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参考答案 第一章 绪论一，填空题1.1 能量，物料，信息1.2运动，动力 1.3制造，运动，装配 二、选择题2.1 D 2.2 B 三，简答题第二章 机械的结构分析二、综合题1．n = 7 ，p l = 9 ，p h = 121927323=-⨯-⨯=--=h l P P n F从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。
2． （a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。
n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F3． （c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 313726323=-⨯-⨯=--=h l P P n F（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n F 4． （a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅱ级组 因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。
（c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 010725323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅢ级组因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。
5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0101027323=-⨯-⨯=--=h l P P n FⅡ级组 Ⅲ级组当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。
Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。
可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。
6． （a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 101423323=-⨯-⨯=--=h l P P n F因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。
第1章平面机构的结构分析1.1解释下列概念1.运动副；2.机构自由度；3.机构运动简图；4.机构结构分析；5.高副低代。
1.2验算下列机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改办法。
题1.2图题1.3图1.3 绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度(其中构件9为机架)。
1.4 计算下列机构自由度，并说明注意事项。
1.5计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别(图a所示机构分别以构件2、4、8为原动件)。
题1.4图题1.5图第2章平面机构的运动分析2.1试求图示各机构在图示位置时全部瞬心。
题2.1图2.2在图示机构中，已知各构件尺寸为l AB=180mm , l BC=280mm , l BD=450mm ,l CD=250mm ,l AE =120mm ,φ=30º, 构件AB上点E的速度为v E=150 mm /s ,试求该位置时C、D两点的速度及连杆2的角速度ω2。
2.3 在图示的摆动导杆机构中，已知l AB=30mm , l AC=100mm , l BD=50mm ,l DE=40mm ,φ1=45º,曲柄1以等角速度ω1=10 rad/s沿逆时针方向回转。
求D点和E点的速度和加速度及构件3的角速度和角加速度（用相对运动图解法）。
题2.2图题2.3图2.4 在图示机构中，已知l AB =50mm , l BC =200mm , x D =120mm , 原动件的位置φ1=30º, 角速度ω1=10 rad/s ，角加速度α1=0，试求机构在该位置时构件5的速度和加速度，以及构件2的角速度和角加速度。
题2.4图2.5 图示为机构的运动简图及相应的速度图和加速度图。
（1）在图示的速度、加速度多边形中注明各矢量所表示的相应的速度、加速度矢量。
