第一单元机械系统组成与特性

机械设计基础习题集《机械设计基础》课程教学，习题是加深理解、巩固知识的重要教学环节。通过课堂及课外练习使学生掌握机械理论和分析解决实际问题的思路，为更好的学习专业设备中的机械部分提供必要的基础。教学中精选习题是提高教学效率的根本。我们每章的习题均进行了考究，对学生掌握重点，覆盖全面起到了决定性作用。考试既是教学质量检测的重要手段，也是教学指挥棒。我们根据历年的经验，精选了学期期末考题，以起到指导教学的作用。由于水平有限，其中错误和不适之处敬请广大教师和同学提出批评指导。第一章概论1.机构与机器有什么区别？举生活中一、二个实例说明机构与机器各自的特点及其联系2.机械零件常见的失效形式有哪些？为什么说强度满足条件的零件，其刚度不一定满足条件；而刚度满足条件的零件，一般均满足强度条件？3.在一般机械中，静强度与疲劳强度相比，哪一种更普遍，为什么？自行车轮的钢丝的螺纹端常常会断裂，它属于何种失效形式，应按何种强度设计？4.淬火与调质有什么区别与联系？哪些金属材料适宜用渗碳或渗氮来强化零件表面？第二章平面机构运动简图及自由度一、填空题1.从机构结构观点来看，任何机构是由_________、_________、__________三部分组成。2.构件的自由度是指。3.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。4.机构中的运动副是指。5.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。6.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。7.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。8.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。9.计算平面机构自由度的公式为Ｆ=，应用此公式时应注意判断：A.铰链，B.自由度，C.约束。10.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。11.机构运动简图是的简单图形。二、选择题1.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于。A.0B.1C.22.原动件的自由度应为。A.1B.+1C.03.基本杆组的自由度应为。A.-1B.+1C.0。4.在机构中原动件数目机构自由度时，该机构具有确定的运动。A.小于B.等于C.大于。5.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会。A.增多B.减少C.不变。6.构件运动确定的条件是。A.自由度大于1B.自由度大于零C.自由度等于原动件数。三、分析与计算1.机构运动简图与机构示意图有何不同？试简述之。2.图示为一机构的初拟设计方案。试：(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。3.在图示机构中，若以构件1为主动件，试：(1)计算自由度，说明是否有确定运动。(2)如要使构件６有确定运动，并作连续转动，则可如何修改？说明修改的要点，并用简图表示。4.初拟机构运动方案如图所示。欲将构件1的连续转动转变为构件4的往复移动，试：(1)计算其自由度，分析该设计方案是否合理？(2)如不合理，可如何改进？提出修改措施并用简图表示。5.试计算下列图示机构的自由度。(若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。)6.如图所示为一缝纫机下针机构，试绘制其机构运动简图。四、简答题1.何为构件的自由度？一个构件若无任何限制有几个自由度？2.为什么机构失去自由度与它受到的约束数相等？3.何为虚约束？何为局部自由度？为什么计算机构自由度时应除去不计？4.构件系统成其为机构的必要和充分条件是什么？缝纫机下针机构第三章平面连杆机构一、填空：1.平面连杆机构由一些刚性构件用____副和____副相互联接而组成。2.在铰链四杆机构中，能作整周连续旋转的构件称为_______，只能来回摇摆某一角度的构件称为_______，直接与连架杆相联接，借以传动和动力的构件称为_______。3.图1-1为铰链四杆机构，设杆a最短，杆b最长。试用符号和式子表明它构成曲柄摇杆机构的条件：（1）____________________________。（2）以_______为机架，则_______为曲柄。4.在条件下，曲柄滑块机构具有急回特性。5.机构中传动角γ和压力角α之和等于。6.在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得机构。7.在图示导杆机构中，AB为主动件时，该机构传动角的值为。8.在摆动导杆机构中，导杆摆角ψ=30°，其行程速度变化系数K的值为。9.在四杆机构中LAB=40mm，lBC=40mm，lCD=60mm，AD为机架，该机构是。10.铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角θ值，对心曲柄滑块机构的θ值，所以它急回特性，摆动导杆机构急回特性。11.对心曲柄滑块机构曲柄长为a，连杆长为b，则最小传动角γmin等于，它出现在位置。12.在四连杆机构中，能实现急回运动的机构有(1)，(2)，C.。13.铰链四杆机构有曲柄的条件是，双摇杆机构存在的条件是。(用文字说明)14.在曲柄滑块机构中，若以曲柄为主动件、滑块为从动件，则不会出现“死点位置”，因最小传动角γmin，最大压力角αmax；反之，若以滑块为主动件、曲柄为从动件，则在曲柄与连杆两次共线的位置，就是，因为该处γmin，αmax。15.当铰链四杆机构各杆长为：a=50mm，b=60mm，c=70mm，d=200mm。则四杆机构就。16.当四杆机构的压力角α=90°时，传动角等于，该机构处于位置。17.在曲柄摇杆机构中，最小传动角发生的位置在。18.通常压力角α是指间所夹锐角。19.铰链四杆机构曲柄、连杆、机架能同时共线的条件是。20.一对心式曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成机构。21.铰链四杆机构变换机架(倒置)以后，各杆间的相对运动不变，原因是。22.铰链四杆机构演化成其它型式的四杆机构(1)，2)，C.等三种方法。二、选择题：1．在曲柄摇杆机构中，只有当为主动件时，才会出现“死点”位置。A.连杆B.机架C.摇杆D．曲柄2．