東南大學(xué) 機械原理

平面機構(gòu)自由度1

一、單項選擇題

I、機構(gòu)具有確定運動的條件是（C）。

A自由度大于1B.自由度大于零

C自由度大于零且等于原動件數(shù)D.原動件數(shù)大于等于1

2、當(dāng)機構(gòu)的自由度數(shù)F>0,且F（B）原動件數(shù)，則該機構(gòu)即具有確定運

動。

A小于B.等于C.大于D.大于或等于

3、組成平面移動副的兩個構(gòu)件在接觸處引入（B）個約束。

AlB.2C.3D.4

4、平面運動副引入的約束數(shù)最多為（B）個。

AlB.2C.3D.4

5、平面機構(gòu)中若引入一個高副將帶入（A）個約束。

AlB.2C.3D.4

二、填空題

1、平面機構(gòu)中的轉(zhuǎn)動副引入一2一個約束。

2、由M個構(gòu)件匯集而成的復(fù)合錢鏈應(yīng)當(dāng)包含有_M-1__個轉(zhuǎn)動副。

3、平面運動副的最大約束數(shù)為2。

4、平面運動副的最小約束數(shù)為1o

5、構(gòu)件是機構(gòu)中的運動單元體。

6、組成構(gòu)件的零件是制造單元。

三、計算題

1、圖示機構(gòu)

(1)該機構(gòu)若存在復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束，試在圖上指出;

⑵求該機構(gòu)的自由度(要求有具體計算過程)O

(1)F處復(fù)合較鏈一1分

Q)F=3X9—2X13=1——5分

2、圖示機構(gòu)

(1)該機構(gòu)若存在復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束，試在圖上指出;

⑵求該機構(gòu)的自由度(要求有具體計算過程)o

2

1///4

177771

（1）復(fù)合較鏈1處，虛約束1處2分

Q）F=3X6-2X8-1=1——4分

3、圖示機構(gòu)

（1）該機構(gòu)若存在復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束，試在圖上指出;

⑵求該機構(gòu)的自由度（要求有具體計算過程）O

。）復(fù)合較鏈1處，局部自由度1處，虛約束4處一~3分

Q）F=3X9—2X12-2=1——3分

4、圖示機構(gòu)

（1）該機構(gòu)若存在復(fù)合錢鏈、局部自由度和虛約束，試在圖上指出;

3

⑵求該機構(gòu)的自由度(要求有具體計算過程)O

⑴復(fù)合較鏈1處，局部自由度1處一2分

Q)F=3X6-2X8-1=1——4分

5、圖示機構(gòu)。

(1)該機構(gòu)若存在復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束，試在圖上指出;

⑵求該機構(gòu)的自由度(要求有具體計算過程)。

⑴局部自由度1處~~1分

(2)F=3X8-2X11-1=1——5分

6、圖示機構(gòu)。

4

(1)該機構(gòu)若存在復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束，試在圖上指出;

⑵求該機構(gòu)的自由度(要求有具體計算過程)O

⑴復(fù)合錢鏈1處，局部自由度1處，虛約束1處一3分

(2)F=3X6-2X8-1=1——3分

7、圖示機構(gòu)。

⑴該機構(gòu)若存在復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束，試在圖上指出;

⑵求該機構(gòu)的自由度(要求有具體計算過程)O

(1)復(fù)合較鏈1處一1分

(2)F=3X9-2X13=1——5分

8、圖示機構(gòu)。

(1)該機構(gòu)若存在復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束，試在圖上指出;

