机械机构习题.docx

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机械机构习题

I机构

（I-1绪论、平面机构及结构分析）

（I-2铰链四杆机构）

（I-3凸轮机构）

一、填空题（每空2分）

I1a-C-1机构由原动件、从动件、机架三部分组成。

I1d-B-2机构自由度计算时应注意复合铰、虚约束、局部自由度三种特殊情况。

I1d-B-4机构具有确定运动的条件是原动件数等于机构自由度数且自由度大于零。

I2d-B-5曲柄摇杆机构的死点位置出现在摇杆为原动件，且摇杆处于极限位置.

I3b-B-6凸轮机构的基圆半径越大，其压力角就愈小，这样它的传力性能愈好.

I1b-C-7两构件通过面接触组成的运动副称为低副。

I1b-C-8两构件之间只做相对转动的运动副称为转动副,两构件之间只作相对移动的运动副称为移动副。

I1b-B-9运动副对构件的独立运动所加的限制。

运动副每引入一个约束，构件就失去一个自由度。

I1b-C-10凡两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副。

I1b-B-11两个构件组成的运动副，通常用三种接触形式联接起来：

即点、线和面。

I2b-B-12在铰链四杆机构中，一连架杆作整周回转，一连架杆在某一角度来回摆动则此铰链四杆机构称为曲柄摇杆机构。

I2b-C-13最简单的平面连杆机构是由四个构件组成的，简称铰链四杆机构。

I2b-A-14满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为曲柄摇杆机构，取最短杆为机架时，为双曲柄机构。

