 速 度 关 系 时， 可 以 选 择 任 意 点 作 为 瞬 时 重 合 点。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( )
Harbin Institute of Technology 机械原理大作业（一） 课程名称：机械原理 设计题目：连杆机构运动分析 院系：机电工程学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师：
一、题目（13） 如图所示机构，已知各构件尺寸：Lab=150mm;Lbc=220mm;Lcd=250mm;Lad=300mm;Lef=60mm;Lbe=110mm;EF⊥BC。试研究各杆件长度变化对F点轨迹的影响。 二、机构运动分析数学模型 1.杆组拆分与坐标系选取 本机构通过杆组法拆分为： I级机构、II级杆组RRR两部分如下：
2.平面构件运动分析的数学模型 图3 平面运动构件（单杆）的运动分析 2.1数学模型 已知构件K 上的1N 点的位置1x P ,1y P ，速度为1x v ,1Y v ，加速度为1 x a ，1y a 及过点的1N 点的线段12N N 的位置角θ，构件的角速度ω，角加速度ε，求构件上点2N 和任意指定点3N （位置参数13N N ＝2R ，213N N N ∠＝γ）的位置、 速度、加速度。 1N ，3N 点的位置为： 211cos x x P P R θ=+ 211sin y y P P R θ=+ 312cos()x x P P R θγ=++ 312sin()y y P P R θγ=++ 1N ，3N 点的速度，加速度为： 211211sin ()x x x y y v v R v P P ωθω=-=-- 211121sin (-) y y y x x v v R v P P ωθω=-=- 312131sin() () x x x y y v v R v P P ωθγω=-+=--312131cos()() y y y x x v v R v P P ωθγω=-+=-- 2 212121()()x x y y x x a a P P P P εω=---- 2 212121()() y y x x y y a a P P P P εω=+--- 2313131()()x x y y x x a a P P P P εω=---- 23133(1)(1) y y x x y y a a P P P P εω=+--- 2.2 运动分析子程序 根据上述表达式，编写用于计算构件上任意一点位置坐标、速度、加速度的子程序如下： 1>位置计算 function [s_Nx,s_Ny ] =s_crank(Ax,Ay,theta,phi,s) s_Nx=Ax+s*cos(theta+phi); s_Ny=Ay+s*sin(theta+phi); end 2>速度计算 function [ v_Nx,v_Ny ] =v_crank(s,v_Ax,v_Ay,omiga,theta,phi) v_Nx=v_Ax-s*omiga.*sin(theta+phi); v_Ny=v_Ay+s*omiga.*cos(theta+phi); end 3>加速度计算 function [ a_Nx,a_Ny ]=a_crank(s,a_Ax,a_Ay,alph,omiga,theta,phi) a_Nx=a_Ax-alph.*s.*sin(theta+phi)-omiga.^2.*s.*cos(theta+phi);
第二早 4 .在平面机构中，具有两个约束的运动副是 移动副或转动副；具有一个约束的运动副是 高副。 5. 组成机构的要素是 构件和转动副；构件是机构中的_运动—单元体。 6. 在平面机构中，一个运动副引入的约束数的变化范围是 1-2。 7 ?机构具有确定运动的条件是 _（机构的原动件数目等于机构的自由度） 。 8 .零件与构件的区别在于构件是 运动的单元体，而零件是 制造的单元体。 9 .由M 个构件组成的复合铰链应包括 m-1个转动副。 10 .机构中的运动副是指 两构件直接接触所组成的可动联接 。 1?三个彼此作平面平行运动的构件共有 3个速度瞬心，这几个瞬心必定位于 同一直线上。 2 .含有六个构件的平面机构， 其速度瞬心共有15个，其中有5个是绝对瞬心，有10个是相对 瞬心。 3 .相对瞬心和绝对瞬心的相同点是 两构件相对速度为零的点，即绝对速度相等的点 ， 不同点是绝对瞬心点两构件的绝对速度为零，相对瞬心点两构件的绝对速度不为零 。 4.在由N 个构件所组成的机构中，有 （N-1）（N/2-1）个相对瞬心，有 N-1个绝对瞬心。 5?速度影像的相似原理只能应用于 同一构件上_的各点，而不能应用于机构的 不同构件上的各 点。 6 ?当两构件组成转动副时，其瞬心在 转动副中心处；组成移动副时，其瞬心在 移动方向的垂 直无穷远处处；组成纯滚动的高副时，其瞬心在 高副接触点处。 