⑵求該機構(gòu)的自由度(要求有具體計算過程)。

5

（1）復(fù)合較鏈1處，虛約束1處一2分

（2）F=3X9-2X13=1——4分

平面機構(gòu)1

一、單項

1、具有急回特性的四桿機構(gòu)，其行程速度變化系數(shù)K的值（C）。

A<1B.<1C.>1D.=1

2、在曲柄搖桿機構(gòu)中，當(dāng)搖桿為從動件時，最小傳動角出現(xiàn)在（B）共線

的位置。

A曲柄與連桿B.曲柄與機架C.搖桿與機架D.搖桿與連桿

3、錢鏈四桿機構(gòu)有整轉(zhuǎn)副的條件是：最短桿與最長桿長度之和（C）其余

兩桿長度之和。A<B.=C<D.>

4、四桿機構(gòu)的急回特性是針對主動件作（A）而言的。

A等速轉(zhuǎn)動B.等速移動C.變速轉(zhuǎn)動D.變速移動

5、對心曲柄滑塊機構(gòu)以滑塊為從動件時，其最小傳動角7mh出現(xiàn)在曲柄（A）

的位置。

A垂直于滑塊導(dǎo)路B.垂直于連桿C.與連桿共線D.與機架

6

共線

6、如果較鏈四桿機構(gòu)中的最短桿與最長桿長度之和（A）其余兩桿長度之

和，則該機構(gòu)中不存在整轉(zhuǎn)副。A>B.>C<D.<

7、四桿機構(gòu)的急回特性是針對從動件作（D）而言的。

A等速轉(zhuǎn)動B.等速移動C.變速轉(zhuǎn)動D彳主復(fù)運動

8、對心曲柄滑塊機構(gòu)以滑塊為從動件時，其最大傳動角丫2為（C）。

A30°B.45°C90°D.<90°

9、對于雙搖桿機構(gòu)，最短構(gòu)件與最長構(gòu)件長度之和（B）大于其它兩構(gòu)件

長度之和。

A一定B.不一定C.一定不D.在最短構(gòu)件為機架

10、對于曲柄滑塊機構(gòu)，當(dāng)曲柄作等速轉(zhuǎn)動時，從動件滑塊（B）具有急回

特性。

A一定B.不一定C.一定不D.在極限位置

11、當(dāng)連桿機構(gòu)位置一定時,取不同構(gòu)件為原動件，機構(gòu)壓力角的數(shù)值（B）o

A相同B.不同C與原動件轉(zhuǎn)向有關(guān)D.與原動件轉(zhuǎn)速大小有

關(guān)

12、較鏈四桿機構(gòu)中若最短桿與最長桿長度之和大于其他兩桿長度之和，則機

構(gòu)中（C）。

A一定有曲柄存在B,是否有曲柄存在取決于機架是否為最短構(gòu)件

C.一定無曲柄存在D.是否有曲柄存在取決于機架是否為最長構(gòu)件

7

二、填空題

1、平面連桿機構(gòu)是若干構(gòu)件用—低副—連接組成的平面機構(gòu)。

2、當(dāng)四桿機構(gòu)的壓力角e=90。時，該機構(gòu)處于_死點_位置。

3、全轉(zhuǎn)動副的平面四桿機構(gòu)稱為平面較鏈四桿機構(gòu)。

4、連桿機構(gòu)的傳動角與壓力角的關(guān)系是之和等于90。o

5、連桿機構(gòu)中與機架組成轉(zhuǎn)動副的構(gòu)件稱為連架桿。

6、連架桿如能繞機架上的轉(zhuǎn)動副中心作整周轉(zhuǎn)動，則稱其為—曲柄o

三、簡答題

1、何謂曲柄搖桿機構(gòu)的死點位置？試結(jié)合實例說明如何克服死點位置對機構(gòu)

連續(xù)運動的不良影響。

當(dāng)曲柄搖桿機構(gòu)的搖桿為主動件、曲柄1為從動件且運動

至傳動角為零的位置（連桿與曲柄共線）稱為死點位置?！?分

可利用慣性和增加虛約束來克服死點位置對機構(gòu)連續(xù)運動

的不良影響，如內(nèi)燃機、縫紉機等。一3分

2、具有急回特性的四桿機構(gòu)有哪些？試繪出相應(yīng)的機構(gòu)示意圖。

曲柄搖桿必偏置曲柄滑塊硒和擺動導(dǎo)桿機構(gòu)。3分

機構(gòu)示意圖如下：一3分

8

3、平面絞鏈四桿機構(gòu)在什么情況下具有四個整轉(zhuǎn)副？試繪出其機構(gòu)示意圖，并

說明此機構(gòu)的有關(guān)特點。

當(dāng)錢鏈四桿機構(gòu)中對邊構(gòu)件長度分別相等時，即平行四邊形機

構(gòu)具有四個整轉(zhuǎn)副?！?分

存在四個構(gòu)件重合共線位置，從動件運動不確定，需利用慣性

和增加虛約束來保證從動件的連續(xù)運動和預(yù)期的運動方向。一3分

4、何為連桿機構(gòu)的壓力角、傳動角？它們的大小對連桿機構(gòu)的工作性能有何影

響？偏置曲柄滑塊機構(gòu)的最小傳動角發(fā)生在什么位置？

連桿機構(gòu)的壓力角一驅(qū)使從動件運動的作用力方向與受力點

速度方向之間的夾角。傳動角為壓力角的余角。一2分

反映力的有效利用程度和傳動質(zhì)量，壓力角越小越好。一2分

偏置曲柄滑塊機構(gòu)的最小傳動角發(fā)生在一曲柄上動較鏈中

心離移動副導(dǎo)路最遠的位置。一2分

四、分析題

9

1、圖示較鏈四桿機構(gòu)，已知b/a=L5,c/a=1.2,為使此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，試分

