机械原理自测题及答案(1)

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1、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？1n=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、。2．75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=13．计算图示各机构的自由度。．（c）n=6，pl=7，ph=3（e）n=7，pl=10，ph=04．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=075Ⅱ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。（a）（b）5．计算机构的自由度，并分析

3、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=0Ⅱ级组Ⅲ级组75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．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。

4、75n=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）。752、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）753、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ω1/ω2。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ω1/ω2，需找出瞬心P16、P36、P12、

5、P23，并按照三心定理找出P13；3)根据P13的定义可推得传动比ω1/ω2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；75（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

6、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c75，注意此时C点成为构件3的绝对瞬心），量出1=26.4°；2=226.6°5、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ω175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，

7、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?w1´lAB?方向B→C⊥BCB→A⊥BC向下∥BC大小w32´lBC?w12´lAB2w3´vB3B2?（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：75ABV11237、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ω3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）