7 .一个运动矢量方程只能求解 _____ 2 个未知量。 速度。哥氏加速度的大小为 a*kc2c3 ,方向与将 vc2c3沿3 2转90度的方向一致。 1. 从受力观点分析，移动副的自锁条件是 驱动力位于摩擦锥 之内 转动副的自锁条件是 驱动力位于摩擦圆之内。 2 .从效率的观点来看，机械的自锁条件是 n< 0。 3 .三角形螺纹的摩擦力矩在同样条件下 大于矩形螺纹的摩擦力矩，因此它多用于 联接。 4 .机械发生自锁的实质是 无论驱动力多大，机械都无法运动 。 5. 在构件1、2组成的移动副中，确定构件 1对构件2的总反力F R12方向的方法是与2构件相 对于1构 件的相对速度 V12成90度+fai 。 6 .槽面摩擦力比平面摩擦力大是因为 槽面的法向反力大于平面的法向反力 。 7 .矩形螺纹和梯形螺纹用于 传动，而三角形（普通）螺纹用于 联接。 8 .机械效率等于 输出功与输入功之比，它反映了 输入功在机械中的有效利用程度。 9 .提高机械效率的途径有 尽量简化机械传动系统， 选择合适的运动副形式， 尽量减少构件尺寸， 减少摩擦。 1.机械平衡的方法包括、 平面设计和平衡试验，前者的目的是为了在设计阶段，从结构上保 证其产生的惯性力最小 ，后者的目的是为了 用试验方法消除或减少平衡设计后生产出的转子所 存在的不 8.平面四杆机构的瞬心总数为 _6__。 9 .当两构件不直接组成运动副时，瞬心位置用 10.当两构件的相对运动为移动，牵连运动为 三心定理确定。 转动动时，两构件的重合点之间将有哥氏加
机械原理大作业三 课程名称: 机械原理 级: 者: 号: 指导教师: 设计时间: 1.2机械传动系统原始参数 设计题目： 系: 齿轮传动设计 1、设计题 目 1.1机构运动简图 - 11 7/7777777^77 3 UtH TH7T 8 'T "r 9 7TTTT 10 12 - 77777" 13 ///// u 2
电动机转速n 745r/min ,输出转速n01 12r/mi n , n02 17r /mi n , n°323r/min，带传动的最大传动比i pmax 2.5 ,滑移齿轮传动的最大传动比 i vmax 4，定轴齿轮传动的最大传动比i d max 4。 根据传动系统的原始参数可知，传动系统的总传动比为： 传动系统的总传动比由带传动、滑移齿轮传动和定轴齿轮传动三部分实 现。设带传动的传动比为i pmax 2.5，滑移齿轮的传动比为9、心、「3，定轴齿轮传动的传动比为i f，则总传动比 i vi i vmax 则可得定轴齿轮传动部分的传动比为 滑移齿轮传动的传动比为 设定轴齿轮传动由3对齿轮传动组成，则每对齿轮的传动比为 3、齿轮齿数的确定 根据滑移齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮5、6、 7、8 9和10为角度变位齿轮，其齿数: Z5 11,Z6 43,Z7 14,Z8 39,Z9 18,乙。35 ；它们的齿顶高系数0 1，径向间隙
系数c 0.25，分度圆压力角200，实际中心距a' 51mm。 根据定轴齿轮变速传动系统中对齿轮齿数的要求，可大致选择齿轮11、12、13和14为角度变位齿轮，其齿数：Z11 z13 13，乙 2 z14 24。它们的齿顶高系数d 1，径向间隙系数c 0.25，分度圆压力角200,实际中心距 a' 46mm。圆锥齿轮15和16选择为标准齿轮令13,乙 6 24，齿顶高系数 h a 1，径向间隙系数c 0.20，分度圆压力角为200（等于啮合角’）。 4、滑移齿轮变速传动中每对齿轮几何尺寸及重合度的计算 4.1滑移齿轮5和齿轮6
机械原理题库二 一、 判断下述各结论对错，对的画“√”号，错的画“×”号。 1、Ⅱ级机构中，最多允许含有一个Ⅲ级杆组。 （×） 2、机构中速度相同的二点，在速度多边形上的影像是同一点。 （√） 3、斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高大于法面齿顶高。 （×） 4 两构件构成高副时，其瞬心一定在接触点上。 （×） 5、机构正行程效率为η，反行程效率为η'，则二者大小关系是1ηη'=-。 （×） 6斜齿圆柱齿轮的端、法面模数的关系为： /cos n t m m β=。 （×） 7对心曲柄滑块机构中，若曲柄为主动件，则滑块的行程速比系数一定等于1。 （√） 8 周转轮系的转化轮系是相对系杆的定轴轮系。 （√） 9从减小飞轮的转动惯量出发，飞轮最好是安装在机器的高速轴上。 （√） 10．满足动平衡条件的刚性转子也满足静平衡条件。 （√） 二、填空题。 1．若由k 个构件（含机架）组成的机构，则其总的瞬心数目为k=n(n-1)/2。平面五杆机构共有10个速度瞬心，其中4个是绝对瞬心。 2．构件是独立的运动单元；零件是独立的制造单元。 3．偏置曲柄滑块机构中，从动件滑块的行程速比系数K 大于1。 4．当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角总是出现在曲柄与机架成一 条直线时。 5．对心曲柄滑块机构，曲柄长为a ，连杆长为b ，则其最小传动角为arccos(a/b)。 6．曲柄摇杆机构的死点位置发生在从动杆与连杆共线位置。 7. 渐开线标准直齿圆柱齿轮分度圆与节圆的区别在于分度圆是齿轮上具有标准 摸数和标准压力角的圆，d=mz ，大小不变