析確定d/a的取值范圍。

解：雙曲柄機構(gòu)——d必須為最短，因b/a=1.5,c/a=1.2,

故b為最長，

由d+b4a+c得：d+\.5a<a+\.2a,即0cd/。40.7-------6分

2、設(shè)統(tǒng)鏈四桿機構(gòu)各桿長分別為8c=50mm,CD=35mm,AD=30mmo若該

機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，試分析確定曲柄AB桿長的取值范圍。

解：雙曲柄機構(gòu)一機架為最短，AB可能為最長或介于最長

、最短之間。----1分

當(dāng)AB為最長時：AD+AB<BC+CD,AB<55

當(dāng)AB介于最長、最短之間時：AD+BC<AB+CD,

AB>45-----2分

10

故AB的取值范圍為：45<AB<55-------1分

3、在圖示的較鏈四桿機構(gòu)中,已知AD=80mm,AB=100mm,CD=150mm,且

AD為

四桿中的最短桿。若該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，試分析確定BC桿長的取值范圍。

解：雙搖桿機構(gòu)一機架AD為最短，BC可能為最長或介于最長、最短之間。

-------1分

當(dāng)BC為最長時：應(yīng)不滿足桿長之和條件

AD+BC>AB+CD,170<BC<330------2分

當(dāng)BC介于最長、最短之間時：應(yīng)不滿足桿長之和條件

AD+CD>AB+BC,80<BC<130-------2分

故BC的取值范圍為：170<8C<330,80<BC<130-------1分

4、圖示機構(gòu)，標(biāo)有運動方向箭頭的構(gòu)件為原動件。試在圖上標(biāo)出機構(gòu)在圖示位

II

置的傳動角y和壓力角a,并判斷哪些機構(gòu)在圖示位置正處于“死點”?

圖(1)、(3)----a=90P,y=OP,處于死點位置---2分

圖(4)-----a=OP,y=9(f-------2分

圖(2)—a、y均不為0-2分

7.3在圖示較鏈四桿機構(gòu)中，已知：/pc=50mm,/°=35mm,乙。=30mm,AD

為機架。

1)若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB為曲柄，求/相的最大值；

2)若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求心的范圍；

3若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求心的范圍。

12

解(1)因AB為曲柄，若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，顯然AB應(yīng)為最短，且四

個構(gòu)件的長度應(yīng)滿足桿長之和條件，即

=

+〔BC-%D+IAD或1AB—，CD+AD~BC35+30-50=15

因此此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)時岫的最大值為15mm。

(2)因AD為機架，若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，則AD應(yīng)為最短構(gòu)件，而AB

的長度有兩種可能，或為最長，或為介于最長與最短之間。兩種情況分別討論

如下：

當(dāng)AB為最長時，根據(jù)桿長之和條件，有

l/\D+IAB—+(CD或IAB-BC+^CD~AD=50+35-30=55

即50</AB<55

當(dāng)AB介于最長與最短之間時，有

IAD+IBC—+%D或，AB—AD+BC~^CD=3。+50-35=45

即45<lAB<50

綜合上述兩種情況，可得此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)時3的取值范圍為

45mm<lAB<55mm。

(3)雙搖桿機構(gòu)有兩類：一類是四個構(gòu)件的長度不滿足桿長之和條件；另一

類是四個構(gòu)件的長度滿足桿長之和條件，且取最短構(gòu)件的對邊構(gòu)件為機架。顯

然本問題不存在后一類的可能。因此若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，則四個構(gòu)件的長

度一定是不滿足桿長之和條件。此時有三種情況：

當(dāng)AB為最短時，有

，AB+IBC>，CD+IAD或，AB>,CO+^AD~BC=35+30-50=15

當(dāng)AB介于最長與最短之間時，有

IAD+IBC>+【CD或AB<，AD+BC~^CD=30+50-35=45

當(dāng)AB為最長時，有

=

1AD+，AB>，BC+ICD或IAB>+^CD~^AD5。+35-30=55

另外，應(yīng)保證四個構(gòu)件的長度能組成四桿機構(gòu)，即有

nn+l/?JVr+lCrIJn=30+50+35=115mm

綜合以上情況，得此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)時加的取值范圍為

15mm<lAB<45mm或55mm<lAB<115mm。

13

平面連桿機構(gòu)2

一、單項選擇題

1、對心曲柄滑塊機構(gòu)，當(dāng)曲柄為原動件作等速轉(zhuǎn)動時，機構(gòu)（B）實現(xiàn)從

動件的急回運動。A能夠B.不能夠C.不一定能D.在

曲柄與機架共線位置能

2、對于擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，當(dāng)導(dǎo)桿為從動件時，機構(gòu)的傳動角（D）。

A>0°B.=0°C,<90°D.=90°

3、擺動導(dǎo)桿機構(gòu)（A）具有急回特性。

A一定B.不一定C.一定不D.在導(dǎo)桿處于極限位置

時

4、在擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中，當(dāng)導(dǎo)桿為從動件時，其傳動角（D）變化的。

