1、考研机械原理-8 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：4，分数：12.00)1.铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦情况下连杆作用于_上的力与该力作用点速度间所夹的锐角。（分数：3.00）A.主动件B.从动件C.机架D.连架杆2.平面四杆机构中，是否存在死点，取决于_是否与连杆共线。（分数：3.00）A.主动件B.从动件C.机架D.摇杆3.一个 K 大于 1 的铰链四杆机构与 K=1 的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数 K_。（分数：3.00）A.大于 1B.小于 1C.等于 1D.等于 24.在设计铰链四杆机构时，应使最小传
2、动角)， min _。（分数：3.00）A.尽可能小一些B.尽可能大一些C.为 0D.为 45二、填空题(总题数：5，分数：10.00)5.曲柄滑块机构中，当 1 与 2 处于两次互相垂直位置之一时，出现最小传动角。 （分数：2.00）6.速度瞬心是两刚体上 1 为零的重合点。 （分数：2.00）7.作相对运动的三个构件的三个瞬心必 1。 （分数：2.00）8.在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于求 1。 （分数：2.00）9.在对平面连杆机构进行动态静力分析时，应从远离 1 的杆组开始，来求解各运动副的反力。 （分数：2.00）三、问答题(总题数：5，分数：15.00)10.如下图所示偏
3、置曲柄滑块机构。 (1)试判定该机构是否具有急回特性，并说明理由。 (2)若滑块的工作行程方向朝右，试从急回特性和压力角两个方面判定图示曲柄的转向是否正确?并说明理由。 （分数：3.00）_11.在曲柄等速转动的曲柄摇杆机构中，已知：曲柄的极位夹角 =30，摇杆工作时间为 7s，试问： (1)摇杆空回行程所需时间为多少秒? (2)曲柄每分钟转速是多少? （分数：3.00）_12.在曲柄摇杆机构中，已知一曲柄长为 50mm，连杆长为 70mm，摇杆长为 80mm，机架长为 90mm，曲柄转速 n 1 =60r/min。试问： (1)摇杆工作行程需多少时间? (2)空回行程多少秒? (3)行程速比
4、系数为多少? （分数：3.00）_13.在下图所示导杆机构中，已知 l AB =40mm，试问： (1)若机构成为摆动导杆时，l AC 的最小值为多少? (2)AB 为原动件时，机构的传动角为多大? (3)若 l AC =50mm，且此机构成为转动导杆时，l AB 的最小值为多少? （分数：3.00）_14.在铰链四杆机构 ABCD 中，已知 l AD =400mm，l AB =150mm，l BC =350mm，l CD =300mm，且杆 AB 为原动件，杆 AD 为机架，试问构件 AB 能否作整周回转，为什么? （分数：3.00）_四、分析计算题(总题数：15，分数：45.00)15.计
5、算下图所示机构的自由度，并判定该机构是否具有确定的运动(标有箭头的构件为原动件)。 （分数：3.00）_16.计算下图所示机构的自由度，并确定应给原动件的数目。 （分数：3.00）_17.在下图所示机构中，试分析计算该机构的自由度，并判断该机构的运动是否确定；若有复合铰链、局部自由度、虚约束则在图上明确指示(打箭头的为原动件)。 （分数：3.00）_18.计算下图所示运动链的自由度，并说明这些运动链具有确定运动的条件。 （分数：3.00）_19.计算下图所示机构的自由度，并说明机构是否有确定的运动。 （分数：3.00）_20.已知曲柄摇杆机构 ABCD 各杆杆长分别为 AB=50mm，BC=2
6、20mm，CD=100mm，最小允许传动角 min =60，试确定机架长度 AD 的尺寸范围。 （分数：3.00）_21.在铰链四杆机构 ABCD 中，已知 l AB =30mm，l BC =75mm，l CD =50mm，且 AB 为原动件，AD 为机架。试求该机构为曲柄摇杆机构时 l AD 的长度范围。 （分数：3.00）_22.设计一曲柄摇杆机构。已选定其中两杆长度 a=9，b=11，另外两杆长度之和 c+d=25，试求 c、d 长度各为多少(取整数，单位自定)?并可选用哪些构件为机架。 （分数：3.00）_23.如下图所示的一曲柄摇杆机构，已知 AD=600mm，CD=500mm，摇杆
7、摆角 =60，摇杆左极限与 AD 夹角 1 =60，试确定曲柄和连杆长度。 （分数：3.00）_24.在一偏置曲柄滑块机构中，滑块导路方向线在曲柄转动中心之上，已知曲柄 a=127mm，连杆 b=473mm，偏距 e=300mm，曲柄为主动件，其转速 n=2r/min。试求： (1)滑块正、反行程各需多少秒? (2)行程速比系数为多少? （分数：3.00）_25.设计一摆动导杆机构。已知行程速比系数 K=2，机架长度为 50mm，曲柄转速 n=120r/min。求曲柄长度和工作行程时间。 （分数：3.00）_26.如下图所示，设计一曲柄摇杆机构，使得曲柄等速转动时，摇杆的摆角 在 70100之
8、间变化。设摇杆为 1 个单位长，机架为 1.2 个单位长，试用解析法求曲柄 AB 和连杆 BC 的长度。 （分数：3.00）_27.如下图所示，已知铰链四杆机构中， 0 =135， 0 =95， 1 =105， 1 =65， 2 =45， 2 =33.5。机架 L AD =100mm，试用解析法求出满足已知转角关系的 L AB 、L BC 和 L CD 的大小。 （分数：3.00）_28.已知铰链四杆机构中，机架长为 L AD =100mm，曲柄的起始位置 0 =150，摇杆的起始位置 0 =120。试用解析法设计此机构。使得曲柄自起始位置顺时针转至 105和 60位置时，摇杆顺时针转至90和