；而节圆是一对齿轮啮合时，两齿轮在节点处相切的一对圆，其大小随安装中心 距的变化而变化''1/(1)r a i =+。 8．刚性转子的静平衡就是要使惯性力之和为零。而刚性转子的动平衡要使惯性 力之和以及惯性力矩之和均为零。 9．作转子静平衡时，至少选一个校正平面（平衡平面）；而动平衡时，至少选 两个校正平面（平衡平面）。 10．渐开线直齿外啮合正传动的一对齿轮，可满足的中心条件是' a a >。 11．斜齿轮的端面压力角t α与法面压力角n α相比较应是t n αα<。 12．铰链四杆机构中，有两个构件长度相等且为最短，其余两构件长度不同，若 取一个最短构件做机架，则得到双摇杆机构。 13．在曲柄滑块机构中。若增大曲柄长度，则滑块行程将增大。 14．一对平行轴斜齿轮传动，其传动比12i 一定等于21/v v z z 。 15． 某锥齿轮齿数为z ，分度圆锥角为ζ ，则当量齿数/cos v z z ζ= 16． 机器周期性速度波动采用飞 轮调节，非周期性速度波动采用调 速 器调节。 17． 对心曲柄滑块机构的极位夹角等0所以没有急回特性。 18． 渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是重合度大于或等于1 。 19． 用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是齿条形刀具齿顶线超过 极限啮合点。 三、解答下列各题。 1、计算图示机构自由度。
机械原理期末题库（本科类） 一、填空题： 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2.同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 4.机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 8.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程 作运动。 10.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。 11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 13.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。 14.铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。 15.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。 16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。 17.机械发生自锁时，其机械效率。 18.刚性转子的动平衡的条件是。 19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。 20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。 24.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。
10-1 试求出题10-1图中机构的最小传动角和最大压力角。 解：（a ）、4583.0120 25 30sin max =+=+= BC AB l e l α 所以最大压力角?==28.274583.0arcsin max α 最小传动角?=?-?=-?=72.6228.279090max min αγ （b ）、最大压力角?=0max α 最小传动角?=?-?=-?=9009090max min αγ 10-2 标出题10-2图所示机构在图示位置的传动角。 解：(a)对于该机构，在滑块Ｃ处有一传动角c γ，如图所示；在滑块Ｄ处也有一传动角D γ，如图所示。 (b)从动件4受到的驱动力是由构件3提供的。构件4的速度v 很好确定，而构件3作用于构件4的驱动力的方向的确定应当按照下面的步骤进行：①根据构件3上受有三个力、三个力应当汇交于一点可以确定出构件4作用在构件3上的力；②根据作用力和反作用力的关系，确定出构件3作用在构件4上的力的方向。 max α?=0αB ' 题10-1图 F v D γ ) (a D F D v