A是由小到大B.是由大到小C.是由小到大再到小D.是

不

5、曲柄搖桿機構(gòu)的極位夾角與行程速度變化系數(shù)之間滿足（D）關(guān)系。

A線性正比B.反比C.平方D.一一對應(yīng)

6、對心曲柄滑塊機構(gòu)以（D）為原動件時才可能出現(xiàn)死點。

A曲柄B.連桿C.曲柄或連桿D.滑塊

7、為使機構(gòu)具有急回運動，要求行程速度變化系數(shù)（B）。

AK=\B.K>1C.K<1D.K41

8、當(dāng)四桿機構(gòu)處于死點位置時，機構(gòu)的壓力角（B）。

14

A為OPB.為90。C.與構(gòu)件尺寸有關(guān)D.<90°

二、填空題

1、相對于機架不能作整周轉(zhuǎn)動的連架桿稱為—搖桿。

2、曲柄搖桿機構(gòu)的最小傳動角必出現(xiàn)在曲柄與機架共線的位置。

3、如果較鏈四桿運動鏈中的最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和，

則無論取哪個構(gòu)件作機架都只能得到雙搖桿機構(gòu)。

4、當(dāng)四桿機構(gòu)的壓力角a=90。時，傳動角等于_0P_o

三、分析題

1.圖示曲柄搖桿機構(gòu)，曲柄1為主動件，已知1AB=30mm,1G0=

40mm,1Ao=50mm。試求：

(1)機構(gòu)的極位夾角0和行程速度變化系數(shù)K;

⑵機構(gòu)的最小傳動角h；

(3)搖桿3的最大擺角V。

解:

d2+(b-a)2-c2_i5()2+(45—30)2-4()2

ZC,A￡)=cos-1--------------L-----=cos----------------------=41.41°

2d(b-a)2x50x(45-30)

_!d~+(b+a)2-cLeos-502+(45+30)2-402=29.54。

(1)ZCAD=COS4分

22d(b+a)2x50x(45+30)

9=41.41°—29.54°=11.87°

15

180°+，

=1.14-1分

180°-。

h2+c2-(d-a)2cos-452+4°2-(50-30)2

(2)7min==19.19°-------4分

2bc2x45x40

c2+J2-(/7+a)2tc2^d2-(b-a)2

W=cos-1-------------------------cos-----------------------

ledled

_i402+502-(45+30)2402+502-(45-30)2

(3)=cos-------------------------------cos------------------------------3分

2x40x502x40x50

=112.41o-14.36o=98.05°

2、圖示偏置曲柄滑塊機構(gòu)，已知1AB=20mm,16c=50mm，e=10mm。

（1）按比例另行繪圖標(biāo)出曲柄1為主動時機構(gòu)的極位夾角仇

⑵按比例另行繪圖標(biāo)出曲柄1為主動時機構(gòu)的最小傳動角丫曲和最小壓力角

ymin=cos-'空=29.39°,對應(yīng)于B點處于最高位置。

最小壓力角c^=0,當(dāng)B運動至導(dǎo)路線上時。一2分X3

3、圖示偏置曲柄滑塊機構(gòu)，曲柄1為主動件，已知1AB=100mm,16c=248mm,

e=32mm0試求：

（1）機構(gòu)的極位夾角e和行程速度變化系數(shù)K；

⑵機構(gòu)的最大壓力角0^;