I2c-B-15平面四杆机构的压力角愈小，传力性能愈好。

I2c-B-16在铰链四杆机构中，存在曲柄的必要条件是最短杆条件和最短与最长杆的和不大于其余两杆的和（杆长和条件）。

I2c-A-17在平面四杆机构中，用行程速度变化系数表示急回运动的特性。

二、选择题（每题2分）

I2b-C-1以下不属于曲柄滑块机构的应用的是（C）

A、压力机B、燃机C、搓丝机D、唧筒

I2b-B-2以下关于曲柄摇杆机构的叙述正确的是（D）

A、只能以曲柄作为主动件B、摇杆不可以作主动件

C、主动件既可能作整圆旋转运动也可以作往复移动D、以上都不对

I2c-B-3以下机构中不属于曲柄摇杆机构是（B）

A、剪刀机B、铲士机C、搅拌机D、雷达俯仰角摆动装置

I2d-B-4杆长不等的铰链四杆机构，下列叙述正确的是（A）

A、凡是以最短杆为连杆的，均是双摇杆机构

B、凡是以最短杆为机架的，均是双曲柄机构

C、凡是以最短杆相邻的杆为机架的，均是曲柄摇杆机构

D、凡是以最长杆为机架的，均是双摇杆机构

I2c-A-5以下不属于双曲柄机构是（C）

A、铲斗机B、公共汽车车门启闭机构C、鹤式起重机D、惯性筛

I2c-A-6有关双摇杆机构的论述正确的是（A）

A、两连架杆均只能作一定角度的摆动运动B、最短杆的对杆为机架

C、最长杆与最短杆长度之和大于其余两杆长度之和D、都不对

I2c-A-7以下不含有双摇杆机构的是（A）

A、飞机起落架B、牛头刨床的横向进给机构

C、自卸翻斗车D、车辆前轮转向机构

I2c-B-8在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该（A）

A．增大传动角γB.减小传动角γ

C．增大压力角αD.减小极位夹角θ

I1b-C-9（B）个构件直接接触产生某种相对运动的联接称为运动副。

A、1B、2C、3D、4

I1d-C-10一个作平面运动的构件具有（C）个自由度。

A、1B、2C、3D、4

I2d-B-11机械中常利用（C）的惯性力来越过机构的死点位置。

A、主动构件B、联接构件

C、从动构件D、复合构件

I1b-C-12复合铰链的转动副数为（B）。

A、活动构件数-1B、构件数-1

C、等于构件数D、构件数+1

I2d-B-13行程速比系数K（A）1，说明机构有急回特性。

A、大于B、小于

C、等于D、不小于

I1d-B-14下列有关机构概念阐述正确的是（B）。

A、一切自由度不为1的机构，其各构件之间都不可能具有确定的相对运动。

B、机构主要是由主动件、从动件和机架组成。

C、机构的自由度就是构件的自由度。

D、以上都不正确

I1b-B-15下列有关运动副阐述错误的是（C）。

A、转动副和移动副都是平面低副。

B、两构件通过面接触组成的运动副是低副。

C、平面低副引入的约束数为1。

D、两构件通过点或线接触组成的运动副是高副。

I2c-B-16下列有关曲柄摇杆机构阐述正确的是（D）。

A、在曲柄摇杆机构中，当以曲柄为主动件时，最小传动角出现在曲柄与机架两个共线位置处。

B、曲柄摇杆机构的行程速比系数K不可能等于1。

C、在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，该机构出现死点位置。

D、以上都不正确。

I1d-B-17图所示直线机构中，下列描述正确的是（B）。

A、n=8B、PL=10

C、PH=1D、F=2。

I1a-C-18机器的特征是：

1）人为的实物组合；2）各组成部分之间具有确定的相对运动；3）能代替或减轻人类的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。

其中哪几点是从机器的组成方面总结了机器的特征？

（D）

A、1）和2）B、2）C、1）和3）D、1）2）和3）

I1a-C-19机器与机构的主要区别是什么？

（C）

A、机器的运动较复杂B、机器的结构较复杂

C、机器能完成有用的机械功或转换机械能D、机器能变换运动形式

I1a-B-20下列五种实物：

1）车床，2）游标尺，3）洗衣机，4）齿轮减速器，5）机械式钟表，其中哪几种是机器？

（B）

A、1）和2）B、1）和3）C、1）、2）和3）D、4）和5）

I1a-A-21下列实物：

1）虎钳，2）百分表，3）水泵，4）台钻，5）牛头刨床工作台升降装置，其中哪几种机构？

（B）

A、1）、2）和3）B、1）、2）和5）C、1）、2）、3）和4）D、3）、4）和5）

I1a-C-22下述哪一点是构件概念的正确表述？

（D）

A、构件是机器零件组合而成的B、构件是机器的装配单元

B、C、构件是机器的制造单元D、构件是机器的运动单元

I1b-C-23两构件构成运动副的主要特征是（D）

A、两构件以点、线、面相接触B、两构件能作相对运动

C、两构件相联接D、两构件既联接又能作一定的相对运动

I1c-B-24有一构件的实际长度l=0.5m，画在机构运动简图中的长度为20mm，则画此机构运动简图时所取的长度例尺μι是多少？

（D）

A、μι=25B、μι=25mm/mC、μι=1:

25D、μι=0.025m/mm

I1c-B-25在比例尺μι=0.002m/mm的机构运动简图中，量得一构件的长度为30mm，则该构件的实际长度ι不多少？

（C）

A、ι=15mmB、ι=15000mmC、ι=60mmD、ι=6mm

I1c-B-26机构运动简图与什么无关？

（D）

A、构件数目B、运动副的数目、类型C、运动副的的相对位置D、构件和运动副的结构

I1c-A-27图示为油泵结构示意图，正确的机构运动示意图应是答案图中的哪一图。

（D）

图I27

I1b-C-28图示机构中有几个移动副？

（B）

A、1个B、2个C、3个D、4个

图I28

I1b-C-29图示为家用缝纫机送布机构运动示意图，有多少个高副？

（B）

A、1个B、2个C、3个D、4个

图I29

I1b-C-30四个构件在A处用铰链联接，形成多少个转动副？

（C）

A、1个B、2个C、3个D、4个

图I30

I1b-C-31图示机构有几个转动副？

（D）

图I31

图I32

A、6个B、7个C、9个D、10个

I1d-C-32图示机构有几个活动构件？

（C）

A、5个B、6个C、7个D、8个

I2a-C-33下列哪一条不是平面连杆机构的优点？

（D）

A、运动副是面接触，故压强低，磨损小

B、运动副制造方便，容易获得较高的制造精度

C、容易实现转动、移动等基本运动形式及其转换

D、容易实现复杂的运动规律

I2b-C-34由曲柄、连杆、机架和摇杆组成的机构称为什么机构？

（D）

A、双曲柄机构B、曲柄连杆机构C、双摇杆机构D、曲柄摇杆机构

I2c-C-35在曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件、摇杆为从动件时，运动形式是怎样变换的？

