【重庆大学机械原理章节习题库】第一章思考题及复习题（含答案）

第一章 平面机构的结构分析 基本概念题与答案1.什么是平面机构？答：组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面上运动。 2.什么是运动副？平面运动副分几类，各类都有哪些运动副？其约束等于几个？ 答：运动副：两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接叫运动副。 平面运动副分两类： （1）平面低副（面接触）包括：转动副、移动副，其约束为 2。 （2）平面高副（点、线接触）包括：滚子、凸轮、齿轮副等，约束为 1。 3.什么是运动链， 分几种？ 答：若干个构件用运动副联接组成的系统。分开式链和闭式链。 4.什么是机架、原动件和从动件？ 答：机架：支承活动构件运动的固定构件。 原动件：运动规律给定的构件。 从动件：随原动件运动，并且具有确定运动的构件。 5.机构确定运动的条件是什么 ？什么是机构自由度？ 答：条件：原动件的数目等于机构的自由度数。 机构自由度：机构具有确定运动所需要的独立运动参数。 6 .平面机构自由度的计算式是怎样表达的？其中符号代表什么？ 答：F 3n- 2PL-PH 其中： n-活动构件的数目，PL-低副的数目，pH-高副的数目。 7.在应用平面机构自由度计算公式时应注意些什么？ 答：应注意复合铰链、局部自由度、虚约束。 8.什么是复合铰链、局部自由度和虚约束，在计算机构自由度时应如何处理？ 答：复合铰链：多个构件在同一轴线上组成转动副，计算时，转动副数目为m-1个 局部自由度：与整个机构运动无关的自由度，计算时将滚子与其组成转动副的构件假想的焊在一起，预先排除局都自由度。 虚约束：不起独立限制作用的约束，计算时除去不计。 9.什么是机构运动简图，有什么用途？ 答：抛开构件的几何形状，用简单的线条和运动副的符号，按比例尺画出构件的运动学尺寸，用来表达机构运动情况的图形。用途：对机构进行结构分析、运动分析和力分析。典型例题 例2-1 试计算图示各运动链的自由度数，并判定他们能否成为机构（标有箭头 的构件为原动件）。（a） （b） （c）（d） 解（a）A处为复合铰链（注意小齿轮与机架构成的转动副易被忽略）。 n 4，PL = 5，PH = 1 F 3n 2PL PH = 342 51 1 此运动链有一个原动件，故能成为机构。 （b）D处滚子为局部自由度 ；E（或F） 处为虚约束；D 处有一个高副为虚约束（注意：此点易被忽略）。 n 4，PL 5，PH = 1 F 3n2PL PH 3 425 11 此运动链有一个原动件，故能成为机构。 （c）A处为复合铰链。 n 10，PL 14 F = 3n2PL 3l0214 2此运动链有两个自由度，但只有一个原动件，运动链的运动不能确定，故不能成为机构。欲使其成为机构，需再增加一个原动件（如杆AK）。 （d）此轮系有两 行星轮 2，其中有一个为“对传递运动不起独立作用的对称部分”，则此行星轮及与其有关的一个转动副和两个高副为虚约束。另外，轮 5（系杆H）与机架在B和C处均构成转动副，可将B 处的转动副视为虚约束；也可将C处的转动副视为虚约束，则B处为复合铰链。 n 5，PL 5，PH = 4 F 3n2PL pH = 3525 4 1 此轮系有一个原动件，故能成为机构。 第一章模拟试题填空题：（1）机构具有确定运动的条件是 ；根据机构的组成原理，任何机构都可看成是由 和 组成的。（2）由M个构件组成的复合铰链应包括 个转动副。（3）零件是机器中的 单元体；构件是机构中的 单元体。（4）构件的自由度是指 ；机构的自由度是指 。（5） 在平面机构中若引入一个高副将引入 个约束，而引入一个低副将引入 个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是 。（6）一种相同的机构 组成不同的机器。.可以 B.不可以（7）级杆组应由 组成。A.三个构件和六个低副； B四个构件和六个低副； C.二个构件和三个低副。（8）内燃机中的连杆属于 。 A机器 B.机构 C.构件（9）有两个平面机构的自由度都等于，现用一个有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，这时自由度等于 。A .0 B.1 C.2（10）图1.10所示的四个分图中，图 C 所示构件系统是不能运动的。2画出图1.11所示机构的运动简图。3图1.12所示为一机构的初拟设计方案。试求：（1） 计算其自由度，分析其设计是否合理?如有复合铰链，局部自由度和虚约束需说明。（2） 如此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。E4计算图1.13所示机构的自由度，判断是否有确定运动；若不能，试绘出改进后的机构简图。修改的原动件仍为AC杆（图中有箭头的构件）。5计算图1.14所示机构的自由度。有复合铰链n=7，pL=10，pH=0n=5， pL=7，pH=0有虚约束若n=7，则pL=9，pH=1若n=6，则pL=8，pH=1此题图有问题有局部自由度n=4，pL=5，pH=16计算图1.15所示机构的自由度。7计算图1.16所示机构的自由度。有虚约束，复合铰链n=7，pL=10，pH=0有复合铰链n=9，pL=13，pH=0，原动件数为1，成为机构有复合铰链n=6，pL=8，pH=0，原动件数为2，成为机构8判断图1.17所示各图是否为机构。9计算图1.18所示机构的自由度。有复合铰链n=6，pL=8，pH=1有复合铰链n=5，pL=7，pH=0n=4，pL=5，pH=0有复合铰链，虚约束n=9，pL=13，pH=010计算图1.19所示机构的自由度。11计算图1.20所示机构的自由度。已知CD=CE=FE=FD，且导路H,J共线，L和G共线，H，J的方向和L，G的方向垂直。机构中若有局部自由度，虚约束或复合铰链，应指出。有局部自由度，复合铰链，虚约束n=8，pL=11，pH=112计算图1.21所示机构的自由度。有复合铰链n=9，pL=13或 pL=12，pH=2公共约束数4n=3，pL=5F=23-15=113计算下图所示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度及虚约束请指明），并判断该机构的运动是否确定。若运动是确定的，进行杆组分析，并画图表示拆杆组过程，指出各级杆组的级别及机构的级别。有复合铰链n=9，pL=13，F=1，运动确定，II级机构n=7，pL=10，F=1，运动确定，III级机构 13题图 14题图14计算图示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度及虚约束请指明），并判断该机构的运动是否确定。若运动是确定的，进行杆组分析，并画图表示出拆杆组过程，指出各级杆组的级别及机构的级别。15计算下图所示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度及虚约束请指明），并判断该机构的运动是否确定。？有复合铰链，局部自由度，虚约束n=7，pL=9，pH=1无确定运动n=4，pL=6，pH=0不能运动 15题图 16题图16图示为一机构的初拟设计方案。试：计算其自由度，分析其设计是否合理?如果此初拟方案不合理，请修改并用简图表示。（修改时应保持原设计意图，即原动件与输出构件运动形式和相对位置不变）17 计算图示机构的自由度；当构件1和构件5分别作为原动件时，分析组成机构的基本杆组数目及级别，并判定机构的级别