16

⑶滑塊3的行程H。

(1)0=cos-1———cos-1—=87.72°-77.51°=10.21°-------4分

b+ab-a

坦工1」22分

180°-6>

(2)amax=sin-1^=32.160分

0)H=yl(b+a)2-e2-^b-a)2-e2=346.53-144.50=202.03°------3分

7.4設(shè)計一校鏈四桿機構(gòu)，已知其搖桿CD的長度75mm,行程速度變

化系數(shù)K=1.5,機架AD的長度100mm,搖桿的一個極限位置與機架間

的夾角%=45°o求曲柄的長度3和連桿的長度展°

題7.4圖

解幾何法：選取比例尺〃=0.002m/mm。作出搖桿的一個極限位置CD。

由0=180!-=180°^^-=-X180°得。=36。

K+11.5+15

連AC并以其為基準(zhǔn)線作出。角，得另一極限位置AU及AC”,則CD或C力為

搖桿的另一極限位置。

17

r

由AC=85x0.002=170mm=/.?+lBC

AC=35x0.002=70mm=LnCc-/.A?n

得lAB=50mm；lBC=120mmo

另由AC=70mm=lAB+lBC

ACn=13.5x0.002=27mm=l-l

DRVCA/io/i

得另一解lAlj=21.5mm；lBC=48.5mm0

解析法：

AC=^AD2+CD2-2ADXCDCOS^=A/1002+752-2X100X75XCOS45°=70.84mm

ZC'AD=Z.CAD=Z.CAD-e=sin-1(CDsin武/AC)—。=12.47°

NAC'Z)=sinT(AOsinNC'AO/C'D)=16.73°

NAOC'=180°-NC'AD-ZAC'D=150.79°

AC'=CDsinZADC'/sinACAD=169.46mm

因此得勉=49.31mm；lK=120.15mm。

ZADC"=ZC'C"D-ZC"AD=ZAC'D-NC"AD=4.26°

AC"=CDsinZADC"/sinZC"AD=25.80mm

得另一解lAB=22.52mm；lHC-48.32mm。

7.9設(shè)計一偏置曲柄滑塊機構(gòu)，已知行程速度變化系數(shù)K=1.5,滑塊的沖程

1CIC2=50mm,導(dǎo)路

的偏距e=20mm,求曲柄長度岫和連桿長度晨°

題7.9圖

18

K_i

解幾何法:選取〃,=0.001m/mm,計算。=180?！?36。。作以為

K+1

弦、其所對圓周角為。的圓I。圓I與偏距位置線的交點即為所要求的較鏈中

心A。

由

l-MAC?oCAD?=25x0.001=25mm7,

=

及IAC、=he+1AB68.5x0.001=68.5/72/72)

得lAB=2lJ5tnm,lBC=46J5mmo

解析法:

因e[tan(0+8)—tan(p\=lcc=H

tan°+tan?！?/p>

-------------------tan。=HIe

1一tan夕tan0

tan**+(H/e)tan°+1—”/(etan8)=0

H

tan「好H---------

etan。

代入數(shù)據(jù)后可求得tan。=0.75(P=36.90°

lAC}=eIcos(pIAC,=e/cos(e+6)

l=(l-l)/2=-[——------------]=21.51mm

A"BA2C"AC2cos(^+<9)cos。

e1]

Lc=(/“+lAC)/2=-[-------------+—5—]=46.52mm

BC"2cos(°+9)cos9

7.10在圖示插床的轉(zhuǎn)動導(dǎo)桿機構(gòu)中，已知50mm,行程速度變化系數(shù)

K=1.5,試求曲柄BC的長度曝。

D

19

題7.10圖

解夕=180°^^=36°,￡=180°-。=144°。

K+1

IBC=b=lAB/cosg=――-161.81mm。

2cos72

瞬心法

一、單項選擇題（每小題1分）

在下列每小題的四個備選答案中選出一個正確的答案，并將其字母標(biāo)號填

入題干的括號內(nèi)。

1、在兩構(gòu)件的相對速度瞬心處，瞬時重合點間的速度應(yīng)為（A）。

A兩點間相對速度為零，但兩點的絕對速度不等于零

B.兩點間相對速度不等于零，但其中一點的絕對速度等于零

C.兩點間相對速度不等于零，且兩點的絕對速度也不等于零

D.兩點間的相對速度和絕對速度都等于零

2、兩構(gòu)件作相對運動時，其瞬心是指（C）的重合點。

A絕對速度等于零

B.絕對速度和相對速度都等于零

C.絕對速度不一定等于零，但絕對速度相等或相對速度等于零

D.相對速度不等于零

3、速度瞬心是指兩構(gòu)件上（B）為零的重合點。

20

A絕對速度B.相對速度C.絕對速度不D.相對速度不

二、填空題（每空1分）

1、當(dāng)兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動副時，其瞬心就是轉(zhuǎn)動中心位置O

