机械原理历年试卷汇总及答案

1机械原理历年试卷汇总及答案第2章机构的结构分析一、填空题：1、机构可能出现的独立运动数目称为机构的__________。2、在平面机构中若引入HP个高副将引入个约束，而引入LP个低副将引入个约束，则活动构件数n、约束数与机构自由度F的关系是。3、机构具有确定运动的条件是：；若机构自由度Ｆ0，而原动件数F，则构件间的运动是；若机构自由度Ｆ0，而原动件数F，则各构件之间。4、根据运动副中两构件的接触形式不同，运动副分为__________、__________。5、根据机构的组成原理，任何机构都可以看作是由若干个__________依次联接到原动件和机架上所组成的。6、在平面机构中，具有两个约束的运副是__副，具有一个约束的运动副是__副。7、两构件之间为接触的运动副称为低副，引入一个低副将带入个约束。二、选择题1、当机构中原动件数目机构自由度数目时，该机构具有确定的相对运动。A.小于B.等于C.大于D.大于或等于2、某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的充分必要条件是。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.至少含有一个最高级别为Ⅲ级的杆组。3、每两个构件之间的这种可动联接，称为__________。A.运动副；B.移动副；C.转动副；D.高副。4、基本杆组是自由度等于的运动链。A.0；B.1；C.原动件数。5、在图示4个分图中，图是Ⅲ级杆组，其余都是个Ⅱ级杆组的组合。26、图示机构中有_______虚约束。A1个B2个C3个D没有7、图示机构要有确定的运动，需要有_______原动件。A1个B2个C3个D没有三、简答题：1、机构组成原理是什么？2、何谓运动副？按接触形式分有哪几种？其自由度、约束数如何？3、机构中的虚约束一般出现在哪些场合？既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用，那么在实际机械中为什么又常常存在虚约束？四、分析、计算题1、计算下图所示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指出。（1）（2）3ACBDEFHGIJ（BC//DE//GF，BC=DE=GF）（3）（4）（5）（6）2、计算图示机构的自由度，若含复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出，并说明原动件数是否合适。等宽凸轮43、计算下图所示机构的自由度，并确定杆组及机构的级别。第2章机构的结构分析一、填空题：1、自由度；2、HP、2LP、32LHFnPP；3、机构的原动件数等于机构的自由度、不确定的、不能运动或产生破坏；4、低副、高副；5、基本杆组（杆组）；6、低、高；7、面、2二、选择题1、B；2、D；3、A；4、A；5、A；6、A；7、A；三、简答题：1、任何机构都可以看成是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。2、（1）运动副是两构件间组成的可动联接。（2）按接触形式分为高副和低副。（3）一个平面高副有两个自由度、一个约束；一个平面低副（转动副或移动副）有一个自由度、两个约束。3、（1）在机构中，如果用转动副联接的是两构件上运动轨迹相重合的点，则引入一个虚约束；若两构件上某两点之间的距离始终不变，用双转动副杆将此两点相联，引入一个虚约束；在机构中，不影响机构运动传递的重复部分将引入虚约束。（2）虚约束的作用是改善机构的受力状况，增加机构的工作刚度和工作稳定性。四、分析、计算题1、计算下图所示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指出。（1）7,10,0LHnpp，323710201LHFnpp；该机构中不存在复合铰链、局部自由度、虚约束。（2）6,8,1LHnpp，32368211LHFnpp；该机构中D处存在复合铰链，B处存在局部自由度，G、H之一为虚约束。（3）6,8,1LHnpp，32368211LHFnpp；该机构中不存在复合铰链，B处存在局部自由度，DE及I、J之一为虚约束。5（4）6,8,1LHnpp，32368211LHFnpp；该机构中不存在复合铰链，D处存在局部自由度，I、J之一为虚约束。（5）LH8,11,1nPP，LH323821111FnPP；该机构中D处为复合铰链，B处局部自由度，HI或滑块9之一为虚约束，杆6导路之一为虚约束。（6）LH7,9,2nPP，LH32372921FnPP；机构中A处存在局部自由度，不存在复合铰链和虚约束。2、计算图示机构的自由度，若含复合铰链、局部自由度、虚约束请明确指出，并说明原动件数是否合适。（1）7n,9LP,1HP，自由度：32372912LHFnPP；（2）2F原动件数，原动件数不合适。3、计算下图所示机构的自由度，并确定杆组及机构的级别。（1）计算机构的自由度LH7,9,2nPPLH32372921FnPP。E、F为复合铰链；G为局部自由度；C或B为虚约束。（2）高副低代及拆杆组高副低代后的低副机构如图a）所示，拆干组如图b）所示。该机构由2个Ⅱ级杆组和1个Ⅲ级杆组及机架、原动件组成，它属于Ⅲ级杆组。等宽凸轮复合铰链虚约束6a)b)第3章平面机构的运动分析一、填空题：1、相对瞬心与绝对瞬心的相同点是，不同点是；在由N个构件组成的机构中，有个相对瞬心，有个绝对瞬心。二、分析、计算题1、在如图所示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比13/。2、在如图所示的机构中，已知各构件的尺寸及原动件1的角速度1（常数），试求0190时，构件2的角速度2及构件3的角速度3。73、图示为一个四铰链机构及其速度向量多边形和加速度向量多边形。