图示机构在图示位置的传动角γ分别如图中所示。 10-5 标出题10-5图中各个凸轮机构在图示位置时的压力角。凸轮为主动件。 解：图中各个凸轮机构在图示位置时的压力角α如图所示。 ) (b n n n ? =0αααv v v n n n n α 题10-5图
10-6 在题10-6图中，凸轮为主动件，画出凸轮逆时针转过30o时机构的压力角。 解：利用反转法，即将凸轮固定、机架和从动件沿与凸轮转向相反的方向运动，固定铰链点A 从点A “反转”到点A ’,从动件从AB 运动到A ’B ’,再由点B ’的速度方向和从动件的受力方向确定出凸轮逆时针转过30o时机构的压力角α，如图所示。 原教材6-8 在题6-8图中凸轮为半径为R 的圆盘，凸轮为主动件。 （1） 写出机构的压力角α与凸轮转角之间的关系； （2） 讨论如果][αα≥，应采用什么改进设计的措施？ 解：（1）、当凸轮转动任意角δ时，其压力角α如图所示。由图中几何关系有 r r R e e +-= δ αcos sin 所以机构的压力角α与凸轮转角δ之间的关系为 )cos arcsin( r r R e e +-=δ α （2）、如果][αα≥，则应减小偏距e ，增大圆盘半径R 和滚子半径r r 。 10-10 在题10-1图所示的机构中，以构件1为主动件机构是否会出现死点位置？以构件3为主动件，机构是否会出现死点位置？画出机构的死点位置，并标明机构的主动件是哪一个构件。 题6-8图
设计说明书 1 设计题目 如图所示直动从动件盘形凸轮机构，其原始参数见下表，据此设计该凸轮机构。 2、推杆升程、回程运动方程及位移、速度、加速度线图 2.1凸轮运动理论分析 推程运动方程： 01cos 2h s π?????=-?? ?Φ???? 1 00sin 2h v πωπ??? = ?ΦΦ?? 22 12 00cos 2h a πωπ???= ?ΦΦ?? 回程运动方程： ()0' 1s s h ?-Φ+Φ?? =- ??Φ ? ? 1'0 h v ω=- Φ 0a = 2.2求位移、速度、加速度线图MATLAB 程序 pi= 3.1415926; c=pi/180; h=140; f0=120; fs=45; f01=90; fs1=105; %升程 f=0:1:360; for n=0:f0
s(n+1)=h/2*(1-cos(pi/f0*f(n+1))); v(n+1)=pi*h/(2*f0*c)*sin(pi/f0*f(n+1)); a(n+1)=pi^2*h/(2*f0^2*c^2)*cos(pi/f0*f(n+1)); end %远休程 for n=f0:f0+fs s(n+1)=140; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end %回程 for n=f0+fs:f0+fs+f01 s(n+1)=h*(1-(f(n+1)-(f0+fs))/f01); v(n+1)=-h/(f01*c); a(n+1)=0; end %近休程 for n=f0+fs+f01:360; s(n+1)=0; v(n+1)=0; a(n+1)=0; end figure(1);plot(f,s,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('s/mm');grid on;title('推杆位移线图') figure(2);plot(f,v,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('v/(mm/s)');grid on;title('推杆速度线图') figure(3);plot(f,a,'k');xlabel('\phi/\circ');ylabel('a/(mm/s2');grid on;title('推杆加速度线图') 2.3位移、速度、加速度线图
机械原理题库二 一、 判断下述各结论对错，对的画“√”号，错的画“×”号。 1、Ⅱ级机构中，最多允许含有一个Ⅲ级杆组。 （×） 2、机构中速度相同的二点，在速度多边形上的影像是同一点。 （√） 3、斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高大于法面齿顶高。 （×） 4 两构件构成高副时，其瞬心一定在接触点上。 （×） 5、机构正行程效率为η，反行程效率为η'，则二者大小关系是1ηη'=-。 （×） 6斜齿圆柱齿轮的端、法面模数的关系为： /cos n t m m β=。 （×） 7对心曲柄滑块机构中，若曲柄为主动件，则滑块的行程速比系数一定等于1。 （√） 8 周转轮系的转化轮系是相对系杆的定轴轮系。 （√） 9从减小飞轮的转动惯量出发，飞轮最好是安装在机器的高速轴上。 （√） 10．满足动平衡条件的刚性转子也满足静平衡条件。 （√） 二、填空题。 1．若由k 个构件（含机架）组成的机构，则其总的瞬心数目为k=n(n-1)/2。平面五杆机构共有10个速度瞬心，其中4个是绝对瞬心。 2．构件是独立的运动单元；零件是独立的制造单元。 3．偏置曲柄滑块机构中，从动件滑块的行程速比系数K 大于1。 4．当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角总是出现在曲柄与机架成一 条直线时。 5．对心曲柄滑块机构，曲柄长为a ，连杆长为b ，则其最小传动角为arccos(a/b)。 6．曲柄摇杆机构的死点位置发生在从动杆与连杆共线位置。 7. 渐开线标准直齿圆柱齿轮分度圆与节圆的区别在于分度圆是齿轮上具有标准 摸数和标准压力角的圆，d=mz ，大小不变；而节圆是一对齿轮啮合时，两
齿轮在节点处相切的一对圆，其大小随安装中心距的变化而变化 ''1/(1)r a i =+。 8．刚性转子的静平衡就是要使惯性力之和为零。而刚性转子的动平衡要使惯性力之和以及惯性力矩之和均为零。 9．作转子静平衡时，至少选一个校正平面（平衡平面）；而动平衡时，至少选 两个校正平面（平衡平面）。 10．渐开线直齿外啮合正传动的一对齿轮，可满足的中心条件是' a a >。 11．斜齿轮的端面压力角t α与法面压力角n α相比较应是t n αα<。 12．铰链四杆机构中，有两个构件长度相等且为最短，其余两构件长度不同，若 取一个最短构件做机架，则得到双摇杆机构。 13．在曲柄滑块机构中。若增大曲柄长度，则滑块行程将增大。 14．一对平行轴斜齿轮传动，其传动比12i 一定等于21/v v z z 。 15． 某锥齿轮齿数为z ，分度圆锥角为ζ ，则当量齿数/cos v z z ζ= 16． 机器周期性速度波动采用飞 轮调节，非周期性速度波动采用调 速 器调节。 17． 对心曲柄滑块机构的极位夹角等0所以没有急回特性。 18． 渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是重合度大于或等于1 。 19． 用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是齿条形刀具齿顶线超过 极限啮合点。 三、解答下列各题。
机械原理大作业（一） 作业名称：机械原理 设计题目：连杆机构运动分析 院系：机电工程学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间： 2014年6月3日 哈尔滨工业大学机械设计
连杆机构运动分析 （12）题：图1-12所示的六连杆机构中，各构件尺寸分别为：AB l =200mm ，BC l =500mm ，CD l =800mm ，F x =400mm ，D x =350mm ， D y =350mm ，1 =100rad/s ，求构件5上的F 点的位移、速度和加速度。 1.建立直角坐标系 以F 点为直角坐标系的原点建立直角坐标系X-Y ,如下图所示。
2.机构结构分析 该机构由I级杆组RR（原动件AB）、II级杆组RRR（杆2、3）、II级杆组PRP（杆5、滑块4）组成。 3.各基本杆组运动分析 1.I级杆组RR（原动件AB） 已知原动件AB的转角 ?2 π = ~ 原动件AB的角速度 ω = 10 rad/ s
原动件AB 的角加速度 =α 运动副A 的位置 0,400=-=A A y x 运动副A 的速度 0,0==A A v v 运动副A 的加速度 0,0==A A a a 可得： )cos(?AB A B l x x += )sin(?AB A B l y y += 速度和加速度分析： )sin(???-=AB xA xB l w v v ) sin(???+=AB yA yB l w v v )sin()cos(2??AB AB xA xB el l w a a --= )()s i n (2??c o a el l w a a AB AB yA yB +-= 2.II 级杆组RRR （杆2、3） 杆2的角位置、角速度、角加速度
