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导学材料一、单选题1.具有确定运动的行星轮系中其原动件数目（）。
答案：CA.最多有2 个B.至少应有2 个C.只有1 个D.不受限制解析：具有确定运动说明原动件数目等于自由度数目。
行星轮系的自由度为 1，所以原动件数目为 1。
2.如图所示，该机构需要（）个原动件才有确定运动。
答案：BA.1B.2C.3D.4解析：活动构件 n=6，F=3n-2Pl-Ph=3×6-2×8=2，具有确定运动说明原动件数目等于自由度数目。
3.若机构的自由度数目等于主动件数目,则该机构（）。
答案：AA.运动确定B.运动不确定C.运动也可能确定，也可能不确定D.难以判断解析：本题考查机构具有确定运动的条件。
4.若图示机构确定运动，则必需要有个原动件。
答案：BA. 1 个B. 2 个C. 3 个D. 4 个解析：活动构件数目 n=4，F=3n-2Pl -Ph=3×4-2×5-0=25.一机构共有五个构件，含五个低副，一个高副，则该机构的自由度数是（）。
答案：AＡ.１Ｂ.２Ｃ.３解析：含五个构件，那么活动构件个数是４个，F=3n-2Pl -Ph=3×4-2×5-1=16．两构件组成运动副的必要条件是两构件（）。
答案：AＡ．直接接触且具有相对运动Ｂ．直接接触但无相对运动Ｃ．虽然不接触但有相对运动Ｄ．既不接触也无相对运动解析：本题考查运动副概念。
7．当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（）确定的运动。
答案：B A．有；B．没有；C．不一定解析：本题考查机构的原动件数目与自由度数目关系对机构运动的影响。
8．在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为（）。
答案：AA．虚约束；B．局部自由度；C．复合铰链解析：虚约束对机构的运动只起重复约束作用。
9．杆组是自由度等于（）的运动链。
答案： AA．0；B．1； C．原动件数解析：本题考查杆组的概念。
10．平面运动副所提供的约束为（）。
第一章绪论选择填空1、机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间 B 产生任何相对运动。
A、可以B、不能2、构件是组成机器的 B 。
A、制造单位B、独立运动单元C、原动件D、从动件简答题1、什么是机构、机器和机械？机构：在运动链中，其中一个件为固定件（机架），一个或几个构件为原动件，其余构件具有确定的相对运动的运动链称为机构。
机器：能代替或减轻人类的体力劳动或转化机械能的机构的组合。
机械：机器和机构的总称。
2、机器有什么特征？（1）经过人们精心设计的实物组合体。
（2）各部分之间具有确定的相对运动。
（3）能代替或减轻人的体力劳动，转换机械能。
3、机构有什么特征？（1）经过人们精心设计的实物组合体。
（2）各部分之间具有确定的相对运动。
4、什么是构件和零件？构件：是运动的单元，它可以是一个零件也可以是几个零件的刚性组合。
零件：是制造的单元，加工制造不可再分的个体。
第二章平面机构的结构分析判断题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，也不能增加构件的刚性。
（×）4、六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。
（×）选择填空1、原动件的自由度应为 B 。
A、0B、1C、22、机构具有确定运动的条件是 B 。
A、自由度>0B、自由度＝原动件数C、自由度>13、由K个构件汇交而成的复合铰链应具有 A 个转动副。
A、K－1B、KC、K＋14、一个作平面运动的自由构件有 B 个自由度。
A、1B、3C、65、通过点、线接触构成的平面运动副称为 C 。
A、转动副B、移动副C、高副6、通过面接触构成的平面运动副称为 A 。
A、低副B、高副C、移动副7、平面运动副的最大约束数是 B 。
A、1B、2C、38、原动件数少于机构自由度时，机构将 B 。
第一章机械是机构和机器的总称。
机构是指一种用来传递与变换运动和力的可动装置。
机器是指一种执行机械运动装置，可用来变换和传递能量、物料和信息。
机器按其用途可分为两类：凡将其他形式的能量转换为机械能的机器称为原动机；凡利用机械能来完成有用功的机器称为工作机。