2、當(dāng)求機構(gòu)中不直接組成運動副兩構(gòu)件間的瞬N、位置時，可應(yīng)用三心定

理來求。

三、分析題（每小題6分）

1、對于下列機構(gòu)的圖示位置：①試確定機構(gòu)的所有速度瞬心位置；②若已知原

動件1的角速度電，試列出求從動件3運動速度g的表達式。

4分

=必例——分

D%

2、對于下列機構(gòu)的圖示位置：①試確定機構(gòu)的所有速度瞬心位置；②若已知原

動件1的角速度電，試列出求從動件3運動速度電的表達式。

2

一尸］2「24

4

3

4分

=%=o------2分

D%

3、對于下列機構(gòu)的圖示位置：①試確定機構(gòu)的所有速度瞬心位置；②若已知原

21

動件1的角速度的，試列出求從動件3運動速度V3的表達式。

丫3=4尸-2分

4、對于下列機構(gòu)的圖示位置：①試確定機構(gòu)的所有速度瞬心位置；②著已知原

動件1的角速度3,試列出求從動件3運動速度v3的表達式。

V3=A/^3。］=02

5、對于下列機構(gòu)的圖示位置：①試確定機構(gòu)的所有速度瞬心位置；②若已知原

動件1的角速度3,試列出求從動件3運動速度g的表達式。

g=例=o2分

6、對于下列機構(gòu)的圖示位置：①試確定機構(gòu)的所有速度瞬心位置；②若已知原

動件1的角速度⑼，試列出求從動件3運動速度g的表達式。

22

TAP,4

/3

%="%@]=o2分

■5

7、對于下列機構(gòu)的圖示位置：①試確定機構(gòu)的所有速度瞬心位置；②若已知原

動件1的角速度g1,試列出求從動件3運動速度g的表達式。

BP「P，

8、對于下列機構(gòu)的圖示位置：①試確定機構(gòu)的所有速度瞬心位置；②若已知原

動件1的角速度3,試列出求從動件3運動速度V3的表達式。

v3=A生助2分

3.5試確定下列機構(gòu)中的所有速度瞬心位置。

解

23

3.6在圖示凸輪機構(gòu)中，已知r=50mm,，oA=22mm,/4c=80mm,%=90°,凸輪

1的角速度q=10rad/s,逆時針方向轉(zhuǎn)動。試用瞬心法求從動件2的角速度g。

解根據(jù)三心定理，構(gòu)件1、2、3共有三個瞬心&、心，圖中A點為

%,C點為多,連接OB與AC相交得相對瞬心。。

02P23%=。1公3之12

OC=^AO-+AC2=1222+8()2=82.97mm

BC=A/0C2-OB-=A/82.972-502=66.21mm

ZACB=tan-l(OA/AC)+tan-1(OB/BC)=52.43°

P23Pl2=BC/cosZACB=108.60mm

g=0出3%/23Pl2=10x(108.60-80)/108.60=2.63rad/s(方向為逆時鐘

3.7圖示齒輪連桿組合機構(gòu)，試用瞬心法求齒輪1與齒輪3的角速度之比

幼/必。

24

解構(gòu)件1、3的速度瞬心。如圖所示，因此電/%=九七/&九。

凸輪機構(gòu)

一、單項選擇題

1、已知一滾子接觸偏置直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，若將凸輪轉(zhuǎn)向由順時針改為

逆時針，則從動件（）0

A運動規(guī)律發(fā)生變化，而最大行程不變B.最大行程發(fā)生變化，而運動

不變

C.最大行程和運動規(guī)律均不變D.最大行程和運動規(guī)律均發(fā)生

變化

2、對于滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，滾子半徑（）理論輪廓曲線外凸部分的

最小曲率半徑。

A必須小于B.必須大于C.可以等于D.可以大于

3、凸輪機構(gòu)若發(fā)生自鎖，則其原因是（）0

A驅(qū)動力矩不夠B.壓力角太大C.壓力角太小C.基圓半徑

太大

4、對于平底直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，移動導(dǎo)路的平移（）o

25

A會改變從動件運動規(guī)律B.會影響機構(gòu)壓力角的大小

C.會影響從動件的行程D.不會影響從動件運動規(guī)律和機構(gòu)壓力角

的大小

5、凸輪機構(gòu)中從動件作等加速等減速運動時（）o

A存在剛性沖擊B.存在柔性沖擊

C.不存在沖擊D.既有剛性沖擊又有柔性沖擊

6、凸輪機構(gòu)中從動件作等速運動時（）0

A存在剛性沖擊B.存在柔性沖擊

C.不存在沖擊D.既有剛性沖擊又有柔性沖擊

7、對于遠、近休止角均不為零的凸輪機構(gòu)，當(dāng)從動件推程按簡諧運動規(guī)律運動

時，在推程開始和結(jié)束位置（）。

A不存在沖擊B.存在剛性沖擊

C.存在柔性沖擊D.僅推程開始存在柔性沖擊

8、已知一滾子接觸擺動從動件盤形凸輪機構(gòu)，因滾子損壞，更換了一個外徑與

原滾子不同的新滾子，則更換滾子后從動件（）o

A運動規(guī)律發(fā)生變化，而最大擺角不變B.最大擺角發(fā)生變化，而運動

不變

C.最大擺角和運動規(guī)律均不變D.最大擺角和運動規(guī)律均發(fā)生

變化

二、填空題

26

1、當(dāng)凸輪機構(gòu)的從動件在推程按等速規(guī)律運動時，在推程位置

存在剛性沖擊。2、設(shè)計滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)時，滾子中心的軌跡稱為凸輪

的輪廓。

3、設(shè)計滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)時，與滾子相包絡(luò)的凸輪廓線稱為輪