作图的比例尺分别为：2//101020lvammmmsmmsmmmmmm，，。1）按所给出的两个向量多边形，分别列出与其相对应的速度和加速度向量方程式。2）根据加速度多边形，求出点C的加速度Ca的大小（已知26cmm）。3）已知：在速度多边形中bc=15.5mm，在加速度多边形中3nc=20.5mm，在铰链机构中3513.5BCmmCDmm，，求出构件2的角速度2和构件3的角加速度3(大小和方向)。4）已知：在速度多边形中，取线段bc的中点e，连接pe并画箭头，且24pemm；在加速度多边形中，连接bc，取bc的中点e，连接e并画箭头，且22emm。利用相似性原理，求出构件2的中点E的速度E和加速度Ea的大小。第3章平面机构的运动分析一、填空题：1、互作平面相对运动的两构件上瞬时相对速度为零的点、绝对瞬心的绝对速度8为零、相对瞬心的绝对速度不为零、(1)(2)2NN、1N二、分析、计算题1、1）找到相对瞬心13P。由于齿轮节圆互作纯滚动，切点的相对速度为零，所以切点就是两啮合传动齿轮的相对瞬心（2312,PP）。由三心定理得齿轮1、3的相对瞬心13P应在23P与12P连线和16P与36P连线的交点处，如下图所示。2）131316133613PPPPPVll13/＝13361316PPPPll2、1）求瞬心。14P在A点，34P在D点，12P在B点；23P在过C点的CD垂线上无穷远处，该线即CB延长线，其与DA交点为13P；过D点作CD垂线交BA延长线于24P。如图所示。92）对于24P点：1121421224PPPP1214211224PPPP3）对于13P点：1141333413PPPP1141333413PPPP3、(1)速度向量方程式：CBCBvvv加速度向量方程式：ntnntCCBCBCB(2)在加速度多边形中，连接c并画上箭头22620520/Cacmms(3)215.5100.44/3510CBvBClvbcradslBC方向：顺时针23320.5202/13.510tcvCDlncradslCD方向：逆时针(4)在速度多边形中，取线段bc的中点e，连接pe并画上箭头。则2410240/Evvpemms在加速度多边形中，连接bc，取中点e，连接e并画上箭头。则22220440/Eaaemms10第4章平面机构的力分析一、选择题：1、考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速、等速、减速不同状态下运转，其总反力的作用线__________切于摩擦圆。A)都不可能；B)不全是；C)一定都。二、分析、计算题1、下图所示为按μL=0.001m/mm画的机构运动简图，滑块3为原动件，驱动力P=80N。各转动副处的摩擦圆如图中所示，滑块与导路之间的摩擦角=020，试求在图示位置，构件AB上所能克服的阻力矩MQ的大小和方向。2、下图所示为按μL=0.001m/mm绘制的机构运动简图。已知圆盘1与杠杆2接触处的摩擦角=030，各转动副处的摩擦圆如图中所示，悬挂点D处的摩擦忽略不计。设重物Q=150N，试求出在图示位置时，需加在偏心圆盘上的驱动力矩M1的大小。11第4章平面机构的力分析一、选择题1、C二、分析、计算题1、首先确定各个运动副中的反力的方向如图所示。选取构件３为分离体，再选取力比例尺F，作出其力多边形，如图所示。在力多边形中，量得力23R的长为18mm，力P的长为20mm，所以NPR72802018201823构件２为二力杆，所以NRRRR7223321221最后得构件AB上所能克服的阻力矩MQ的大小为mNlRMlQ72.0001.0107221阻力矩MQ的方向为逆时针方向，如图所示。2、首先确定各个运动副中的反力的方向如图所示。选取构件２为分离体，再选取力比例尺F，作出其力多边形，如图所示。NQR2311501320132012依据作用力与反作用的关系，得NRR2311221最后得需加在偏心圆盘上的驱动力矩M1的大小为mNlRMl2.3001.014231211QMl01R21R32R23RP03R03R23R12R12第5章机械的效率和自锁一、填空题：1、移动副的自锁条件是；转动副的自锁条件是。二、分析、计算题1、破碎机原理简图如图所示。设要破碎的料块为圆柱形，其重量忽略不计，料块和动鄂板之间的摩擦系数是f。求料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角α应多大?2、下图所示机构，作用于构件3上的P为驱动力，作用于构件1上的Q为生产阻力。各转动副处的摩擦圆如图中所示；各移动副处的摩擦系数均为f，各构件惯性力、重力忽略不计。（1）机构处于死点位置时，连杆2与水平线之间的夹角为多大？（2）机构自锁时，连杆2与水平线之间的夹角为多大？31R32R32R21R12R12RQQl13第5章机械的效率和自锁一、填空题：1、驱动力与接触面法线方向的夹角小于摩擦角、驱动力的作用线距轴心偏距e小于摩擦圆半径。二、分析、计算题1、不考虑料块的重量时，料块的受力方程为：cos)-cos(21FFsin)-sin(21FF式中：farctan联立两个方程得：tan)-tan(-料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角α应为：2。2、（1）、机构处于死点位置时，其传动角为零度。所以连杆2与水平线之间的夹角为90。（2）、机构自锁时，应有)(90即)(90式中：ABrl2arcsin，farctan。r为摩擦圆的半径，ABl为连杆AB的杆长。所以最后得)arctan2(arcsin90flABr2F1F9014第6章机械的平衡一、填空题：1、刚性转子静平衡条件是；而动平衡条件是。2、动平衡的刚性回转构件静平衡的。3、衡量转子平衡优劣的指标有和许用不平衡质径积[]mr。4、符合静平衡条件的回转构件，其质心位置在，静不平衡的回转构件，由于重力矩的作用，必定在位置静止，由此可确定应加上或除去平衡质量的方