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机械原理习题册
以下是一些机械原理的习题：
1. 一根杆可以倚在一个固定的墙上。
如果杆的长度为2m，重量为200N，并且与地面的夹角为30°，求杆在墙上的反作用力和地面的支撑力。
2. 一个物体以10m/s的速度从2m高的地方自由落下，求物体落地时的速度和落地时所具有的动能。
3. 一个箱子静止地放在水平地面上，箱子的质量为40kg。
如果施加了30N的水平力，求箱子所受的摩擦力和加速度。
4. 一个弹簧常数为500N/m的弹簧被压缩了10cm，求所施加的力和压缩弹簧的弹力。
5. 一辆汽车行驶在一个半径为100m的水平转弯道上，汽车的质量为1000kg。
求汽车行驶的速度和所需的向心力。
6. 一个20kg的物体被绳子吊在空中，求绳子所承受的张力和物体的重力。
7. 一个斜面上放置一个10kg的物体，斜面的倾角为30°。
求物体下滑的加速度。
8. 一个物体以4m/s的速度水平投掷，落地时与水平面的夹角为30°。
求物体的水平速度和垂直速度。
9. 一个滑块以3m/s的速度沿水平桌面滑动，最终停下来。
求滑块所受的摩擦力和滑动的距离。
10. 一个重量为50N的物体被施加了一个50N的向上的力，求物体的加速度。
计算题1、绘出图示破碎机的机构运动简图，计算其机构的自由度。
2、已知一对正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=5mm, 小轮齿数z 1=22，传动比2=i ，齿轮的压力角α=20°，系数1*=ah ，25.0*=c 。
1）确定轮2的齿数z 2和该传动的中心距a ；2）计算小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。
3、图示轮系中，已知各齿轮的齿数z1=z2′=15，z2=45, z3=30, z3′=17，z4=34， 试计算传动比i14 , 并用箭头表示各轮的转向。
122334n14、计算a 、b 两图机构自由度。
5、在图示铰链四杆机构中，已知a=30mm ，b=60mm ，c=40mm ，，d=55mm ，问机构为哪一种机构？6、已知一对正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=5mm, 小轮齿数z 1=22，传动比2=i ，齿轮的压力角α=20°，系数1*=ah ，25.0*=c 。
1）确定轮2的齿数z 2和该传动的中心距a ；2）计算小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。
7、计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。
8、试在图示的偏心圆凸轮机构中表示出：1) 凸轮的基圆半径r b 、升距h ；2) 凸轮由图示位置转过90°时的机构压力角； 3) 凸轮由图示位置转过90°时，推杆的位移增量; 9、图示轮系中，已知各轮齿数：Z 1=1，Z 2=40，Z 2’=24，Z 3=72，Z 3’=18，Z 4=114。
1) 该轮系属于何种轮系？2) 计算传动比i 1H ，并在图中标出系杆H 的转向。
H 2’3’右旋蜗杆1243ω1BAωFCHGADE10、计算a、b机构自由度（若机构中含有复合铰链、虚约束或局部自由度必须明确指出）。
(a) (b)11、图示轮系中，已知，Z1=20，Z2=40，Z3=60，Z5=120。
机械原理自测题库——分析计算题（共88题）1、试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，必须明确指出）。
并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的机构为原动件）。
若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目以及机构的级别。
图a) 图b)题 1 图1、解:（a）图：n=9，p4=13，p5=0；F=3×9－2×13=1；∵原动件数目=机构自由度数，∴机构具有确定的运动。
G处为复合铰链；机构级别为Ⅱ级。
拆组图如下(略)（b）图：n=7，p4=10，p5=0；F=3×7－2×10=1；原动件数目=机构自由度数，机构具有确定的运动。
机构级别为Ⅲ级。
2、计算图示机构自由度，并判定该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。
图 a) 图 b)题 2 图解：（a）F=3n×2p l－p h =3×5－2×7=1；机构具有确定的运动。