（2）以给出的速度和加速度矢量为已知条件，用相对运动矢量法写出求构件上D 点的速度和加速度矢量方程。
机械原理练习题库（附答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、冲压机采用的是（）机构。
A、摆动导杆B、曲柄滑块C、移动导杆正确答案：B2、具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力等特点，广泛应用于各种轴上零件的轴向固定是（）。
A、紧定螺钉B、轴肩与轴环C、紧定螺钉与挡圈正确答案：B3、从动件作等速运动规律的位移曲线形状是（）。
A、斜直线B、双曲线C、抛物线正确答案：A4、１０．V带顶面应与带轮外缘表面（）一些。
A、平齐B、平齐或略高C、略高D、略低正确答案：B5、从动件作等加速等减速运动规律的位移曲线是（）。
A、双曲线B、抛物线C、斜直线正确答案：B6、传动比大且准确的传动是（）。
A、蜗轮蜗杆传动B、齿轮传动C、链传动正确答案：A7、基圆上的压力角等于（）。
A、40︒B、20︒C、0︒正确答案：C8、内燃机的配气机构采用了（）机构。
A、铰链四杆B、齿轮C、凸轮正确答案：C9、在轮系中，（）即可以是主动轮又可以是从动轮，对总传动比没有影响，起改变齿轮副中从动轮回转方向的作用。
A、惰轮B、蜗轮蜗杆C、锥齿轮正确答案：A10、国家标准规定，斜齿圆柱齿轮的（）模数和压力角为标准值。
A、端面B、法面和端面C、法面正确答案：C11、在键连接中，对中性好的是（）。
A、切向键B、平键C、楔键正确答案：B12、在一般机械传动中，常用于数控机床、纺织机械的带传动是（）。
A、平带传动B、普通V带传动C、同步带传动正确答案：C13、下列连接中属于不可拆连接的是（）。
A、焊接B、螺纹连接C、销连接正确答案：A14、铰链四杆机构中，各构件之间均以（）相连接。
A、螺旋副B、移动副C、转动副正确答案：C15、（）花键形状简单、加工方便，应用较为广泛。
A、渐开线B、三角形C、矩形齿正确答案：C16、在闭式传动中，（）润滑适用于中速机器中轴承的润滑。
A、油环B、压力C、润滑脂正确答案：B17、两被连接件上均为通孔且有足够装配空间的场合应采用（）。
机械原理练习题
1. 将两个轮胎固定在轴上，通过一根杆连接，当一个轮子转动时，另一个轮子也会跟着转动。
请问这是什么机械原理？
2. 将一根弹簧固定在墙上，另一端系上一个重物，并将其放下。
重物下落时，弹簧被拉伸，并在达到最大伸长距离后反弹回来。
请问这是哪种机械原理？
3. 古代的风车利用风力将叶片转动，驱动石磨磨碎谷物。
请问这是何种机械原理？
4. 一把剪刀由两个杠杆连接而成，用于剪断纸张、布料等。
请问这是什么机械原理？
5. 螺旋钉是一种紧固件，由一个螺纹固定在物体内部。
旋转螺旋钉时，物体也会跟着移动。
请问这是哪种机械原理？
6. 自行车前轮与脚踏板之间通过链条相连，当骑行者踩动脚踏板时，前轮也会跟着转动。
请问这是何种机械原理？
7. 汽车发动机通过曲轴将活塞的往复运动转换为轮胎的旋转运动。
请问这是什么机械原理？
8. 水泵利用活塞的往复运动将水抽入泵内，并通过管道输送出去。
请问这是哪种机械原理？
9. 一台起重机利用杠杆原理将小力臂的力放大，从而能够举起
重物。
请问这是何种机械原理？
10. 蜘蛛利用自身分泌的丝线在树枝间搭建网状结构，用于捕捉昆虫。
请问这是什么机械原理？。
机械原理复习题第一章机械的结构分析复习思考题1、两构件构成运动副的特征是什么？2、如何区别平面及空间运动副？1、何谓自由度和约束？2、转动副与移动副的运动特点有何区别与联系？3、何谓复合铰链？计算机构自由度时应如何处理？4、机构具有确定运动的条件是什么？5、什么是虚约束？习题1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。
（a）(b) (c)2、一简易冲床的初拟设计方案如图。
设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。
试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。
3、计算图示平面机构的自由度；机构中的原动件用圆弧箭头表示。
(a) (b) (c)(d) (e) (f)第二章 平面机构的运动分析复习思考题1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度12A A V 及12B B V 的方向，它们的相对瞬心P 12在何处？2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？习题1、试求出下列机构中的所有速度瞬心。