廓。

4、滾子從動件盤形凸輪的基圓半徑是上距凸輪轉(zhuǎn)動中心的最小向徑。

5、從動件作等速運動的凸輪機構(gòu)中，從動件的位移線圖是線。

6、從動件作等速運動的凸輪機構(gòu)中，從動件的位移線圖是線。

7、從動件作等加速等減速運動的凸輪機構(gòu)中，從動件的位移線圖是

線。

8、凸輪的基圓半徑越小，則凸輪機構(gòu)的壓力角越o

三、簡答題

1、在尖頂接觸直動從動件盤形凸輪機構(gòu)中，若凸輪作順時針方向轉(zhuǎn)動，從動件

向上移動為工作行程，則凸輪的回轉(zhuǎn)軸心應(yīng)相對從動件導(dǎo)路向左偏置還是向右

偏置為好？為什么？試繪圖加以說明。

解：向右偏置為好，可減小推程壓力角。一3分

27

3分

2、何謂凸輪機構(gòu)的壓力角？為什么要規(guī)定許用壓力角？回程許用壓力角為什么

可以大一些？

驅(qū)使從動件運動的作用力方向與受力點速度方向之間的夾角。反映力的有

效利用程度和傳動質(zhì)量，壓力角越小越好。故需規(guī)定最大值。一3分

回程靠幾何鎖合或力鎖合。一3分

3、在直動從動件盤形凸輪機構(gòu)中，試問同一凸輪采用不同端部形狀的從動件時,

其從動件運動規(guī)律是否相同？為什么？

同一凸輪采用不同端部形狀的從動件時，從動件運動規(guī)律是不相同的，實

際輪廓相同，理論輪廓可能不同，從動件上的接觸位置可能變化。

4、已知一滾子接觸偏置直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，若將凸輪（不是偏心圓盤）

轉(zhuǎn)向由順時針改為逆時針，則從動件運動規(guī)律和從動件最大行程是否發(fā)生變

化？為什么？

凸輪輪廓的設(shè)計對應(yīng)于確定的凸輪轉(zhuǎn)向，凸輪轉(zhuǎn)向不同輪廓不同。當(dāng)凸輪

反轉(zhuǎn)時，推程運動角等運動參數(shù)會發(fā)生變化，從動件運動規(guī)律改變，但行程不

28

變。

四、題

1、圖示偏心圓盤凸輪機構(gòu)，已知圓盤半徑R=50mm,偏心距e=25mm,凸輪轉(zhuǎn)

向為順時針。試確定：

(1)從動件的行程h=mm;

⑵當(dāng)凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)過90。時，凸輪機構(gòu)的壓力角等于；

(3)當(dāng)凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)過90。時，從動件的位移為mm。

解：

h=R+e-(R-e)=2e=50mm

=sinT(25/50)=30°

s=yj502-252-25=25(6-l)mm

其中圖?為尖頂從動件，圖⑨為滾子從動件，滾子半徑rT=10mm；兩圖中偏心

圓盤凸輪的幾何尺寸相同，。為凸輪幾何中心，為凸輪轉(zhuǎn)動中心，直線

AC1BD,O]O=OA/2,圓盤半徑R=60mm。試分析比較兩圖中凸輪基圓半徑

小從動件行程h及C點壓力角％的異同。

29

解:

=0}A=R/2=30/71/77

圖?----h=60mm----3分

ac=?！?/p>

h=O]A+萬=40/H/ZI

圖(b)----h-60/H/H----2分

ac=0°

兩圖中從動件行程h及C點壓力角0c的相同，凸輪基圓半徑不同一1分

3、圖示為凸輪機構(gòu)直動從動件的速度線圖。

(1)示意畫出從動件的力隧度線圖；

⑵判斷哪些位置有沖擊存在，是柔性沖擊還是剛性沖擊；

⑶在圖上的F位置時，從動件有無慣性力作用？有無沖擊存在?

(2>在A.H處存在用竹沖山.a<\!>.￡處存在柔竹沖擊.

(3)在F位置,從動付仃愷件力作用.無沖擊.

——2分X3

4、下列三種凸輪機構(gòu)：(1)分別畫出凸輪的基圓；⑵分別標(biāo)出在圖示位置時的機

30

構(gòu)壓力角。

8.1圖示為從動件在推程時的部分運動線圖，其遠、近休止角均不等于零。試

根據(jù)s、v和a之間的關(guān)系定性地補全該運動線圖，并指出何處存在剛性沖擊，

何處存在柔性沖擊。

題8.1圖

解刑度后的從動件推程運動線圖如右圖所示。由圖可知在A處加速度有無

窮大突變，存在剛性沖擊；在B、C、D處加速度有有限值突變，存在柔性沖擊。

8.10畫出圖示凸輪機構(gòu)中凸輪的基圓，并在圖上標(biāo)出凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)過45。