（b)926323=⨯-⨯=--=hlppnFF处为复合铰链。
机构没有确定的运动。
3、计算图示机构自由度，并确定应给原动件的数目。
图a 图b题 3 图解：a) F=3n×2p l－p h =3×7－2×10=1；原动件数=1b） n=8，p l=11，p h=1；F=3n×2p l－p h =1；原动件数=1。
4、在图示机构中试分析计算该机构的自由度数，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，则在图上明确指出。
图a 图b题 4 图解：a) 11524323=-⨯-⨯=--=h l p p n FE 处为局部自由度。
b ） n=7，p l =10；11027323=⨯-⨯=--=h l p p n F F 、D 处为复合铰链。
7、计算下列机构的自由度（有复合铰链、虚约束和局部自由度请指出）图 a) 图 b)题 7 图解：（a ） n=4，p l =4,Ph=2；22424323=-⨯-⨯=--=h l p p n FA 处为复合铰链。
机械原理自测题库——分析计算题（共88题）1、试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，必须明确指出）。
并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的机构为原动件）。
若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目以及机构的级别。
图a)图b)题 1 图2、计算图示机构自由度，并判定该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。
图a)图 b)题 2 图3、计算图示机构自由度，并确定应给原动件的数目。
图a图b题 3 图4、在图示机构中试分析计算该机构的自由度数，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，则在图上明确指出。
图a 图b题 4 图5、计算图示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。
图 a)图 b)题 5 图6、试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，必须明确指出。
)并指出杆组的数目与级别以及机构级别。
题 6 图LG7、计算下列机构的自由度（有复合铰链、虚约束和局部自由度请指出）图 a) 图b)题 7 图8、图示的铰链四杆机构中,已知，，，,顺时针转动,试用瞬心法求:1)当φ=15°时,点C 的速度V C ;2)当φ=15°时,构件BC 上(即BC 线上或其延长线上)速度最小的一点E 的位置及其速度值。
题 8 图9、在图示的凸轮机构中，已知凸轮1以等角速度ω1=10rad/s 转动。
凸轮为一偏心圆，其半径R 1=25mm ，L AB =15mm ，L AD =50mm ，φ1=90°，试用瞬心法求机构2的角速度ω2。
mm l AB 65=mm l CD 90=mm l AD 125=s rad mm l BC /10,1251==ω题 9 图10、在图示机构中，已知长度LAB =LBC=20 mm ,LCD=40mm ,∠a=∠β=90°W1=100(1/S),请用速度瞬心法求C点的速度的大小和方向题 10 图11、如图所示偏置曲柄滑块机构。
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、棘爪、棘轮等。
三、简答题（15分）1、什么是构件？体。
2、线时，此时γ=0传动角为零的位置称为死点。
3、些？计入齿顶比普通齿条高出的一段切齿轮的啮合极限点N1根一部分齿廓切去。
避免根切的方法：（a）加大刀具角α.(c)变位修正四、计算题（45分）1、计算如图1事项应说明？（5*2）小题a：其中A、B处各有一个转动副，B处C、D处的移动副记作一个移动副。
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<）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。
机械原理习题集
1. 两个齿轮相互啮合，一个齿轮有20个齿，另一个齿轮有40
个齿，若小齿轮每秒转动100次，则大齿轮每秒转动多少次？
2. 一个泵的输出转速为600转/分钟，输出功率为10千瓦，叶
片直径为0.5米，求泵的最大扬程。
3. 一台机床的主轴转速为1500转/分钟，主轴齿轮带动一组齿轮，最后输出给砂轮的转速为1200转/分钟，求齿轮组的传动比。