试题 1 一、选择题（每空2分，共10分） 1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。 A、从动件的尺寸 B、机构组成情况 C、原动件运动规律 D、原动件运动规律和机构的组成情况 2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm，80mm，100mm，当以30mm的杆为机架时，则该机构为 A 机构。 A、双摇杆 B、双曲柄 C、曲柄摇杆 D、不能构成四杆机构 3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。 A、一次多项式运动规律 B、二次多项式运动规律 C、正弦加速运动规律 D、余弦加速运动规律 4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。 A、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡 B、动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来 C、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b与其直径D之比b/D<0.2） D、使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡 5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。
A、模数 B、分度圆上压力角 C、齿数 D、前3项 二、填空题（每空2分，共20分） 1、两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 2、作相对运动的三个构件的三个瞬心必在同一条直线上。 3、转动副的自锁条件是驱动力臂≤摩擦圆半径。 4、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑。 5、在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为2，则称为差动轮系， 若其自由度为1，则称其为行星轮系。 6、装有行星轮的构件称为行星架（转臂或系杆）。 7、棘轮机构的典型结构中的组成有：摇杆、棘爪、棘轮等。 三、简答题（15分） 1、什么是构件？ 答： 构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的单位体。 2、何谓四杆机构的“死点”？ 答： 当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0，主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为死点。
连杆的运动的分析 一．连杆运动分析题目 图1-13 连杆机构简图 二．机构的结构分析及基本杆组划分 1.。结构分析与自由度计算 机构各构件都在同一平面内活动，活动构件数n=5, PL=7,分布在A、B、C、E、F。没有高副，则机构的自由度为 F=3n-2PL-PH=3*5-2*7-0=1 2．基本杆组划分 图1-13中1为原动件，先移除，之后按拆杆组法进行拆分，即可得到由杆3和滑块2组成的RPR II级杆组，杆4和滑块5组成的RRP II级杆组。机构分解图如下：
图二 图一 图三 三．各基本杆组的运动分析数学模型 图一为一级杆组， ? c o s l A B x B =， ? sin lAB y B = 图二为RPR II 杆组， C B C B j j B E j B E y y B x x A A B S l C E y x S l C E x x -=-==-+=-+=0000 )/a r c t a n (s i n )(c o s )(?? ? 由此可求得E 点坐标，进而求得F 点坐标。 图三为RRP II 级杆组， B i i E F i E F y H H A l E F A l E F y y l E F x x --==+=+=111)/a r c s i n (s i n c o s ??? 对其求一阶导数为速度，求二阶导数为加速度。
lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0; yC=-350; A0=xB-xC; B0=yB-yC; S=sqrt(A0.^2+B0.^2); zj=atan(B0/A0); xE=xB+(lCE-S)*cos(zj); yE=yB+(lCE-S)*sin(zj); a=0:0.0001:20/255; Xe=subs(xE,t,a); Ye=subs(yE,t,a); A1=H-H1-yB; zi=asin(A1/lEF); xF=xE+lEF*cos(zi); vF=diff(xF,t); aF=diff(xF,t,2); m=0:0.001:120/255; xF=subs(xF,t,m); vF=subs(vF,t,m); aF=subs(aF,t,m); plot(m,xF) title('位移随时间变化图像') xlabel('t(s)'),ylabel(' x') lAB=108; lCE=620; lEF=300; H1=350; H=635; syms t; fai=(255*pi/30)*t; xB=lAB*cos(fai); yB=lAB*sin(fai); xC=0;