能产生急回运动的平面连杆机构有。A.双摇杆机构B.曲柄摇杆机构C.双曲柄机构D．对心曲柄滑块机构3．能出现“死点”位置的平面连杆机构有A.导杆机构B.平行双曲柄机构C.曲柄滑块机构D．不等长双曲柄机构4．绞链四杆机构的最短杆与最长杆的长度之和，大于其余两杆的长度之和时，机构A.有曲柄存在B.不存在曲柄C.有时有曲柄，有时没曲柄D.以上答案均不对5．当急回特性系数为时，曲柄摇杆机构才有急回运动。A.K＜1B.K＝1C.K＞1D.K＝06．当曲柄的极位夹角为时，曲柄摇杆机构才有急回运动。A.θ＜0B.θ=0C.θ≦0D.θ﹥07．当曲柄摇杆机构的摇杆带动曲柄运动对，曲柄在“死点”位置的瞬时运动方向是。（）A.按原运动方向B.反方向C.不确定的D.以上答案均不对8．曲柄滑决机构是由演化而来的。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.以上答案均不对9．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫做。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.以上答案均不对10．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和大于其余两杆的长度之和，最短杆为连杆，这个机构叫做。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.以上答案均不对11．能把转动运动转变成往复摆动运动。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D．摆动导杆机构12.能把转动运动转换成往复直线运动，也可以把往复直线运动转换成转动运动。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D．曲柄滑决机构13.铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，则机构中。A.一定有曲柄存在B.一定无曲柄存在C.是否有曲柄存在还要看机架是哪一个构件。14.对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角γmax为。A.30°B.45°C.90°15.设计连杆机构时，为了具有良好的传动条件，应使。A.传动角大一些，压力角小一些B.传动角和压力角都小一些C.传动角和压力角都大一些。16.在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，且处于共线位置时，机构处于死点位置。A.曲柄与机架B.曲柄与连杆C.连杆与摇杆17.在摆动导杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角变化的。A.是由小到大B.是由大到小C.是不。18.在曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件，且共线时，其传动角为最小值。A.曲柄与连杆B.曲柄与机架C.摇杆与机架19.下图所示的摆动导杆机构中，机构的传动角是。A.角AB.角BC.角CD.0°E.90°。20.压力角是在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的方向所夹的锐角。A.法线B.速度C.加速度D.切线。20.为使机构具有急回运动，要求行程速比系数。A.K=1B.K1C.K122.铰链四杆机构中有两个构件长度相等且最短，其余构件长度不同，若取一个最短构件作机架，则得到机构。A.曲柄摇杆B.双曲柄C.双摇杆23.双曲柄机构死点。A.存在B.可能存在C.不存在24.对于双摇杆机构，如取不同构件为机架，使其成为曲柄摇杆机构。A.一定B.有可能C.不能25.铰链四杆机构中存在曲柄时，曲柄是最短构件。A.一定B.不一定C.一定不26.要将一个曲柄摇杆机构转化成双摇杆机构，可以用机架转换法将。A.原机构的曲柄作为机架B.原机构的连杆作为机架C.原机构的摇杆作为机架27.已知一铰链四杆机构ABCD，lAB=25mm，lBC=50mm，lCD=40mm，lAD=30mm，且AD为机架，BC为AD之对边，那么，此机构为。A.双曲柄机构B.曲柄摇杆机构C.双摇杆机构D.固定桁架三、判别图示铰链四杆机构属哪种基本形式？四、标出各四杆机构在图示位置的压力角和传动角,并判定有无死点位置。五、判断题1、铰链四杆机构根据各杆的长度，即可判断其类型。2、铰链四杆机构中,传动角越小,机构的传力性能越好。3、四杆机构的死点位置即为该机构的最小传动角位置。4、极位角越大，机构的急回特性越显著。5、极位角就是从动件在两个极限位置的夹角。六、计算题1.铰链四杆机构的基本形式有哪几种？已知铰链四杆机构各构件的长度分别为a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。试问当分别取A.B.C.d为机架时，将各得到何种机构？2.图示为一铰链四杆机构，已知各杆长度：LAB=10cm，LBC=25cm,LCD=20cm,LAD=30cm。当分别固定构件1、2、3、4机架时，它们各属于哪一类机构？3.铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？试加以说明。4.何谓机构的急回运动及行程速比系数?试举例加以说明急回运动在实际生产中的用途。5.图示为一铰链四杆机构和一曲柄滑块机构的各杆长，曲柄已装在机架上，n--n为固定导路位置。现需将B.c杆装配于相应位置，问此二机构各有多少种装配模式(作图回答)。6.试给出图示平面四杆机构的名称，并回答：(1)此机构有无急回作用？(2)此机构有无死点？在什么条件下出现死点？C.构件AB主动时，在什么位置有最小传动角？第四章凸轮机构一、填空题1.凸轮机构主要是由_______、_______和固定机架三个基本构件所组成。2.按凸轮的外形，凸轮机构主要分为_______凸轮和_______凸轮两种基本类型。3.从动杆与凸轮轮廓的接触形式有_______、_______和平底三种。4.以凸轮的理论轮廓曲线的最小半径所做的圆称为凸轮的_______。5.凸轮理论轮廓曲线上的点的某点的法线方向(即从动杆的受力方向）与从动杆速度方向之间的夹角称为凸轮在该点的_______。6.随着凸轮压力角α增大，有害分力F2将会_______而使从动杆自锁“卡死”，通常对移动式从动杆，推程时限制压力角α_______。7.等速运动凸轮在