4. 一个缸体的活塞被液压缸推动，活塞的直径为0.2米，液压
缸的半径为0.05米，当液压缸施加的力为10千牛时，活塞受
到的力是多少？
5. 一个滑块轴承的半径为0.1米，轴承内径为0.05米，外径为0.2米，滑块负荷为1000牛，求滑块轴承的最大接触应力。
6. 一个弹簧的刚度系数为10千牛/米，原长为1米，当受到10牛的拉力时，弹簧的伸长是多少？
7. 一个摩擦片的材料摩擦系数为0.2，受到10千牛的正常力时，摩擦力是多少？
8. 一根悬挂在天花板上的弹簧，原长为1米，当挂上一个质量为10千克的物体后，弹簧的伸长是多少？
9. 一个齿轮箱的输入齿轮有20个齿，输出齿轮有40个齿，输入齿轮每分钟转动100次，则输出齿轮每秒转动多少次？
10. 一个传动带的直径为1米，受到的张力为1000牛，传动带的最大应力是多少？。
计算题1、绘出图示破碎机的机构运动简图，计算其机构的自由度。
2、已知一对正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=5mm, 小轮齿数z 1=22，传动比2=i ，齿轮的压力角α=20°，系数1*=a h ，25.0*=c 。
1）确定轮2的齿数z 2和该传动的中心距a ；2）计算小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。
3、图示轮系中，已知各齿轮的齿数z1=z2′=15，z2=45, z3=30, z3′=17，z4=34， 试计算传动比i14 , 并用箭头表示各轮的转向。
4、计算a 、b 两图机构自由度。
5、在图示铰链四杆机构中，已知a=30mm ，b=60mm ，c=40mm ，，d=55mm ，问机构为哪一种机构？6、已知一对正确安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，其模数m=5mm, 小轮齿数z 1=22，传动比2=i ，齿轮的压力角α=20°，系数1*=a h ，25.0*=c 。
1）确定轮2的齿数z 2和该传动的中心距a ；2）计算小齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径。
7、计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。
81) 凸轮的基圆半径r b 、升距h ；2) 凸轮由图示位置转过903) 凸轮由图示位置转过909、图示轮系中，已知各轮齿数：Z 1Z 3’=18，Z 4=114。
1) 该轮系属于何种轮系？2) 计算传动比i 1H ，并在图中标出系杆H 的转向。
10、计算a、b机构自由度（若机构中含有复合铰链、虚约束或局部自由度必须明确指出）。
(a) (b)11、图示轮系中，已知，Z1=20，Z2=40，Z3=60，Z5=120。
（10分）1、该轮系为何种轮系？2、传动比i 13=?12、计算图示机构的自由度。
如有复合铰链、局部自由度及虚约束需说明。
13、今测得一标准直齿圆柱齿轮（25.0,1**==c h a ）的齿顶圆直径mm d a 208=齿根圆直径mm d f 172=，齿数z=24,试求：（1）该齿轮的全齿高h;(2) 该齿轮的模数m;(3) 该齿轮的分度圆直径d 和分度圆上的齿厚s.14、图示轮系机构中，已知Z1=25，Z2=20，Z2’=25，Z3=20，Z4=100，Z5=20。
机械原理试题及答案1.在如图所示的齿轮—凸轮轴系中，轴4称为( )A. 零件B.机构C.构件D.部件2.若组成运动副的两构件间的相对运动是移动，则称这种运动副为( )A.转动副B.移动副C.球面副D.螺旋副3.渐开线齿轮的齿廓曲线形状取决于( )A.分度圆B.齿顶圆C.齿根圆D.基圆4.机构具有确定相对运动的条件是( )A.机构的自由度数目等于主动件数目B.机构的自由度数目大于主动件数目C.机构的自由度数目小于主动件数目D.机构的自由度数目大于等于主动件数目5.一般转速的滚动轴承计算准则为( )A.进行静强度计算B.进行极限转速计算C.进行疲劳寿命计算D.进行热平衡计算6.柴油机曲轴中部的轴承应采用( )A.整体式滑动轴承B.部分式滑动轴承C.深沟球轴承D.圆锥滚子轴承7.螺纹联接的自锁条件为( )A.螺纹升角≤当量摩擦角B.螺纹升角>摩擦角C.螺纹升角≥摩擦角D.螺纹升角≥当量摩擦角8.机械运转不均匀系数是用来描述机械运转不均匀程度的重要参数，其表达式为( )A. B.C. D.9.铰链四杆机构的死点位置发生在( )A.从动件与连杆共线位置B.从动件与机架共线位置C.主动件与连杆共线位置D.主动件与机架共线位置10.当轴的转速较低，且只承受较大的径向载荷时，宜选用( )A.深沟球轴承B.推力球轴承C.圆柱滚子轴承D.