第二章任何机器都是由许多零件组合而成的。
零件是机器中的一个独立制造单元体；构件是机器中的一个独立运动单元体。
运动副是两构件直接接触而构成的可动连接；运动副元素是两构件参与接触而构成运动副的表面。
高副是两构件通过单一点或线接触而构成的运动副通过面接触而构成的运动副称为低副运动链构件通过运动副的连接而构成的相对可动的系统。
具有固定构件的运动链称为机构。
机架机构中的固定构件。
原动件按给定已知运动规律独立运动的构件。
从动件机构中其余活动构件。
机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数目应等于机构的自由度数目F。
如果原动件数<F,则机构的运动将不确定；如果原动件数>F,则会导致机构最薄弱环节的损坏。
n为机构的活动构件数目；自由度计算公式F＝3n－(2pl＋ph)pl 为机构的低副数目；ph为机构的高副数目。
公共约束是指机构中所有构件均受到的共同的约束。
复合铰链由m个构件组成的复合铰链，共有(m-1)个转动副。
同一运动副如果两构件在多处接触而构成运动副，且符合下列情况者，则为同一运动副，即只能算一个运动副。
（1）移动副，且移动方向彼此平行或重合；（2）转动副，且转动轴线重合；（3）平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合。
如果两构件在多处接触而构成平面高副，但各接触点处的公法线方向并不彼此重合，则为复合高副，相当于一个低副（移动副或转动副）。
局部自由度是指机构中某些构件所产生的不影响其他构件运动的局部运动的自由度虚约束是指机构中某些运动副带入的对机构运动起重复约束作用的约束，（1）在机构中，如果用转动副连接的是两个构件上运动轨迹相重合的点，该连接将带入是1个虚约束。
第二讲平面机构的运动分析一用速度瞬心法作机构的速度分析1 速度瞬心的定义：作平面相对运动两构件上任一瞬时其速度相等的点，称为这个瞬时的速度中心。
分类：相对瞬心－重合点绝对速度不为零绝对瞬心－重合点绝对速度为零2 瞬心数目 K＝N(N-1)/23 机构瞬心位置的确定直接观察法：适用于求通过运动副直接相联的两构件瞬心位置。
１）两构件组成转动副时，转动副中心即是它们的瞬心。
２）若两构件组成移动副时，其瞬心位于移动方向的垂直无穷远处。
３）若两构件形成纯滚动的高副时，其高副接触点就是它们的瞬心。
４）若两构件组成滚动兼滑动的高副时，其瞬心应位于过接触点的公法线上。
不直接形成运动副的两构件利用三心定理来确定其具体位置。
三心定理：三个彼此作平面平行运动的构件共有三个瞬心，且它们位于同一条直线上。
此法特别适用于两构件不直接相联的场合。
4传动比的计算ωi /ωj＝P1j P ij / P1i P ij两构件的角速度之比等于绝对瞬心至相对瞬心的距离之反比5.角速度方向的确定相对瞬心位于两绝对瞬心的同一侧，两构件转向相同相对瞬心位于两绝对瞬心之间，两构件转向相反。
常见题型：1.速度瞬心的求解、2利用速度瞬心求解速度。
二、用矢量方程图解法作机构的速度和加速度分析 1．同一构件上两点之间速度，加速度的关系。
①由各速度矢量构成的图形称为速度多边形（或速度图）；由各加速度矢量构成的图形称为加速度多边形（或加速度图）。
p ，'p 称为极点。
②在速度多边形中，由极点p 向外放射的矢量，代表构件上相应点的绝对速度。
而连接两绝对速度矢端的矢量，则代表构件上相应两点间的相对速度，方向与角标相反，如代表CB v （C 点相对B 点的速度）。
③在加速度多边形中，由极点'p 向外放射的矢量代表构件上相应点的绝对加速度。
而连接两绝对加速度矢量端的矢量代表构件上相应两点间的相对加速度，方向与角标相反。
相对加速度可用其法向加速度和切向加速度来表示。
机械原理复习要点第一章：绪论1.机械的分类：从机械原理学科研究的内涵而言，一般认为机械包含机器和机构两个部分。
2.机器的定义：能实现预期运动并完成特定作业任务的机构系统。
特征：(1)机器是一种人造实物组合体，而非自然形成的物体(2)组成机器的各活动部分之间具有确定的相对运动关系(3)机器能够实现不同能量之间的转换或是代替人类完成特定的作业3.机构的定义：能实现预期运动并实现力传递的人为实物组合体。
特征；(1)机构是一种人造实物组合体，而非自然形成的物体(2)组成机构的各活动部分之间具有确定的相对运动关系(3)机构能够把一种运动形式转换成另外一种运动形式或者实现力的传递。