(a) (b)(c) (d)2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s-1，R=50mm，l A0=20mm，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v。
题2图凸轮机构题3图组合机构3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
4、在图示的颚式破碎机中，已知：x D=260mm，y D=480mm，x G=400mm，y G=200mm，l AB=l CE=100mm，l BC=l BE=500mm，l CD=300mm，l EF=400mm，l GF=685mm， 1=45°,ω1=30rad/s 逆时针。
第二章一、单项选择题：1．两构件组成运动副的必备条件是。
A．直接接触且具有相对运动；B．直接接触但无相对运动；C．不接触但有相对运动；D．不接触也无相对运动。
2．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。
A．有；B．没有；C．不一定3．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。
A．虚约束；B．局部自由度；C．复合铰链4．用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有个自由度。
A．3；B．4；C．5；D．65．杆组是自由度等于的运动链。
A．0；B．1；C．原动件数6．平面运动副所提供的约束为A．1；B．2；C．3；D．1或27．某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是。
A．含有一个原动件组；B．至少含有一个基本杆组；C．至少含有一个Ⅱ级杆组；D．至少含有一个Ⅲ级杆组。
8．机构中只有一个。
A．闭式运动链；B．原动件；C．从动件；D．机架。
9．要使机构具有确定的相对运动，其条件是。
A．机构的自由度等于1；B．机构的自由度数比原动件数多1；C．机构的自由度数等于原动件数二、填空题：1．平面运动副的最大约束数为_____，最小约束数为______。
2．平面机构中若引入一个高副将带入_______个约束，而引入一个低副将带入_____个约束。
3．两个做平面平行运动的构件之间为_______接触的运动副称为低副，它有_______个约束；而为_______接触的运动副为高副，它有_______个约束。
4．在平面机构中，具有两个约束的运动副是_______副或_______副；具有一个约束的运动副是_______副。
5．组成机构的要素是________和________；构件是机构中的_____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_______。
7．机构具有确定运动的条件是____________________________________________。
机械原理复习题（1）试计算下列图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束必须明确指出。
（2）高副低代（3）拆杆组，说明机构级别(a) (b)（1）将图示压缩机构中的所有构件用数字1，2，3，…在图上标注出来，所有运动副用字母A，B，C，…标注出来。
（2）试分析图示结构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束。
如有，请明确指出来。
（3）试计算图示机构的自由度。
机构中用圆弧箭头表示的构件为原动件。
（4）图示机构是由哪些杆组构成的？请将那些杆组从机构中一一分离出来，并注明拆组的顺序及其级别。
（1）试计算图示机构的自由度（机构中用圆弧箭头表示的构件为原动件）。
（2）图示机构是由哪些杆组构成的？请将那些杆组从机构中一一分离出来，并注明拆组的顺序及其级别。
（3）若以构件7为原动件，则此机构为几级机构？（1）将图示凸轮拨杆机构中的所有构件用数字1，2，3，…在图上标注出来，所有运动副用字母A，B，C，…标注出来。
（2）试分析图示机构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束。
如有，请明确指出来。
（3）请绘制此机构在图示位置时高副低代后的机构简图。
（4）试计算图示机构高副低代前原高副机构的自由度和高副低代后低副机构的自由度。
5、结构分析（1）试分析图示机构中有无复合铰链、局部自由度和虚约束。
如有，请明确指出来。
（2）请绘制此机构在图示位置时高副低代后的机构简图。
（3）试计算图示机构高副低代前原高副机构的自由度和高副低代后低副机构的自由度。