圆锥滚子轴承11.作单向运转的转轴，其弯曲应力的变化特征是( )A.对称循环B.脉动循环C.恒定不变D.非对称循环12.在一般机械传动中，若需要采用带传动时，应优先选用( )A.圆型带传动B.同步带传动C.V型带传动D.平型带传动13.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，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取( )A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.任何一杆14.若被联接件之一厚度较大、材料较软、强度较低、需要经常装拆时，宜采用( )A.螺栓联接B.双头螺柱联接C.螺钉联接D.紧定螺钉联接15.在凸轮机构的从动件选用等速运动规律时，其从动件的运动( )A.将产生刚性冲击B.将产生柔性冲击C.没有冲击D.既有刚性冲击又有柔性冲击16.与标准直齿圆柱齿轮的复合齿轮形系数YFS值有关的参数是( )A.工作齿宽bB.模数mC.齿数zD.压力角α17.齿轮传动中，轮齿齿面的疲劳点蚀经常发生在( )A.齿根部分B.靠近节线处的齿根部分C.齿顶部分D.靠近节线处的齿顶部分18.普通圆柱蜗杆传动的正确啮合条件是( )A.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=βB.ma1=mt2, αa1=αt2,γ=βC.mt1=ma2, αt1=αa2,γ=-βD.ma1=ma2, αa1=αt2,γ=-β（注：下标t表示端面，a表示轴向，1表示蜗杆、2表示蜗轮）19.下列联轴器中，能补偿两轴的相对位移并可缓冲、吸振的是( )A.凸缘联轴器B.齿式联轴器C.万向联轴器D.弹性柱销联轴器20.带传动的主要失效形式是带的( )A.疲劳拉断和打滑B.磨损和胶合C.胶合和打滑D.磨损和疲劳点蚀二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)21.在机构中采用虚约束的目的是为了改善机构的运动状况和________。
机械原理考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 机械原理中，机构的自由度计算公式是：A. F=3n-2p-φB. F=6n-5p+5C. F=6n-5pD. F=3n-2p2. 以下哪项不是平面四杆机构的基本类型？A. 双曲柄机构B. 曲柄摇杆机构C. 双摇杆机构D. 曲柄滑块机构3. 齿轮传动中，齿轮的传动比是由什么决定的？A. 齿轮的直径B. 齿轮的齿数C. 齿轮的重量D. 齿轮的材料4. 机械系统中，传动链的效率通常受到以下哪种因素的影响？A. 齿轮的磨损B. 轴承的摩擦C. 材料的强度D. 以上都是5. 以下哪种机构可以实现连续旋转运动？A. 曲柄滑块机构B. 曲柄摇杆机构C. 曲柄曲柄机构D. 曲柄连杆机构6. 机械设计中，动平衡的目的是什么？A. 减少运动部件的惯性力B. 提高机械的精度C. 减少机械的重量D. 增加机械的美观性7. 在机械原理中，以下哪个参数不是描述机构运动特性的？A. 速度B. 加速度C. 力D. 硬度8. 机械原理中，平面四杆机构的死点是指：A. 机构运动的起点B. 机构运动的终点C. 机构运动过程中速度为零的点D. 机构运动过程中力为零的点9. 机械原理中，关于凸轮机构的描述，以下哪项是错误的？A. 凸轮机构可以实现从动件的复杂运动规律B. 凸轮机构的从动件可以是滑动的C. 凸轮机构的从动件可以是转动的D. 凸轮机构的从动件运动规律完全由凸轮形状决定10. 机械原理中，关于齿轮传动的描述，以下哪项是正确的？A. 齿轮传动的传动比是恒定的B. 齿轮传动的传动效率是100%C. 齿轮传动的传动比会随着齿轮磨损而改变D. 齿轮传动的传动效率会随着齿轮磨损而提高二、简答题（每题10分，共30分）1. 描述平面四杆机构的基本组成和特点。
2. 解释什么是机构的自由度，并举例说明如何计算。
3. 简述齿轮传动的基本原理及其在机械系统中的作用。
三、计算题（每题25分，共50分）1. 已知一平面四杆机构，其中AB为固定杆，CD为连杆，AD为曲柄，长度为200mm，BC为摇杆，长度为300mm。
一、单项选择题（每小题2分，共10分）1、平面四杆机构中存在死点取决于 B 是否与连杆共线。
A 主动件B 从动件C 机架D 摇杆2、对于双摇杆机构，最短杆与最长构件的长度之和 B 大于其余两构件长度之和。
A 一定B 不一定C 一定不3、与连杆机构相比，凸轮机构的最大缺点是 B 。
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4、用标准齿条形刀具加工h a*=1，α=20°的渐开线标准齿轮时，不发生根切的最少齿数是D 。
