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机械设计基础复习题(附答案)

学习指导单元一机械认识

习题(一)1.传递,转换2.运动,制造3.确定,有用,构件4.动力传动执行

5.构件2、3、4、机架1组成的连杆机构构件5、6、机架1组成的齿轮机构构件7、8、机架1组成的凸轮机构(二)1B 2A 3B 4C 5B

(一)填空题

1.从运动的角度看,机构的主要功用在于运动或运动的形式。

2.构件是机器的单元。零件是机器的单元。

3.构件之间具有的相对运动,并能完成的机械功或实现能量转换的的组合,叫机器。

4.机器由部分、部分、部分和控制部分组成。

5.图1-1所示单缸内燃机,组成机器的基本机构有、、。

图1-1

(二)选择题

1.组成机械的各个相对运动的实物称为。

A.零件B.构件C.部件

2.机械中不可拆卸的制造单元体称为。

A.零件B.构件C.部件

3.括号内所列实物[①汽车、②游标卡尺、③车床、④齿轮减速器、⑤电动机]中,是机器。

A.①②③B.①③⑤C.①③④⑤D.③④⑤

4.括号内所列实物[①螺钉、②起重吊钩、③螺母、④键、⑤缝纫机脚踏板]中,属于通用零件。

A.①②③B.①③⑤C.①③④D.③④⑤

5.括号内所列实物[①台虎钳、②百分表、③水泵、④台钻、⑤内燃机活塞与曲轴运动转换装置]中,属于机构。

A.①②③B.①②⑤C.①③④D.③④⑤

单元二平面机构的运动简图及自由度

表2-1 几种机构的运动简图示例

例1 例2 例3 机构图

分析1机架,2主动;1、2——转动副,

2、3——转动副;

3、4——移动副;

4、1——转动副

1主动,4机架;1、4——转动副;1、

2——转动副;2、3——移动副;3、4——

移动副

1主动,4机架;1、4——转

动副;1、2——转动副;2、

3——移动副;3、4——转动

机构运动

简图

图例

①②③

复合铰链无无无

局部自由度滚子B B处滚子

虚约束DF杆、CG杆之一;K、K′之一1、2间高副之一;2、3(消除滚子后)

间高副之一

3、4构件之一(轨迹重合)

运动副分析凸轮、滚子间为高副,其他运动副

为低副

1杆和2构件之间、2杆和3构件之间

均为一个高副

低副机构

运动副计算

F=3n-2P L-P H

=3×6-2×8-1=1

F=3n-2P L-P H

=3×4-2×4-2=2

F=3n-2P L-P H

=3×3-2×4=1

【例2-1】计算图2-1示平面机构的自由度,若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出。

图2-1

解:局部自由度——E处滚子:复合铰链——B处:虚约束——H、H′之一

机构的自由度F=3n-2P L-P H=3×9-2×12-2=1

【例2-2】如图2-2a所示机构是否具有确定运动?并提出改进方案。

图2-2 a 题图b改进方案图1 c改进方案图2

解:原题机构自由度为F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-0=2 F=2且F>W=1(W为主动构件数),无确定运动若使机构有确定运动,必须F=W。改进方法有两种:一是增加一个原动件使W=2(见改进方案1图所示);二是增加带一个平面低副的构件使F=1(见改进方案2图所示)

【例2-3】山东省2009年专升本题题意:如图2-3a)所示的平面机构设计是否合理,如不合理应如何改正?