31

角時凸輪輪廓上的接觸點位置及凸輪機構(gòu)的壓力角ao

一、選擇題

1、螺紋聯(lián)接防松的根本問題在于（）o

A增加螺紋聯(lián)接的軸向力B.增加螺紋聯(lián)接的橫向力

C.防止螺紋副的相對轉(zhuǎn)動D.增加螺紋聯(lián)接的剛度

2、螺紋聯(lián)接預(yù)緊的主要目的是（）o

A增加聯(lián)接的可靠性和緊密性B.增加被聯(lián)接件的剛性

C.減小螺栓的剛性D.使螺紋牙受力均勻

3、承受橫向載荷的緊螺栓聯(lián)接，螺栓受（）作用。

A切應(yīng)力B.拉應(yīng)力C.切應(yīng)力和拉應(yīng)力D.切應(yīng)力或拉應(yīng)力

4、承受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，螺栓受（）作用。

A切應(yīng)力B.拉應(yīng)力C.切應(yīng)力和拉應(yīng)力D.切應(yīng)力或拉應(yīng)力

5、被聯(lián)接件受橫向載荷作用時，若采用普通螺栓聯(lián)接，則載荷靠（）來傳

32

A接合面之間的摩擦力B.螺栓的擠壓和被聯(lián)接件的剪切

C.螺栓的剪切和擠壓D.螺栓的剪切和被聯(lián)接件的擠壓

6、在確定緊聯(lián)接螺栓中拉伸和扭轉(zhuǎn)復(fù)合載荷作用下的當(dāng)量應(yīng)力時，通常是按

()強度理論來進行計算的。A第一B.第二C.第三D.第四

7、承受預(yù)緊力F。的緊螺栓聯(lián)接在受軸向工作拉力FE作用時，若殘余預(yù)緊力為

FR,則螺栓所受的總拉力Fa等于()o

FFFFF七+F()+R

AE+FoB.E+RC.Q+RD.F

8、工作載荷是軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接，設(shè)螺栓的預(yù)緊力為F。，工作載荷為FE,

則螺栓所受的總拉力Fa()。

FFF

A=F0+FEB.<0+FEC.>0+FED.=0+FE/2

二、填空題

1、受橫向工作載荷的普通螺栓聯(lián)接靠來傳遞載荷的。

2、在受軸向載荷的緊螺栓聯(lián)接中，為保證聯(lián)接件的結(jié)合面之間不出現(xiàn)縫隙，殘

緊力應(yīng)__________。

3、當(dāng)用較制孔螺栓聯(lián)接承受橫向載荷時，靠來傳遞載荷。

4、就工作原理來看，螺紋聯(lián)接的防松方法可以分為三

種。

三、簡答題

1、何謂松螺栓聯(lián)接？何謂緊螺栓聯(lián)接？若工作載荷為軸向載荷，它們的強度計

算方法有何區(qū)別？

松聯(lián)接一不擰緊的螺栓聯(lián)接；緊聯(lián)接一工作前須擰緊的螺栓聯(lián)接一2

33

分

松聯(lián)接只能承受軸向靜載荷；工作時螺栓受拉應(yīng)力作用。一2分

緊聯(lián)接受軸向載荷：能承受變載荷；螺栓受拉應(yīng)力和切應(yīng)力的聯(lián)合作用，

按第四強度理論合成，需通過分析螺栓受力和變形的關(guān)系，求出螺栓的總拉力。

-2分

2、螺紋聯(lián)接防松的作用是什么？按防松原理不同，防松的方法可分為哪幾類？

螺紋連接防松的實質(zhì)一防止螺旋副的相對轉(zhuǎn)動。防止連接的松動,

以免影響正常工作。一3分

按防松裝置或方法的工作原理可分為三類：一3分

?摩擦防松

?直^^住（機械防松）

?不可拆卸防松（破壞螺紋副）（鐘沖；粘接；焊接）

四、計算題

1、圖示螺栓聯(lián)接中采用兩個M20的螺栓（M20小徑4=17294）,其許用拉應(yīng)力

冏=160MPa,被聯(lián)接件接合面間的摩擦系數(shù)f=0.2,若考慮摩擦傳力的可靠性

系數(shù)C=1.2,試計算該聯(lián)接允許傳遞的靜載荷F。

F/2

F/2

34

解:

3分

皿2°4x1.3

8心皿—3分

°fmzC

尸《如x血el=[9273.7N-----6分

C4x1.3

齒輪傳動

一、單項選擇題

1、軟齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是（）0

A齒面點蝕B.輪齒折斷C.齒面磨粒磨損D.齒面膠合

2、硬齒面閉式齒輪傳動的主要失效形式是（）o

A齒面點蝕B.輪齒折斷C.齒面磨粒磨損D.齒面膠合

3、輪齒彎曲疲勞強度計算中的齒形系數(shù)反映了（）對輪齒抗彎強度的影響。

A輪齒的形狀B,模數(shù)C齒面硬度D,齒面粗糙度

4、齒根彎曲疲勞強度計算中的齒形系數(shù)與（）無關(guān)。

A齒數(shù)B.變位系數(shù)C.模數(shù)D,斜齒輪的螺旋角

5、為了提高齒