A 14B 15C 16D 175、一对标准渐开线齿轮啮合传动，若齿轮安装中心距稍大些，则两轮的角速比（w1/w2）C 。
A 变大B变小C不变二、填空题（每空格1分，共20分）1、决定渐开线齿廓形状的基本参数是m 、Z 、α 。
2、滚子从动件盘形凸轮机构的基圆半径是从凸轮旋转中心到滚子中心最短的距离。
3、试说出2种可作间歇运动的机构：槽轮机构、棘轮机构。
4、机构具有确定运动的条件是机构的自由度等于原动件数目。
5、假定凸轮机构从动件运动规律相同，则基圆半径较大的凸轮对应点的压力角较高，传动性能较好，但结构尺寸较大。
6、若已知转角的比例尺为μδ=3°/mm，则图纸上量出20mm相当于凸轮转角为60°。
7、一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是m1=m2=m 和α1 =α2=α 。
其连续传动的条件是ε=B1B2/pb ≥1 。
8、凸轮机构是将凸轮的连续运动运动转换为从动件的直动或摆动运动的机构。
9、凸轮机构中，若从动件的运动规律是等加速等减速运动规律，则存在柔性冲击，因此，它适用于中速、中载的场合。
三、判断题（对的打“√”错的打“X”，每题1分，共5分）1、零件是机械中制造的基本单元体，而构件则是机械中运动的基本单元体。
（√）2、压力角就是主动件能受驱动力的方向线与该点速度的方向线之间的夹角。
（X）3、从动件的位移线图是凸轮轮廓设计的依据。
1.有一受预紧力F0和轴向工作载荷作用的紧螺栓连接，已知预紧力F0＝1000 N，螺栓的刚度Cb与连接件的刚度Cm相等，轴向工作载荷F=1000N，试计算该螺栓所受的总拉力F2＝?剩余预紧力F1＝?在预紧力F0不变的条件下，若保证被连接件间不出现缝隙，该螺栓的最大轴向工作载荷F max为多少?图示为手动铰车中所采用的蜗杆传动。
已知m=8mm，d1=80mm ，z1=1，i=40，卷筒的直径D=250mm，试计算：（1）欲使重物上升1m，应转动蜗杆的转数；（2）设蜗杆和蜗轮间的当量摩擦系数为0.18，检验该蜗杆传动是否满足自锁条件；（3）设重物重Q=5kN，通过手柄转臂施加的力F=100N，手柄转臂的长度l的最小值(不计轴承效率) 。
解：（1）重物上升1m时，卷筒转动圈数：N2=1000/πD=1000÷(250x3.14)=1.27蜗杆转动圈数为：N1=iN2=40x1.27=50.96(圈) （4分）（2）蜗杆直径系数q=d1/m=80÷8=10导程角：γ=arctan=arctan=7.125o当量摩擦角：v=arctanf v= arctan=10.204o：因为：γ〈v所以蜗杆传动满足自锁条件（4分）（3）蜗杆传动的啮合效率：: 则：图示螺栓联接中,采用两个M20的普通螺栓，其许用拉应力[σ]＝l60N／mm2，联接件接合面间摩擦系数f＝0.20，防滑系数K s＝1.2，计算该联接件允许传递的静载荷F＝?(M20的螺栓d1＝17.294mm)螺栓预紧后，接合面所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷，假设各螺栓所需预紧力均为F0则由平衡条件可得(4分)螺栓危险截面的强度条件为于是得 (4分)如下图示，一钢制液压油缸，已知油压p=1.6N/mm2，D=160 mm，采用8个螺栓进行联接。
根据密封性要求，对于压力容器可取残余预紧力1F =1.8F ，F 为螺栓的轴向工作载荷。
机械原理习题
1.
在一个转动的圆盘上，有一个滑块以匀速直线运动。
滑块上有一条固定的刻度尺，且滑块在单位时间内从刻度尺的起点移动了5cm。
如果圆盘的直径为20cm，求圆盘每转一周，滑块移动的总距离。
2.
一个简单的杠杆系统如图所示，杠杆AB的长度为2m，质量为8kg，杠杆CD的长度为4m，质量为10kg。
求平衡时杠杆CD两端支点所受的力。
3.
一个质量为2kg的物体静止放在倾斜面上，倾斜面的角度为30°。
施加在物体上的摩擦力为2N，重力加速度为10m/s²。
求倾斜面对物体的支撑力大小和方向。
4.
一个弹簧的劲度系数为1000N/m。
当受到3N的外力作用时，弹簧被压缩了多少米？
5.
一个质量为10kg的物体静止放在平面上，通过一个滑轮与另一个质量为5kg的物体相连。
滑轮的半径为20cm，重力加速度为10m/s²。
求静摩擦力是否会阻碍物体的运动？要求给出详细的推导过程。
6.
一个电动机通过齿轮传动带动一个直径为10cm的齿轮旋转。
电动机的转速为500rpm，求大齿轮的旋转速度。
7.
一个质点在水平面内做圆周运动，半径为2m，角速度为
3rad/s。
求质点的线速度和加速度大小。
8.