（4）拆杆组，判断机构级别。
（1）、当偏心圆A为原动件时，此机构能否作确定的相对运动？为什么？（2）、将机构中的高副用低副来代替；（3）、此机构为几级机构？为什么？试求出下列各机构在图示位置的全部瞬心。
9、运动分析10、运动分析在图示曲柄摇块机构中，已知l AB=30mm, l AC=100mm, l BD=50mm, l DE=40mm, φ=45?, ω1=10rad/s, 用图解法求:1、V E、V D、ω2;2、a E、a D、α2在图示铰链四杆机构中，已知：l BC=50mm，l CD=35mm，l AD=30mm，AD为机架，（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB杆为曲柄，求l AB的最大值；（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB的取值范围；（3）若此机构为双摇杆机构，求l AB的取值范围。
12、连杆机构图示为曲柄滑块机构运动简图，求：1、画出机构的两个极限位置，判断该机构是否具有急回特性，急回方向如何，图示位置是工作行程还是回行程；2、有无死点位置，若有，在什么情况下出现；3、标出图示位置压力角和传动角（不计运动副摩擦），画出最小传动角出现位置；4、标出工作行程任意位置时作用在滑块上的水平阻力Q（与导路重合），此时考虑摩擦并不计构件重量和惯性力，求转动副B及C中作用力的方向线位置（摩擦圆半径ρ）。
13、连杆机构图示为曲柄滑块机构，曲柄顺时针方向转动。
用图解法求：（1）画出图示位置压力角和传动角（不计摩擦）；（2）画出机构的两个极限位置，标出极位夹角θ；（3）标出滑块行程S，并指明滑块快行程方向。
设计一曲柄摇杆机构，已知其摇杆长度l CD=75mm，机架长度l AD=100mm，摇杆的一极限位置与机架间的夹角ψ=45°，行程速比系数K=1.5。
试确定曲柄长度l AB和连杆长度l BC，只求一解即可，并标出最小传动角γmin。
用图解法设计一偏置曲柄滑块机构。
已知滑块的行程速度变化系数K=1.5，滑块的冲程L C1C2=50mm，导路的偏距e=20mm，求曲柄长度l AB和连杆长度l BC，以及该机构的最大压力角αmax。
在图示凸轮机构中，凸轮逆时针转动，廓线为圆，在图中标出：1、凸轮的理论廓线；2、凸轮的基圆及偏距圆；3、凸轮机构在图示位置时从动件位移；4、凸轮与从动件在D点接触时凸轮机构的压力角；5、接触点由C到D的过程中凸轮转过的角度。
17、凸轮机构图示为一偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构运动简图，已知凸轮轮廓由四段圆弧组成，圆弧的圆心分别为C1，C2，C3及O。
试用反转法图解求：（1）凸轮的基圆；（2）凸轮在初始位置以及回转45°，90°，135°，和180°时凸轮机构的位移及压力角。
图示为一尖底摆动从动件盘形凸轮机构的运动简图。
已知凸轮轮廓如图所示，试用反转法图解求：（1）从动件的最大摆角；（2）凸轮在初始位置以及回转90°及180°时凸轮机构的压力角。
用作图法设计一平底直动从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向、从动件的初始位置及从动件的位移线图如图所示。
试绘制凸轮轮廓。
图示为一摆动滚子从动件盘形凸轮机构。
凸轮为偏心圆盘，转向如图所示。
已知R=30mm，l OA=10mm，r T=5mm，l OB=50mm，l BC=40mm。
E、F为凸轮与滚子的两个接触点。
试在图上标出：（1）从E点接触到F点接触凸轮所转过的角度；（2）F点接触时的从动件压力角；（3）由E点接触到F点接触从动件的位移；（4）画出凸轮理论轮廓曲线，并求基圆半径。
设有一渐开线标准齿轮z=20，m=8mm，α=20°，h a*=1，试求：（1）其齿廓曲线在分度圆与齿顶圆上的曲率半径ρ、ρa，以及齿顶圆压力角αa；（2）齿顶圆齿厚s a及基圆齿厚s b；（3）完成图示各尺寸的标注。
一对标准齿轮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，α=20°，d a1=88mm。
求：1、试计算下列几何尺寸: ① 齿轮的模数m；② 两轮的节圆直径d1’，d2’；③顶隙C；2、若安装中心距增至a’=102mm，上述各值有无变化，如有应为多少? 重合度如何变化；3、两种情况下两轮节圆半径的比值是否相等，为什么？23、齿轮机构已知一正常齿制渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮机构，其模数m=10mm，压力角α=20°，中心距a=350mm，传动比i12=9/5，试求：（1）确定两齿轮的齿数；（2）计算两轮的分度圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径；（3）若实际中心距a、=152mm,求啮合角α、、节圆半径r1’和r2、24、齿轮机构已知一渐开线标准外啮合圆柱齿轮机构，其模数m=10mm，压力角α=20°，中心距a=350mm，传动比i12=9/5，试求：（1）确定两齿轮的齿数；（2）计算两轮的几何尺寸（将各尺寸名称、计算公式及计算结果填入表内）。
