机械原理自测题及答案.doc

第二章机构的结构分析一填空题1组成机构的基本要素是 构件 和 运动副 。机构具有确定的运动件是： 。2在平面机构中，每一个高副引入 1 个约束，每一个低副引入 2个约束，所以平面机构自由度的计算公式为F = 。应用该公式时，应注意的事项是： 正确计算运动负的数目 。3机构中各构件都应有确定的运动，但必须满足的条件是： 。二综合题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？1 n = 7 ，pl = 9 ，ph = 1 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。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 ，pl = 11 ，ph = 1 3计算图示各机构的自由度。 （c）n = 6 ，pl = 7 ，ph = 3 （e）n = 7 ，pl = 10 ，ph = 0 4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。 （a）n = 5 ，pl = 7 ，ph = 0 级组 级组因为该机构是由最高级别为级组的基本杆组构成的，所以为级机构。（a） （b）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。n = 7 ，pl =10 ，ph = 0 级组 级组当以构件AB为原动件时，该机构为级机构。 级组 级组 级组 当以构件FG为原动件时，该机构为级机构。 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试验算图示机构的运动是否确定。如机构运动不确定请提出其具有确定运动的修改方案。 （a） （b）（a）n = 3 ，pl = 4 ，ph = 1 因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。而要使机构具有确定的运动，必须使机构有1个自由度（与原动件个数相同）。其修改方案可以有多种，下面仅例举其中的两种方案。n = 4 ，pl = 5 ，ph = 1 此时机构的自由度数等于原动件数，故机构具有确定的运动。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（用符号直接在图上标出）。 2、已知图示机构的输入角速度w1,试用瞬心法求机构的输出速度w3。要求画出相应的瞬心，写出w3的表达式，并标明方向。由相对瞬心的定义可知： 所以方向为逆时针转向，（如图所示）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1/2。1）计算此机构所有瞬心的数目 K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=15；2）如图所示，为了求传动比1/2，需找出瞬心 P16、P36、P12、P23，并按照三心定理找出P13；3)根据P13的定义可推得传动比1/2计算公式如下由于构件1、3在K点的速度方向相同，从而只和同向。4、在图示的四杆机构中，=60mm, =90mm, =120mm, =10rad/s，试用瞬心法求：（1）当=165时，点C的速度；（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；（3）当时，角之值（有两个解）。解：1）以选定的比例尺作机构运动简图（图b）。 2）求定出瞬心的位置（图b），因为为构件3的绝对瞬心，有=100.06/0.00378=2.56（rad/s）=0.4(m/s)3)定出构件3的BC线上速度最小的点E的位置 因为BC线上的速度最小点必与点的距离最近，故从引BC的垂线交于点E，由图可得 =0.357（m/s） 4)定出时机构的两个位置（见图c，注意此时C点成为构件3的绝对瞬心），量出 1=26.4；2=226.65、如图为一速度多边形，请标出矢量、及矢量、的方向？6、已知图示机构各构件的尺寸，构件1以匀角速度1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。6、解：（1）把B点分解为B2和B3两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下： 方向 AB AB向下 /BC大小 ? w1lAB ? 方向 BC BC BA BC向下 BC大小 w32lBC ? w12lAB 2w3vB3B2 ?（2）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如下：ABV11237、已知图示机构中各构件的尺寸，原动件1以匀速V1移动，求出图示位置时构件3的角速度3和角加速度a3。要求列出矢量方程式、分析各矢量的大小和方向、作出速度与加速度多边形（可不按比例）、并列出3和a3表达式。解：nAB(B1,B2,B3)V112333大小 ？ V1 ？ 方向 AB 水平 /导路w3=VB2 / LAB =pb2mv /LAB 大小 w32LAB ？ 0 0 ? 方向 /AB AB /导路a3=aB2t / LAB = nb2 ma /LAB8、回转导杆机构的速度多边形如图2）所示，试判断其哥氏加速度aKC2C3的方向并标画在图上, 并写明判断的方法。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。10、在图示的各机构中，设已知构件的尺寸及点B的速度（即速度矢量）。试作出各机构在图示位置的速度多边形。 第四章平面机构的力分析+第五章效率和自锁一、填空题1、在移动副中，如驱动力作用在 摩擦角之内 时，将发生自锁；在转动副中，如驱动力为一单力，且作用在 摩擦圆之内 时，则将自锁；在螺旋副中，如果 斜面倾角a时，啮合角将如何变化9、何谓斜齿轮的当量齿轮？对于螺旋角为，齿数为Z的斜齿圆柱齿轮，试写出其当量齿轮的表达式。10、为了实现定传动比传动，对齿轮的齿廓曲线有什么要求？11、已知两轴的中心距及其间的传动比，欲设计一对渐开线齿轮传动，但选用标准圆柱直齿轮时，不能满足给定中心距的要求。问应采取哪些方案来满足中心距的要求？