一个升降机每秒钟上升3m，每秒钟完成5次往返运动。
求升降机的频率和振幅。
第一章机构的组成和结构1-1 试画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
F＝3×3－2×4＝1 F＝3×3－2×4＝1F＝3×3－2×4＝1 F＝3×3－2×4＝11-2 计算图示平面机构的自由度。
将其中高副化为低副。
确定机构所含杆组的数目和级别，以及机构的级别。
（机构中的原动件用圆弧箭头表示。
）F＝3×7－2×10＝1 F＝3×7－2×10＝1含3个Ⅱ级杆组：6-7，4-5，2-3。
含3个Ⅱ级杆组：6-7，4-5，2-3。
该机构为Ⅱ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F＝3×4－2×5－1＝1 F＝3×3－2×3－2＝1F＝3×5－2×7＝1（高副低代后） F＝3×5－2×7＝1（高副低代后）含1个Ⅲ级杆组：2-3-4-5。
含2个Ⅱ级杆组： 4-5，2-3。
该机构为Ⅲ级机构构件2、3、4连接处为复合铰链。
该机构为Ⅱ级机构F＝3×8－2×11－1＝1 F＝3×6－2×8－1＝1F＝3×9－2×13＝1（高副低代后）F＝3×7－2×10＝1（高副低代后）含4个Ⅱ级杆组：8-6，5-7，4-3，2-11。
含1个Ⅱ级杆组6-7。
该机构为Ⅱ级机构含1个Ⅲ级杆组2-3-4-5。
第二章 连 杆 机 构2-1 在左下图所示凸轮机构中，已知r = 50mm ，l OA =22mm ，l AC =80mm,︒=901ϕ，凸轮1的等角速度ω1=10rad/s ，逆时针方向转动。
试用瞬心法求从动件2的角速度ω2。
解：如右图，先观察得出瞬心P 13和P 23为两个铰链中心。
再求瞬心P 12：根据三心定理，P 12应在P 13与P 23的连线上，另外根据瞬心法，P 12应在过B 点垂直于构件2的直线上，过B 点和凸轮中心O 作直线并延长，与P 13、P 23连线的交点即为P 12。
1．计算齿轮机构的自由度.
解：由于B. C 副中之一为虚约束，计算机构自由度时，应将C副去除。
即如下图所示：该机构的自由度1
2
1
3
2
3
3
2
3
1
=
⨯
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
h
p
p
n
F
2..机构具有确定运动的条件是什么？如果不能满足这一条件，将会产生什么结果？
机构在滚子B处有一个局部自由度，应去除。
该机构的自由度0
1
7
2
5
3
2
3
1
=
-
⨯
-
⨯
=
-
-
=
h
p
p
n
F
当自由度F=1时,该机构才能运动, 如果不能满足这一条件,该机构无法运动。
该机构当修改为下图机构，则机构可动：
定轴轮系
A
B C
1
2
3
4
图2－22
A
B
C
D G
E
H
F
N=4, PL=5, Ph=1;
F=⨯-⨯-=
自由度342511
3. 计算机构的自由度.
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯-=
自由度342511
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度31211
由于机构具有虚约束, 机构可转化为下图机构。
F=⨯-⨯=
自由度33241。
．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。
DE3a）F （b）IH4．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。
d)a )b )c ) e )(f )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修改方案。
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P ij 直接在图上标出）2、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ω 1/ ω2用瞬心法求：1）当 =165°时，点 C 的速度 v c ；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u ；uuv3）当 v c 0时，角之值（有两个解） 。
4、在图示的四杆机构中， lAB =60mm, l CD =90mm, l AD =l BC =120mm, 2 =10rad/s ，试请标出矢量v AB、v BC、v CA 及矢量 v A 、v B 、v C 的方向？5、如图为一速度多边形，6、已知图示机构各构件的尺寸，构件 1 以匀角速度ω1 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？又在何位置时其哥氏加速度为零？作出相应的机构位置图。
1.如图所示传动系统，试计算：1)轴A的转速（r/min)；2)轴A转1转时，轴B转过的转数；3)轴B转1转时，螺母C移动的距离。