有一个渐开线直齿圆柱齿轮，用卡尺测量其三个齿和两个齿的公法线长度分别为W3=61.73mm和W2=38.11mm，齿顶圆直径d a=208mm，齿根圆直径d f=172mm，数得其齿数z=24。
试求：（1）该齿轮的模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数h a*和顶隙系数c*；（2）分度圆直径d 、基圆直径d b、齿厚s。
如图所示为μl =0.001m/mm绘制的一对渐开线标准齿轮传动，设轮1为原动件，轮2为从动件，两轮的转向如图所示，现要求：（1）根据图上尺寸，确定两齿轮的基本参数（m，ha*，c*，α，z1及z2）；（2）标出两齿轮的齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆、节圆、分度圆压力角及啮合角；（3）标出理论啮合线N1N2、开始啮合点B2、终止啮合点B1及实际齿廓工作段（标在K点处齿廓上）；（4）标出实际啮合线B1B2及基圆齿距p b，并按这些尺寸估算重合度ε；（5）找出轮2齿廓上与轮1齿廓a1点相啮合的对应点a2（保留作图线）。
27、齿轮机构一对渐开线齿廓C1、C2，n-n为过接触点的公法线，1为主动轮，1、画出2个基圆和2个节圆；2、标出理论啮合线N1N2和实际啮合线B1B2；3、标出啮合角和K点压力角；4、标出M1的共轭点。
欲设计一对渐开线齿轮传动，已知实际中心距为100mm。
现已找到一只正常齿制的渐开线标准直齿圆柱齿轮，其齿数为20，模数为3mm，压力角为20°，要求传动比为2.3。
（1）试确定另一只齿轮的齿数和传动时的啮合角；（2）若要求无侧隙啮合传动时，这只齿轮是否需要变位？若需要变位，其变位系数应取多少？（3）试计算这对齿轮啮合传动时的实际顶隙。
29、齿轮机构设已知一对斜齿轮传动z1=20，z2=40，m n=8mm，αn=20°，ha n*=1，c n*=0.25，b=30mm，并初取螺旋角β=15°，试求该传动的中心距a（a值应圆整为个位数为0或5，并相应重算螺旋角β）、几何尺寸、当量齿数和重合度。
30、齿轮机构设计一铣床进给系统中带动工作台转动的阿基米德蜗杆传动。
要求i12=20.5，m=5mm，α=20°，h a*=1，c*=0.20，试求该蜗杆机构的基本参数（z1，z2，q，γ1及β2）、几何尺寸（d1，d2，d a1及d a2）和中心距a。
在图示的双级行星齿轮减速器中，各齿轮的齿数为：z1= z4=20，z2= z5=10，z3=z6=40，试求：（1）固定齿轮6时的传动比i1H；（2）固定齿轮3时的传动比i1H。
在图示轮系中，已知各齿轮的齿数为：z 1=32，z 2=34，z 2’=36，z 3=64，z 4=32，z 5=17，z 6=24。
若轴A 按图示方向以1250r/min 的转速回转，轴B 按图示方向以600r/min 的转速回转，试确定轴C 的转速大小和方向。
33、轮系在图示轮系中，已知各轮齿数为201=z ，362=z ，182='z ，603=z ，703='z ，284=z ，145=z ，n A =60r/min ，n B =300r/min ，方向如图示。
试求轮5的转速n C 的大小和方向。
在图示自行车里程表的机构中，C 为车轮轴。
已知各轮的齿数为z 1=17，z 3=23，z 4=19，z 4’=20，z 5=24。
设轮胎受压变形后使28英寸车轮的有效直径为0.7m 。
当车行1km 时，表上的指针P 刚好回转一周，求齿轮2的齿数z 2。
35、轮系图示轮系，已知各轮齿数：322=z ，343=z ，364=z ，645=z ，327=z ，178=z ，z 924=。
轴A 按图示方向以1250r/min 的转速回转，轴B 按图示方向以600r/min 的转速回转，求轴C 的转速n C 的大小和方向。
36、轮系在图示轮系中，已知z a=2（右旋），z b=40，z1=20，z2=18，z3=20，z3’=18，z4=94，n a=1000r/min，求C 轴转速的大小及方向。
37、轮系已知：Z1=36, Z2=60, Z2’=23, Z3=49, Z3’=69, Z4=31, Z5=131, Z6=94, Z7=36, Z8=167, n1=3549 r/min，方向如图。