第二章：机构的结构分析1.机构的组成：构件(构成一个独立运动单元的实物组合体)；运动副(两个构件直接接触而又能实现相对运动的可动连接)；运动链(若干个构件经运动副连接而成的构建系统)2.机构的组成规律：机构是由一个机架与一个或几个原动件，再加上若干个从动件组成而成。
机架：作为参考系的固定构件。
主动件：按预定给定运动规律独立运动的构件。
从动件：除主动件外的活动构件。
3.零件：不能够再分拆的单个实物体4.运动副元素：两构件直接接触的表面5.约束：对运动的限制称为约束。
分类：按运动副产生约束数目可以分为I 级副、II 级副、III 级副等；按接触方式分为低副和高副；按相对运动形式分为移动副和转动副以及空间运动副；按始终保持接触的方式分为几何形状封闭运动副、力封闭运动副等6.运动链分类：如果组成运动链的所有构件依次连接形成首尾封闭的系统则称之为闭式运动链，反之则为开式运动链。
7.机构运动简图：表明机构的组成、运动传递过程以及各构件相对运动特征的简单图形；机动示意图：只需表明机构的组成状况和结构特点而不需要严格按照比例尺绘制的简图。
8.机构自由度：机构维持确定运动所必需的的独立运动参数。
平面机构自由度计算公式：)2(3H L P P n F +⨯-⨯=；其中n:活动构件数,P L :低副约束数,P h :高副约束数；空间机构自由度计算公式：)2345(612345P P P P P n F +⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=9.机构具有确定运动的条件：机构的自由度等于原动件的数目第三章：平面连杆机构分析与设计1.平面连杆机构：由若干构件通过低副(转动副、移动副、球面副、球销副、圆柱副及螺栓副等)连接而成，又称为低副机构。
一、是非题(用“Y ”表示正确，“N ”表示错误填在题末的括号中)。
(本大题共10小题，每小题1分，总计10分)1111111．构件是机构或机器中独立运动的单元体，也是机械原理研究的对象。
( y )2．机构具有确定相对运动的条件为：其的自由度F >0。
( n )3．在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构的最小传动角γmin =0º；而取导杆为原动件时，则机构的最小传动角γmin =90º。
( n )4．机构当出现死点时，对运动传递是不利的，因此应设法避免；而在夹具设计时，却需要利用机构的死点性质。
( y )5．当其它条件不变时，凸轮的基圆半径越大，则凸轮机构的压力角就越小，机构传力效果越好。
( y )6．在蜗杆传动中，蜗杆的升角等于蜗轮的螺旋角，且蜗杆与蜗轮的螺旋线旋向相同。
( y )7．渐开线直齿圆锥齿轮的标准参数取在大端上。
( y )8．为了减小飞轮的尺寸，在机器的低速轴上安装飞轮后，可以较好地降低机器的速度波动。
( n )9．机器等效动力学模型中的等效质量(或转动惯量)是一个假想质量(或转动惯量)，它不是原机器中各运动构件的质量(或转动惯量)之和，而是根据动能相等的原则转化后计算得出的。
( y )10．不论刚性回转体上有多少个不平衡质量，也不论它们如何分布，只需要在任意选定两个平面内，分别适当地加平衡质量即可达到动平衡。
( y )二、填空题(将正确的答案填在题中横线上方空格处)。
(本大题共5小题，每空2分，总计10分)1．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。
2．机械中三角带(即Ｖ带)传动比平型带传动用得更为广泛,从摩擦角度来看，其主要原因是： 三角带属槽面摩擦性质，当量摩擦系数较平面摩擦系数大，故传力大 。
3．在四杆机构中AB BC CD AD AD ====40406060,,,,为机架，该机构是:曲柄摇杆机构 。
一、单项选择题1. 两构件组成运动副必须具备的条件是两构件（ ）。
A. 相对转动或相对移动B. 都是运动副C. 相对运动恒定不变 D ．直接接触且保持一定的相对运动2. 高副低代的条件是（ ）。
A. 自由度数不变B. 约束数目不变C. 自由度数不变和瞬时速度、瞬时加速度不变3．曲柄滑块机构共有( )瞬心。
A ．4个B ．6个 C. 8个 D. 10个4. 两构件直接接触，其相对滚动兼滑动的瞬心在（ ）。
A. 接触点B. 接触点的法线上C. 接触点法线的无穷远处D. 垂直于导路的无穷远处5．最简单的平面连杆机构是( )机构。