（C）

A、转动变为往复移动B、往复移动变为连续转动

C、连续转动变为往复摆动D、往复摆动变为连续转动

I2c-B-36杆长不等的铰链四杆机构，若以最短杆为机架，则是什么机构？

（D）

A、曲柄摇杆机构B、双曲柄机构C、双摇杆机构D、双曲柄机构或双摇杆机构

I2c-B-37在图示机构中，各杆长度的关系为：

ιAB=ιBC=ιAD＜ιCD（AD为机架），则该机构是什么机构？

（C）

图I37

A、曲柄摇杆机构B、双曲柄机构C、双摇杆机构D、转动导杆机构

I2c-B-38杆长不等的铰链四杆机构，下列叙述中哪一条是正确的？

（B）

A、凡是以最短杆为机架的，均为双曲柄机构

B、凡是以最短杆为连杆的，均为双摇杆机构

C、凡是以最短杆相邻的杆为机架的，均是曲柄摇杆机构

D、凡是以最长杆为机架的，均为双摇杆机构

I2d-B-39有急回运动特性的平面连杆机构的行程速比系数K是什么值？

（B）

A、K=1B、K＞1C、K≥1D、K＜1

I2c-A-40下列哪一图所注的θ角是曲柄摇杆机构的极位夹角？

（C）

图I40

I2c-B-41当曲柄摇杆机构的原动件曲柄位于何处时，机构的传动角最小？

（C）

A、曲柄与连杆共线的两个位置之一；

B、曲柄与机架相垂直的位置；

C、曲柄与机架共线的两个位置之一；

D、摇杆与机架相垂直时，对应的曲柄置。

I2d-B-42曲柄摇杆机构以哪一构件为原动件时，机构有死点？

（C）

A、曲柄B、连杆C、摇杆D、任一活动构件

I3a-C-43组成凸轮机构的基本构件有几个？

（B）

A、2个B、3个C、4个D、5个

I3a-C-44与平面连杆机构相比，凸轮机构的突出优点是什么？

（A）

A、能严格地实现给定的从动件运动规律B、以实现间歇运动C、能实现多种运动形式的变换D、传力性能好

I3c-C-45图示凸轮轮廓是分别以O及O1为圆心的圆弧和直线组成的。

该凸轮机构从动件的运动过程是何种类型？

（C）

A、升—停—降—停B、升—停—降C、升—降—停D、升—降

图I45

三、是非题（对的打“√”，错的打“X”）（每题2分）

I1a-C-1任何组件的组合均可构成机构（X）

I1a-C-2凡是机器都是由机构组成的（X）

I1a-B-3凡是构件一定都是由两个以上零件组成的（X）

I1a-B-4自行车的轮子是个构件，轮子上的钢丝、螺母、钢圈等都是零件（√）

I1b-B-5火车运动时，火车的车轮与钢轨的顶面相接触，它们组成了一个转动副（X）

I1b-B-6平面连杆机构是由低副联接而成的，所以它不能实现较复杂的平面运动形式（X）

I2c-B-7只有以曲柄摇杆机构的最短杆为机架，才能得到双曲柄机构（√）

I2d-B-8对运动机构来说死点位置一般是不利的，但工程中也可以利用机构的死点位置来满足某些工作要求（√）

I1b-B-9铰链四杆机构的演化形式可以认为是通过改变某些构件的形状、相对长度或选择不同构件为机架等方法获得（√）

I2d-B-10燃机中应用的曲柄滑块机构是以曲柄作为主动件的（X）

I2c-B-11在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。

（X）

I1a-B-12构件是组成机构的各相对运动的单元。

（√）

I1a-C-13构件是组成机构的制造的单元。

（X）

I2d-B-14在设计平面四杆机构时，一定要避免死点位置。

（X）

I2d-B-15在铰链四杆机构中，曲柄一定是最短杆。

（X）

I2d-B-16对心曲柄滑块机构具有急回特性。

（X）

I2d-B-17平面四杆机构中的极位夹角就是从动件在两个极限位置的夹角。

（X）

I2d-B-18平面四杆机构中的死点位置，就是采用任何方法都不能使机构运动的位置。

（X）

I2d-B-19平面四杆机构中至少存在一个曲柄。

（X）

I2d-B-20在曲柄摇杆机构中，若改变主动件曲柄转速值，将会使表示急回运动特性的行程速度变化系数值得到改变。

（X）

I2d-B-21当连杆机构处于死点位置时，有传动角γ＝90°.（）

