机械设计基础各章习题
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. z. 第一章 平面机构的自由度
二、单项选择题
1. 两构件通过〔 〕接触组成的运动副称为高副。
A 面B 点或线 C 点或面 D 面或线
2. 一般情况下，门与门框之间存在两个铰链，这属于〔 〕。
A 复合铰链 B 局部自由度 C 虚约束 D 机构自由度
3. 平面机构具有确定运动的条件是其自由度数等于〔 〕数。
A 1 B 从动件 C 主动件 D 0
4. 所谓机架是指〔 〕的构件。
A 相对地面固定 B 运动规律确定
C 绝对运动为零 D 作为描述其他构件运动的参考坐标点
5. 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
三、填空题
1. 机构是由假设干构件以_______________相联接，并具有__________________________的组合体。
2. 两构件通过______或______接触组成的运动副为高副。
3. m个构件组成同轴复合铰链时具有______个回转副。
四、简答题
1. 何为平面机构.
2. 试述复合铰链、局部自由度和虚约束的含义.为什么在实际机构中局部自由度和虚约束常会出现.
3. 计算平面机构自由度，并判断机构具有确定的运动。
〔1〕 〔2〕
〔3〕 〔4〕
〔5〕 〔6〕
五、计算题
1. 计算机构自由度，假设有复合铰链、局部自由度和虚约束，请加以说明。
2. 计算图示连杆机构的自由度，为保证该机构具有确定的运动，需要几个原动件.为什么.
参考答案
二、单项选择题
1. B 2. C 3. C 4. D 5. D
三、填空题
1. 运动副 确定相对运动
2. 点 线
3. m-1
四、简答题
1. 平面机构：组成机构的所有构件都在同一平面或几个互相平行的平面运动，这种机构称为平面机构。
2. 复合铰链：两个以上的构件同时在一处用回转副相联接时就构成了复合铰链。
局部自由度：在机构中，有些构件所产生的运动并不影响其他构件的运动，这种构件运动的自由度称为局部自由度。
虚约束：在运动副引入的约束中，有些约束对机构自由度的影响是重复的，对机构的运动不起限制作用，这种重复的约束称为虚约束。
局部自由度的使用是为了减小高副磨损而将滑动摩擦变成滚动摩擦。
虚约束的引入可以增加构件的刚性，改善构件的受力情况，提高工作性能，提高稳定性等。 -
. z. 3. 计算平面机构自由度
〔1〕075hlP,P,n，则10725323hlPPnF，机构具有确定的运动。
〔2〕186hlP,P,n，则11826323hlPPnF，机构具有确定的运动。
〔3〕244hlP,P,n，则22424323hlPPnF，机构具有确定的运动。
〔4〕075hlP,P,n，则10725323hlPPnF，机构具有确定的运动。
〔5〕244hlP,P,n，则22424323hlPPnF，机构具有确定的运动。
〔6〕233hlP,P,n，则12323323hlPPnF，机构具有确定的运动。
五、计算题
1. 解：B处为局部自由度，C和C/处为虚约束，G处为复合铰链。
197hlP,P,n，则21927323hlPPnF
2. 解：机构在k点处有局部自由度。
1129hlP,P,n，则211229323hlPPnF。假设该机构要具有确定的运动，则需要两个原动件，因为机构具有确定运动的条件为：机构的自由度数等于机构原动件的数目，该机构的自由度为2，所以应具有两个原动件。
第二章 平面连杆机构
一、判断题〔正确 T，错误 F〕
二、单项选择题
1. 在以下平面四杆机构中，无论以哪一构件为主动件，都不存在死点位置〔 〕。
A 曲柄摇杆机构 B 双摇杆机构 C 双曲柄机构 D 曲柄滑块机构
2. 为使机构顺利通过死点，常采用在高速轴上装〔 〕增大惯性。
A 齿轮 B 飞轮 C 凸轮 D 蜗轮
3. 当曲柄为主动件时，曲柄摇杆机构的最小传动角min总是出现在〔 〕。
A 连杆与曲柄成一条线时 B 连杆与机架成一条线时；
C 曲柄与机架成一条线时 D 曲柄、连杆与机架成一条线时。
4. 无急回特性的平面四杆机构，其极位夹角为〔 〕。
A 0 B 0 C 0 D 0
5. 一曲柄摇杆机构，假设改为以曲柄为机架，则将演化为〔 〕
A 曲柄摇杆机构 B 双曲柄机构 C 双摇杆机构 D 导杆机构
6. 铰链四杆机构ABCD中，AB为曲柄，CD为摇杆，BC为连杆。假设杆长lAB=30mm，lBC=70mm，lCD=80mm，则机架最大杆长为〔 〕
A 80mm B 100mm C 120mm D 150mm
7. 在以下平面四杆机构中，一定无急回特性的机构是〔 〕
A 曲柄摇杆机构 B 摆动导杆机构 C 对心曲柄滑块机构 D 偏置曲柄滑块机构
三、填空题
1. 在曲柄摇杆机构中，当曲柄等速转动时，摇杆往复摆动的平均速度不同的运动特性称为。
2.当压力角α大到*一数值时，不管推力为多大，都不能使从动件运动，凸轮机构将发生。
3. 平面四杆机构中，行程速比系数为K，则极位夹角的计算公式为。
四、简答题
1. 何为平面连杆机构.平面四杆机构具有哪些根本特征.