解：1）轴A的转速：n A=1440×5/22×23/23×20/20×20/80=81.8（r/min)2）轴A转1转时，轴B转过的转数：n B=1440×5/22×35/30×30/50×24/40×1/84=1.7（r/min)则轴B在轴A转1转时转过的转数为：N=81.8/1.7=48（r) 3）轴B转1转时，螺母C移动的距离为：Lc=1440×5/22×35/30×30/50×2/20×10×1/84=4.77(mm)2.某传动系统如图所示要求：（1）写出此传动路线的表达式并说明有多少种转速；（2）计算主轴极限转速n max和n min。
解：（1）主运动的传动路线表达式：ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ27/43 39/39电动机Ⅰ—27/49—Ⅱ—35/35 —Ⅲ—26/52—24/54—Ⅳ—50/28—Ⅴ—30/67—Ⅵ（主轴）31/39（2）n max=1440×27/49×35/35×39/39×50/28×30/67=634.4（r/min) N min=1440×27/49×27/43×26/52×24/54×30/67=49.6（r/min)3.按图所示传动系统作下列各题：1、写出传动路线表达式；2、分析主轴的转速级数；3、计算主轴的最高最低转速。
（注：图中M1为齿轮式离合器）解：对于a）：传动路线表达式：电动机—Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ—Ⅵ（主轴）主轴的转速级数：3×3×2=18级=1430×90/150×36/22×42/26×178/200×27/63=865.08r/min 主轴的最高转速：nmax=1430×90/150×17/42×22/45×178/200×27/63×主轴的最低转速：nmin17/58=18.98r/min对于b）：传动路线表达式：电动机—Ⅰ—Ⅱ—Ⅲ（主轴）主轴的转速级数：3×4=12级主轴的最高转速：n=1440×100/325×40/58×61/37=503.8r/minmax=1440×100/325×26/72×37/61×37/61×17/81=12.35r/min 主轴的最低转速：nmin4.如图利用下图的传动系统，加工L=4mm螺纹，试选择挂轮a.b.c.d的齿轮（挂轮齿数应为5的倍数）解：由图可知：36/24×24/40×a/b×c/d×6=43/2×5/8×a/b×c/d=2/3a/b×c/d=20/45×40/25得：a=20，b=45，c=40，d=25；5.某立式钻床的主传动系统如图所示要求：1、列出传动路线表达式；2、列出传动链运动的平衡式；3、计算主轴的最大转速。
解：1）传动路线表达式：27/55 17/68电机（1440）—Ⅰ—140/170—Ⅱ—34/48—Ⅲ—34/48—Ⅳ—55/34—Ⅴ（主轴）21/61 35/502）平衡方程式：1440×140/170×UⅡ-Ⅲ×34/48×UⅣ-Ⅴ=n（主轴）3）主轴的最大转速：nmax=1440×140/170×34/48×34/48×55/34=962.5r/min6.分析图1-9传动系统，确定：1)写出传动路线表达式；2)分析主轴的转速级数；3)写出主轴最高、最低转速的计算式。
解：1）传动路线表达式：33/52电动机—130/297—Ⅰ—34/53—Ⅱ—24/61—Ⅲ—41/36—Ⅳ（主轴）42/43 17/602）主轴的转速级数：3×2=6级3）最高转速：n=1440×130/297×34/53×42/43×41/36max=1440×130/297×34/53×24/61×17/60 最低转速：nmin7.如图所示为CA6140型卧式车床主轴箱传动系统图，Ⅰ轴的输入转速为1450r/min ，请计算图示齿轮啮合状态下主轴Ⅵ的转速。
解：总传动比公式： i=n n ⅠⅥ=38/56×58/22×80/20×50/51×58/26 n Ⅵ=1450×56/38×22/58×20/80×51/50×26/58=92.65r/min8.分析C620-1型卧式车床的传动系统：⑴写出车公制螺纹和英制螺纹时的传动路线表达式；⑵是否具有扩大螺距机构，螺距扩大倍数是多少？答：（1）公制：主轴Ⅵ－5050－Ⅶ－⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯（左旋）右旋38383838)(3838－Ⅷ－9710010032⨯－Ⅸ－3625－Ⅹ－基u －Ⅻ－28565628⨯－ⅩⅢ－倍u －ⅩⅣ－5M －ⅩⅤ－刀架 英制：主轴Ⅵ－5050－Ⅶ－⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯（左旋）右旋38383838)(3838－9710010032⨯－Ⅸ－3M －Ⅺ－基u －Ⅹ－2536－Ⅻ－倍u －ⅩⅣ－5M －ⅩⅤ－刀架 （2）具有扩大螺距机构表达式： 主轴Ⅵ－3264－Ⅴ－⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡20805050－Ⅳ－⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡20805050－Ⅲ－5050－Ⅶ扩大倍数：250505050505032641=⨯⨯⨯=扩u 3250502080208032642=⨯⨯⨯=扩u 9.