A ．一杆B ．两杆 C. 三杆 D. 四杆6. 机构的运动简图与（ ）无关。
A. 构件数目B. 运动副的数目、类型C. 运动副的相对位置D. 构件和运动副的结构7．机构在死点位置时( )。
A ．γ＝90°B ．γ＝45° C. α＝0° D. α＝90°8. 曲柄摇杆机构以（ ）为原动件时，机构有死点。
A. 曲柄B. 连杆C.摇杆D. 任一活动构件9．凸轮的基圆半径是指( )半径。
A ．凸轮转动中心至实际轮廓的最小B ．凸轮转动中心至理论轮廓的最小C. 凸轮理论轮廓的最小曲率 D ．从动件静止位置凸轮轮廓的10. 从动件的推程采用等速运动规律时，在（ ）会产生刚性冲击。
A. 推程的始点B. 推程的中点C. 推程的终点D. 推程的始点和终点11．一对齿轮在啮合过程中，啮合角的大小是( )变化的。
A. 由小到大再逐渐变小 B ．由大到小逐渐变小C. 先由大到小再到大 D ．始终保持定值，不12. 齿轮机构安装中心距等于标准中心距时,节圆直径与分度圆相比较,结论是( )。
A. 节圆直径大B. 分度圆直径大C. 两圆直径相等D. 视具体情况而定13．在斜齿轮模数计算中，下面正确的计算式为( )。
A ．βcos t n m m = B. βsin t n m m =C ．αcos t n m m =D βcos n t m m =14. 标准直齿圆柱齿轮机构的重合度ε值的范围是（ ）。
A. ε<1B. ε=1C. 1<ε<2D. ε>215．在机械系统的启动阶段，系统的动能（ ），并且（ ）。
A. 减少 输入功大于总消耗功 B ．增加 输入功大于总消耗功C. 增加 输入功小于总消耗功D. 不变 输入功等于零16. 在机械系统速度波动的一个周期中的某一时间间隔内，当系统出现（ ）时，系统的运动速度（ ），此时飞轮将（ ）能量。
A. 亏功减少释放B. 亏功加快释放C. 盈功减少储存D. 盈功加快释放17．下列机构中，能够将连续转动转换为单向间歇转动的是( )。
A. 曲柄摇杆机构B．齿轮机构 C. 槽轮机构 D. 棘轮机构18. 有急回运动特性的平面连杆机构的行程速比系数（）。
A. K=1B. K>1C. K≥1D. K<119．刚性转子做动平衡实验时，平衡平面最少应选( )。
A．1个B．2个 C. 3个 D. 4个20. 回转构件达到动平衡的条件是（）。
A. 各偏心重量的离心惯性力之矢量和及惯性力偶矩之和均为零B. 各偏心重量的惯性力偶矩之和均为零C. 各偏心重量的离心惯性力之矢量和为零D. 各偏心重量的离心惯性力之代数和为零二、填充题1．两构件通过点、线接触而构成的运动副称为，面杰出的运动副称为。
2. 凸轮机构常用的从动件运动规律有①，②。
3．机构中压力角的定义是。
(本题3分)4.一对标准外啮合渐开线斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是①，②，③。
5．当主动件作等速连续转动，需要从动件作单向间歇转动时可采用①，②，③。
6. 机器运转的三个阶段分别为①，②，③。
7．在凸轮机构的常用运动规律中，会产生刚性冲击的是运动规律；而既没有刚性冲击也没有柔性冲击的是运动规律。
8. 标准渐开线斜齿圆柱齿轮，在面上的参数为标准值；而用直齿轮公式计算其尺寸时，式中的参数应为面内的参数。
9．斜齿轮面上的参数是标准值，而斜齿轮尺寸计算是针对面进行的。
10. 蜗轮的螺旋角应蜗杆的升角，且它们的旋向应该。
11．直齿锥齿轮不发生根切的最少齿数是，而斜齿轮不发生根切的最少齿数是。
12. 对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其极位夹角为，最大传动角。
三、计算图示机构的自由度F，说明有无确定的运动。
在图上指出机构中出现的复合铰链、局部自由度和虚约束。
四、图示的组合机构，试计算其自由度。
必须注明构件数、高低副、复合铰链、虚约束等。
并问：此机构的运动确定否？五、在一直动尖底推杆盘形凸轮机构中，若已知推杆的速度线图如下图所示，当凸轮以ω1等速转动时，试求：①定性地画出该推杆的位移线图和加速度线图；②说明此为何种运动规律，有何特点；③说明此种运动规律的适用场合。
六、在图所示的对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际轮廓线为一圆，圆心在A点，半径R = 40mm，凸轮绕轴心逆时针方向转动。