答:计算自由度F=3n-2P L-P H=3×5-2×7-1=0;

分析:转动副D处为转动副和移动副的交汇点而无法运动

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→系统不能运动

措施:增一带一个低副的活动构件或D处低副改高副

措施1——D处增加一个带一个低副的低副构件,图示b

措施2——E处增加一个带一个低副的低副构件,图示c

措施3——G处增加一个带一个低副的低副构件,图示d

措施4——D处增加一个带一个低副的低副构件,图示e

措施5——D处设置为一个高副(减少一个约束),图示f

图2-3a)题图b)措施1图c)措施2图

d)措施3图e)措施4图f)措施5图

【例2-4】试绘制图2-4a)所示机构的机构示意图,并计算自由度。如结构上有错误,请指出,并提出改进方法,画出正确的示意图。

解:分析方法与【例2-3】类似,不再赘述。机构示意图见图b)所示,计算自由度F=3n-2P L-P H=3×4-2×6=0,结构错误。改进后正确的示意图见图c)、图d)、图e)所示。

图2-4a)题图b)机构示意图c)改进办法图1 d)改进办法图2 e)改进办法图3

习题(一)1.三2.构件的可动联接,点线面,点、线,面3.F=W 4.约束5.简单小大(二)1D 2A 3A 4C 5A 6B 7B

(三)1×2×3√4√5√6×7√8×9√10√

本题类型常用对策:

①增加一个带一低副的构件;

②减少约束的数目

本题类型常用对策:

①增加主动构件的数目;

②增加约束的数目

(一)填空题

1.一个作平面运动的构件有个独立运动的自由度。

2.运动副是指。按其接触情况分,可分为接触接触和接触三种。其中,接触为运动高副,接触为运动低副

3.机构具有确定运动的充分和必要条件是。

4.运动副对成副的两构件间的相对运动所加的限制称为。

5.低副的优点:制造和维修,单位面积压力,承载能力。

(二)选择题(单选)

1.保留了2个自由度,带进了1个约束。

A.转动副B.移动副C.转动副与移动副D.高副

2.两个以上的构件共用同一转动轴线所构成的转动副构成。

A.复合铰链B.局部自由度C.虚约束

3.由K个构件形成的复合铰链应具有的转动副数目为。

A.K-1 B.K C.K+1 D.K+2

4.在比例尺μL=0.02m/mm的机构运动简图中,量得一构件的长度是10mm,则该构件的实际长度是mm。

A.20 B.50 C.200 D.500

5.机构运动简图与无关。

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

6.图2-5所示两构件构成的运动副为。

A.高副;

B.低副

7.如图2-6所示,图中A点处形成的转动副数为个。

A.1;B.2;C.3

图2-5 图2-6

(三)判断题

()1.齿轮机构组成转动副。1×2×3√4√5√6×7√8×9√10√

()2.虚约束没有独立约束作用,在实际机器中可有可无。

()3.引入一个约束条件将减少一个自由度。

()4.平面低副机构中,每个转动副和移动副所引入的约束数目是相同的。

()5.机构中的虚约束,若制造安装精度不够,会变成实约束。

()6.运动副是联接,联接也是运动副。

()7.运动副的作用,是用来限制或约束构件的自由运动的。

()8.两构件通过内表面和外表面直接接触而组成的低副,都是转动副。

()9.若机构的自由度数为2,那么该机构共需2个原动件。

()10.机构的自由度数应等于原动件数,否则机构不能成立。

(四)综合题

1.机构运动简图有什么作用?如何绘制机构运动简图?

2.在计算机构的自由度时,要注意哪些事项?

3.计算图2-7各图的自由度,若存在局部自由度、复合铰链、虚约束请指出。

机械设计基础复习题(附答案)

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图2-7a 图2-7b 图2-7c

机械设计基础复习题(附答案)

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图2-7d 图2-7 e图2-7f

图2-7g图2-7h

单元三平面连杆机构

【例3-1】某铰链四杆机构如图3-1所示。问:(1)a取不同值可得到哪些机构?(2)a分别取何值可得到这些机构?

图3-1

解:(1)因为30、40、55三个长度尺寸中,最短为30的作机架,若满足存在曲柄的杆长条件且a不是最短杆,则为双曲柄机构,所以a取不同值分别可得到曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构(2)①若为曲柄摇杆机构a最短a+55≤30+40 a≤15

②若为双曲柄机构a非最长30+55≤a+40 a≥45

a最长30+a≤40+55 a≤55