四、简答题

I2b-C-1平面四连杆机构最基本形态是什么？

由它演化为其它平面四杆机构，有哪些具体途径？

（6分）

解答：

铰链四杆机构。

（1.5分）

（1）构件形状和运动尺寸的改变；（1.5分）

（2）运动副的转换；（1.5分）

（3）机架置换。

（1.5分）

I2c-C-2如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式？

（10分）

解答：

（1）有最短杆；（2分）

（2）最短最长杆的和不大于其余两杆的和：

a、以最短杆为机架得到双曲柄机构；（2分）

b、以最短杆的邻杆为机架，得到曲柄摇杆机构；（2分）

c、以最短杆的对面杆为机架，得到双摇杆机构；（2分）

（3）最短最长杆的和大于其余两杆的和，得到双摇杆机构。

（2分）

I2d-B-3平面四杆机构中急回特性的含义是什么？

在什么条件下才有此特性？

（10分）

解答：

曲柄作等速回转时，摇杆来回摆动的速度不同，返回时速度较大，机构这种性质叫急回特性，这样可以节省空回时间，提高生产率。

（5分）

曲柄做原动件的时候，机构有急回特性。

（5分）

I1d-C-4机构具有确定运动的条件是什么？

（5分）

解答：

机构具有确定运动的条件是机构自由度数大于零，且原动件个数等于机构的自由度。

（5分）

I1c-C-5机构运动简图有什么作用？

如何绘制？

（10分）

解答：

用规定的线条和符号表示构件和运动副，绘出能够表达各构件间相对运动关系的简图，即机构运动简图，它能简明的表达机构的传动原理。

（5分）

1）分析机构，观察相对运动，数清所有构件的数目；

2）确定所有运动副的类型和数目；

3）选择合理的位置（即能充分反映机构的特性）；

4）确定比例尺；

5）用规定的符号和线条绘制成简图。

（从原动件开始画）（5分）

I2c-C-6如下图各构件的尺寸，以不同的构件为机架，各得到什么机构？

（10分）

解答：

有最短杆40且70+40<55+60；（2分）

1）70做机架，得到曲柄摇杆机构；（2分）

2）40做机架，得到双曲柄机构；（2分）

3）60做机架，得到曲柄摇杆机构；（2分）

4）55做机架，得到双摇杆机构；（2分）

I2c-C-7铰链四杆机构各杆的长度：

AB=15mm,BC=60mm,AD=50mm,CD=30mm.画图并指出此机构有曲柄的条件。

（15分）

解答：

有最短杆AB=15mm，且60+15<50+30；（4分）

1）60做机架，得到曲柄摇杆机构；（2分）

2）15做机架，得到双曲柄机构；（2分）

3）55做机架，得到曲柄摇杆机构；（2分）

（5分）

五、作图题

I1c-A-1画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（10分）

解答：

图略（5分）；

f=3n-2pL-pH=1=3×5-2×7=1（5分）

I1c-B-2画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（10分）

解答：

图略（5分）；

f=3n-2pL-pH=1=3×3-2×4=1（5分）

I1c-B-3画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（10分）

解答：

图略（5分）；

f=3n-2pL-pH=1=3×3-2×4=1（5分）

I3d-A-4设计直动尖顶从动件盘形凸轮机构，凸轮逆时针匀速转动，R0=50mm，h=40mm,从动件运动规律如下图。

解答：

①选取与位移线图相同的比例尺；

②作图

I2d-A-5设计一曲柄摇杆机构，已知机构的摇杆CD长度为40cm，摇杆摆角为45°，行程速比系数K=1.5，机架长度取30cm。

（15分）

解答：

I2d-A-6试设计如图所示铰链四杆机构，lAD=70mm,lAB=40mm,要求其两连架杆满足如下三组对应位置关系：

θ11=45o,θ31=50o,θ12=90o,θ32=80o,θ13=135o,θ33=110o。