L OA = 25 mm，滚子半径r = 10 mm。
要求：(1) 绘制理论轮廓线；(2)凸轮基圆半径 r o = ?(3)从动杆升程 h = ?(4)图示机构位置的压力角α= ?七、在右图所示铰链四杆机构ABCD 中，已知各杆长度l AB = 25mm ，l BC =65mm ，l CD =55mm ，l AD =85mm 。
构件AB 为原动件，试求：1）该机构为何种机构？2）求出摇杆的摆角ϕ、极位夹角θ以及行程速比系数K ；（允许用图解法，但作图应清晰，标示应明确）3）作出机构传动角处于最小时的机构位置图，并标出最小传动角γmin ；4）若要使该机构变成双曲柄机构，可采取什么简单的方法？八、图所示的铰链四杆机构ABCD ，已知杆长,100mm l AB =,250mm l BC =,300mm l AD =试求此机构为双摇杆机构时，摇杆CD 的长度变化范围。
九、在图示轮系中，已知蜗杆为右旋，逆时针转动，转速n 1=1000r/min ，Z 1=1，Z 2=60，Z 4=18，Z 5=20，Z 6=40，齿轮3，4，5，6的模数和压力角分别相等，求齿数Z 3和转速n 6。
十、图示行星轮系中，已知各轮的齿数为1z 、2z 、'2z 、3z 、'3z 和4z 。
试求其传动比H i 1。
十一、在一对渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合传动中，测得其中一轮的齿顶圆直径为128mm ，齿根圆直径为110mm ，并已知另一轮的齿数为20，压力角α=20°，齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.25，求：1） 模数m ；2） 小齿轮的齿数z 1、齿顶圆直径d a1、基圆直径d b1 ;3） 大齿轮的齿数z 2 、齿根圆直径d f2;4） 若将这对齿轮装在中心距为102mm 的轴上，求出此时的啮合角α’和径向顶隙c ；十二、设两齿轮的传动比i 12=2.5, 小齿轮的齿数z 1=40，顶隙系数c*=0.25，齿顶高系数ha*=1，压力角α=20°，求：大齿轮齿数z 2,分度圆直径d 2,齿顶圆直径d a2,齿根圆直径d f2,基圆直径d b2和中心距a 。
十三、已知某机械系统在一个稳定运动循环内的等效阻抗力矩M er 如下图所示，等效驱动力矩M ed 为常数，若该系统的等效转动惯量J e 为常量，平均转速n m =980 (r/min)，运转不均匀系数δ=0.03，试求：（1） 等效驱动力矩M ed 的值；（2） 最大盈亏功ΔW max ；（3） 等效构件的最大转速n max 和最小转速n min 以及对应的转角位置；十四、单缸四冲程发动机近似的等效输出转矩d M 如图所示。
主轴为等效构件，其平均转速m in/1000r n m =，等效阻力矩r M 为常数。
飞轮安装在主轴上，除飞轮以外其他构件的质量不计，要求运转速度不均匀系数05.0=δ。
试求： （1）等效阻力矩r M 的大小和发动机的平均功率； （2）稳定运转时m ax ω和min ω的位置及大小； （3）最大盈亏功max W ∆； （4）在主轴上安装的飞轮的转动惯量F J ； （5）欲使飞轮的转动惯量减少1 / 2，仍保持原有的δ值，应采取什么措施？十五、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，其等效阻力矩er M 如图所示，设输出转矩ed M 为常数，等效转动惯量忽略不计。
试求：(1)最大盈亏功max W ∆，并指出最大角速度m ax ω和最小角速度min ω出现的位置；(2)设主轴的平均角速s rad m /100=ω，在主轴上装一个转动惯量25.0m kg J F ⋅=的飞轮，求运转速度不均匀系数δ； (3)说明减少速度波动可采取的方法。
十六、在图示转动导杆机构中，已知各构件尺寸，若原动件以角速度ω1转动。
要求：1． 试确定机构的所有速度瞬心。
2． 试用矢量方程图解法求构件3的角速度ω3和角加速度α3（列出求解过程中必要的速度和加速度方程式）。
十七、机构ABCD 示意图如下图所示。
已知各构件尺寸，若原动件以角速度ω1转动。
要求：3． 试确定机构的所有速度瞬心。
4． 试用矢量方程图解法求构件3的角速度ω3和角加速度α3（列出求解过程中必要的速度和加速度方程式）。
A B D C 1 ω 4 2 3 α。