欲在CA6140型车床上车削L =10mm 的公制螺纹，试指出能够加工这一螺纹的传动路线有哪几条？答：传动路线有两条：①：L=10mm 时传动表达式： 主轴Ⅵ－5858－Ⅸ－⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－7510010063⨯－Ⅻ－3625－Ⅶ－基u －ⅩⅣ－25363625⨯－ⅩⅤ－倍u －ⅩⅦ－5M －ⅩⅧ－刀架 基u =1420 倍u =128353528=⨯ ②：L=2.5mm 时，需要导程扩大4倍传动表达式：主轴Ⅵ－2658－Ⅴ－2080－Ⅵ－⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡20805050－Ⅲ－4444－Ⅷ－5826－Ⅸ－⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⨯（左旋）右旋33252533)(3333－Ⅺ－7510010063⨯－Ⅻ－3625－ⅩⅢ－基u －ⅩⅣ－25363625⨯－ⅩⅤ－倍u －ⅩⅦ－5M －ⅩⅧ－刀架基u =1420倍u =4148153528=⨯10.在X6132A 型万能升降台铣床上，利用FW250 型分度头加工z=45 的直齿轮，试确定分度手柄每次应转过的整转数与转过的孔数。
11.根据下图所示回答下列问题：1、计算各传动轴转速，画转速图，写出结构式。
2、该变速箱主轴采用什么形式的支承，各轴承叫什么名称？3、Ⅱ轴双联滑移齿轮与Ⅱ轴配合采用什么形式导向？4、主轴材料如何选择？采用哪种热处理形式？箱体材料采用哪种材料？解：1、结构式为Z=21×22转速图如下图所示2、主轴采用的支承形式为：前后两支承，前支承轴承位双排圆柱滚子轴承，后支承为推力球轴承和圆锥球轴承。
3、Ⅱ轴双联滑移齿轮与Ⅱ轴配合采用导向形式为：花键轴；4、主轴材料选择40Cr，采用热处理形式为：调质处理；箱体材料采用HT250.7欲设计某普通车床的主传动系统。
已知：主轴最高转速Nmax=1500r/min，主轴最低转速Nmin=33.5r/min，公比φ=1.41求：1、计算主轴的变速范围Rn；2、利用公式计算主轴的转速级数Z；3、写出至少4个可供选择的结构式。
解：1、Rn=Nmax/Nmin=1500/33.5=44.82、Z=lgRn/lgφ+1=lg44.8/lg1.41+1=11.06+1=123、12=31×23×2612=21×32×2612=31×26×2312=23×26×319分析比较如图所示三种传动件布置方式的优缺点及适用机床。
a、传动件在二支承之间，传动力Q与切削力F方向相同；优点：F与Q二力引起的轴端位移可部分抵消，故主轴弯曲变形小（y小）；缺点：由于F与Q同向，使前支承受力大，增加发热和磨损（R1大）。
适用对象：受力较小、精度要求较高的机床（或轴承刚度和承载能力大的机床）。
b、传动件在二支承之间，传动力Q与切削力F方向相反；优点：前支承点抵消一部分，发热小，磨损小（R1小）缺点：增大了主轴弯曲变形（y大）适用对象：主轴本身较粗、刚度高、精度要求不高的机床。
c、传动件布置于前支承之前，传动力Q与切削力F方向相反；优点：主轴弯曲变形小（y小），前支承承受力小（R1小）；缺点：结构上较难实现，通常会增大主轴前端悬伸量。
适用对象：少数重型机床。
7已知某普通卧式铣床的主轴转速为45、63、90、125、...1400r/min，转速公比为φ=1.41，求主轴的计算转速。
解1：由于Nmin=45,Nmax=1400，所以有：Rn=1400/45=31.1Z=lgRn/lgφ+1=lg31.1/lg1.41+1=11Z-=4.5×1.4111/31-=112.5r/min由公式得：Nc=Nminφ/31该主轴的计算转速为：Nc=125r/min（取邻近大值）。
解2：由于Nmin=45,Nmax=1400，所以有：Rn=1400/45=31.1 参照无极变速和双公比传动系统主轴计算转速的公式，得：Nc=Nmin0.3Rn0.3=45×31.10.3=126.2r/min取Nc=125r/min。
解3：由于Nmin=45,Nmax=1400，所以有：Rn=1400/45=31.1 Z=lgRn/lgφ+1=lg31.1/lg1.41+1=11设Nc=Nj，j=Z/3=11/3=3.667=4则Nc=N4=125r/min10卧式车床床身在切削力的作用下，会产生哪些变形？根据下列简图说明这些变形对被加工工件的尺寸精度（Δd/2）有何影响？解：会产生三种变形：在竖直面内的弯曲变形δ1；在水平面内的弯曲变形δ2；扭转变形φ。