解答：

1）选μ（2分）

2）作图（8分）

3）lBC=60mm（2分）

4）Lcd=55mm（2分）

5）铰链四杆机构ABCD即所求。

（2分）

六、计算题

I1d-C-1计算下列运动链的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，须明确指出）（5分）。

图六-1

解答：

f=3n-2pL-pH=3×3-2×3-2=1（3分）

滚子从动件有局部自由度（2分）。

I1d-C-2（5分）

图六-2

解答：

f=3n-2pL-pH=3×3-2×4=1（5分）

I1d-B-3（5分）

图六-3

解答：

f=3n-2pL-pH=3×8-2×10-1=3（3分）

凸轮机构有局部自由度（2分）。

I1d-C-4（5分）

图六-4

解答：

f=3n-2pL-pH=3×7-2×10=1（3分）

两个转块和摇杆间存在复合铰（2分）。

I1d-B-5（7分）

图六-5

解答：

f=3n-2pL-pH=3×3-2×3-2=1（3分）

滚子和凸轮、移动杆有两处局部自由度（4分）

I1d-C-6（5分）

图六-6

解答：

f=3n-2pL-pH=3×5-2×7=1（5分）

I1d-C-7（5分）

图六-7

解答：

f=3n-2pL-pH=3×5-2×7=1（5分）

三杆铰在一起有复合铰

I1d-B-8（5分）

图六-8

解答：

f=3n-2pL-pH=3×3-2×3-2=1（3分）

凸轮和滚子从动件有局部自由度（2分）

I1d-C-9（5分）

图六-9

解答：

f=3n-2pL-pH=3×7-2×10=1（5分）

I1d-C-10（5分）

图六-10

解答：

f=3n-2pL-pH=3×9-2×13=1（5分）

I1d-C-11（5分）

图六-11

解答：

f=3n-2pL-pH=3×5-2×7=1（3分）

B处存在复合铰（2分）

七、综合题

I1d-C-1计算椭圆规机构的自由度并说明机构有确定运动时，机构原动件的个数。

解答：

f=3n-2pL-pH=3×5-2×7=1（3分）

此机构应该有1个主动件。

（2分）

I2d-B-2有一铰链四杆机构，尺寸如图示，AB为主动件且顺时针转动，CD为从动件；

（1）写出该机构具体名称及判断依据；（5分）

（2）用图解法求机构极位夹角和从动件摆角；（取作图比例为0.001m/mm）（10分）

解答：

20+75<65+55，最短杆的临杆做机架，此机构为曲柄摇杆机构。

（5分）

（10分）

I2d-A-3一铰链四杆机构中，已知lBC＝500mm，lCD＝350mm，lAD=300mm，AD为机架。

试问：

1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值；（5分）

2）若此机构为双摇杆机构，求lAB的取值围。

（5分）

解答：

（1）根据曲柄存在的条件，应有：

lAB+lBC≤lCD+lADlAB≤150mm（5分）

（2）双摇杆机构应满足曲柄存在的条件推论：

lAB+lBC≥lCD+lADlAB≥150mm（5分）

I2d-A-4四杆机构中，机架长为30mm，两连架杆分别为15mm和40mm，若要该机构为曲柄摇杆机构，试求连杆的长度围。

（5分）

解答：

根据曲柄存在的条件，应有：

40+lmin≤30+15lmin≤5mm（5分）

I2d-C-5已知构件的尺寸，AB=80mm,BC=130mm,CD=100mm,AD=120mm.。

若分别以构件AB.BC.CD.DA为机架，各应得到何种机构。

（10分）

解答：

因为：

AB最短，BC最长且lAB+lBC≤lCD+lAD（2分）

所以：

（1）以构件AB为机架，得到双曲柄机构；（2分）

（2）以构件BC为机架，得到曲柄摇杆机构；（2分）

（3）以构件CD为机架，得到双摇杆机构；（2分）

（4）以构件DA为机架，得到曲柄摇杆机构。

（2分）