2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是什么.铰链四杆机构有哪几种形式，如何判断. -
. z. 3. 根据图中所注尺寸判断以下铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、双曲柄机构、还是双摇杆机构，并说明为什么。
〔1〕 〔2〕 〔3〕
五、设计题
1. 试设计一造型机工作台的翻转机构。连杆长度mm110CBl，工作台在两极限位置时mm40021BB，且B1和B2在同一水平线上，要求A、D在另一水平线上，且C1点至A、D所在水平线的距离为150mm。
按比例作图设计该机构，并求取曲柄ABl和连杆CDl的长度〔图解法〕，写出作图过程，并保存作图痕迹。
2. 试设计一曲柄摇杆机构。摇杆的长度mm290CDl，机架的长度mm230ADl，摇杆在两个极限位置间的夹角45，行程数比系数41.K。
〔1〕按比例作图设计该机构，并求取曲柄ABl和连杆BCl的长度〔图解法〕
〔2〕验算设计的机构曲柄是否存在；
〔3〕标注机构的最大传动角及机构处于由极限位置时的压力角。
要求写出作图过程，并保存作图痕迹。
参考答案
一、判断题〔正确 T，错误 F〕
1. F 2. F 3. T 4. T 5. F 6. T 7. T
二、单项选择题
1. C 2. B 3. C 4. B 5. B 6. C 7. C
三、填空题
1. 急回特性
2. 自锁
3. 18011KK
四、简答题
1. 由假设干个构件用低副联接组成的平面机构称为平面连杆机构。平面四杆机构的根本特征包括：急回特性，压力角，死点。
2. 铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是机构中最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
铰链四杆机构的根本形式有 ①双曲柄机构——最短杆为机架；②曲柄摇杆机构——最短杆为连架杆；③双摇杆机构——最短杆为连杆。
3. 图〔1〕为曲柄摇杆机构，原因1006016014512025，则说明该机构中存在曲柄，而最短杆又为连架杆。图〔2〕为双曲柄机构，原因907016015011040，则说明该机构中存在曲柄，而最短杆又为机架。图〔3〕为双摇杆机构，原因100701701106050，但是最短杆为连架杆。
五、设计题
1. 设计过程详见参考教材22页，"连杆的两个位置设计四杆机构〞的容。
2. 设计过程详见参考教材23页，"根据行程数比系数设计四杆机构〞的容。传动角和压力角的画法见参考教材15页的"二、压力角与传动角〞容。
第三章 凸轮机构
三、填空题
1.设计凸轮机构，假设量得其中*点的压力角超过许用值，可以用方法使最大压力角减小。
2. 凸轮机构是由、、三个根本构件组成的。
3. 理论轮廓曲线一样而实际轮廓曲线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律是的。
4. 凸轮轮廓形状由从动件的决定。
四、简答题
1. 说明凸轮机构从动件常用运动规律、冲击特性及应用场合。
五、设计题 -
. z. 1. 设计一对心直动尖顶从动件盘型凸轮。凸轮顺时针以等角速度ω1回转，凸轮基圆半径mm250r，从动件运动规律如下列图。〔要求：写出作图步骤，保存作图痕迹〕
2. 设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮。凸轮以等角速度顺时针方向回转，偏距mm10e〔从动件导路在凸轮回转中心的左侧。〕，凸轮基圆半径mm400r，从动件升距mm30H，滚子半径mm10kr，150r，30s，120f，60s，从动件在推程作简谐运动，在回程作等加速等减速运动。〔要求：写出作图步骤，保存作图痕迹〕
3. 图示凸轮机构，凸轮的实际轮廓为一圆，圆心在点O′，
凸轮绕轴心O逆时针转动，求：
〔1〕在图中作出凸轮机构的基圆、偏距圆；
〔2〕在图中作出凸轮在C点接触时的压力角α；
〔3〕在图中作出凸轮与滚子从C点接触到D点接触时，凸轮的转角δ。
〔不必作文字说明，但必须保存作图线。〕
参考答案
一、判断题〔正确 T，错误 F〕
1. F 2. F 3. T 4. F 5. T 6. F
二、单项选择题
1. B 2. B 3. C 4. D 5. C 6. B
三、填空题
1. 增大基圆半径
2. 凸轮、从动件、机架
3. 一样
4. 运动规律
四、简答题
1. 凸轮机构常用从动件运动规律包括：①等速运动规律，速度突变，存在刚性冲击，常用于低速和从动件质量较小的凸轮机构中。②等加速等减速运动规律，加速度突变，存在柔性冲击。常用于中速的凸轮机构中。③简谐运动规律，加速度突变，存在柔性冲击。常用于高速的凸轮机构中。