9、 60的位置。 （分数：3.00）_29.如下图所示，已知滑块和摇杆的对应位置为：S 1 =40mm， 1 =60；S 2 =30mm， 2 =90；S 3 =20mm， 3 =120。试用解析法确定各构件的长度及偏心距 e。 （分数：3.00）_五、作图题(总题数：6，分数：18.00)30.计算下图所示机构的自由度，并拆出杆件组，判断机构级别(图中画箭头的构件为原动件)。 （分数：3.00）_31.计算下图所示机构的自由度，并拆分杆组(凡是高副，先进行高副低代)，确定杆组及机构的级别(图中标有箭头的为原动件)。 （分数：3.00）_32.下图所示为用于飞机操纵系统中将轴 1 的回转运动转变
10、为构件 5 作往复移动的机构，试绘制机构运动简图。 （分数：3.00）_33.下图所示为车门机构的运动示意图，其中气缸和活塞分别与车身和一扇车门相铰接，另一扇车门的 EE边则与车身保持直线往复运动。试绘制该车门机构的运动简图。 （分数：3.00）_34.计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。 （分数：3.00）_35.如下图所示，保持机构的运动特性不变的条件下，试用转动副扩大、高低副互代、加局部自由度或加虚约束的方法演化下列机构。 （分数：3.00）_考研机械原理-8 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、单项选择题(总题数：4，分数：12.00)1.铰链四
11、杆机构的压力角是指在不计摩擦情况下连杆作用于_上的力与该力作用点速度间所夹的锐角。（分数：3.00）A.主动件B.从动件 C.机架D.连架杆解析：2.平面四杆机构中，是否存在死点，取决于_是否与连杆共线。（分数：3.00）A.主动件B.从动件 C.机架D.摇杆解析：3.一个 K 大于 1 的铰链四杆机构与 K=1 的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数 K_。（分数：3.00）A.大于 1 B.小于 1C.等于 1D.等于 2解析：4.在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角)， min _。（分数：3.00）A.尽可能小一些B.尽可能大一些 C.为 0D.为 45解析：二
12、、填空题(总题数：5，分数：10.00)5.曲柄滑块机构中，当 1 与 2 处于两次互相垂直位置之一时，出现最小传动角。 （分数：2.00）解析：曲柄与滑块移动导路6.速度瞬心是两刚体上 1 为零的重合点。 （分数：2.00）解析：相对速度7.作相对运动的三个构件的三个瞬心必 1。 （分数：2.00）解析：位于同一直线上8.在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于求 1。 （分数：2.00）解析：同一构件上不同点之间9.在对平面连杆机构进行动态静力分析时，应从远离 1 的杆组开始，来求解各运动副的反力。 （分数：2.00）解析：惯性力三、问答题(总题数：5，分数：15.00)10.如下图所示偏
13、置曲柄滑块机构。 (1)试判定该机构是否具有急回特性，并说明理由。 (2)若滑块的工作行程方向朝右，试从急回特性和压力角两个方面判定图示曲柄的转向是否正确?并说明理由。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：(1)当曲柄逆时针转动且滑块向右为工作行程时，由于 e0，则 0，滑块向左为急回行程，故有急回特性。 (2)(a)从急回特性判定：图示曲柄转向(逆时针)是正确的，因此时滑块回程向左，对应的曲柄转角为(180-)，当曲柄匀速转动时，有急回特性。(b)从压力角判定：曲柄转向(逆时针)是正确的，因为最大压力角不在工作行程内。11.在曲柄等速转动的曲柄摇杆机构中，已知：曲柄的极位夹角 =30，摇
14、杆工作时间为 7s，试问： (1)摇杆空回行程所需时间为多少秒? (2)曲柄每分钟转速是多少? （分数：3.00）_正确答案：()解析：(1)5s；(2)5r/min12.在曲柄摇杆机构中，已知一曲柄长为 50mm，连杆长为 70mm，摇杆长为 80mm，机架长为 90mm，曲柄转速 n 1 =60r/min。试问： (1)摇杆工作行程需多少时间? (2)空回行程多少秒? (3)行程速比系数为多少? （分数：3.00）_正确答案：()解析：(1)t 1 =0.535s；(2)t 2 =0.465s；(3)K=1.1513.在下图所示导杆机构中，已知 l AB =40mm，试问： (1)若机构成
15、为摆动导杆时，l AC 的最小值为多少? (2)AB 为原动件时，机构的传动角为多大? (3)若 l AC =50mm，且此机构成为转动导杆时，l AB 的最小值为多少? （分数：3.00）_正确答案：()解析：(1)(l AC ) min 40mm；(2) 恒为 90；(3)(l AB ) min =l AC =50mm14.在铰链四杆机构 ABCD 中，已知 l AD =400mm，l AB =150mm，l BC =350mm，l CD =300mm，且杆 AB 为原动件，杆 AD 为机架，试问构件 AB 能否作整周回转，为什么? （分数：3.00）_正确答案：()解析：构件 AB 能作
16、整周回转。因为 l AB +l AD =550mml BC +a CD =650mm，且 AD 为机架，构件 AB 为曲柄。四、分析计算题(总题数：15，分数：45.00)15.计算下图所示机构的自由度，并判定该机构是否具有确定的运动(标有箭头的构件为原动件)。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：(a)F=3n-2p 1 -P h =35-27-1 机构具有确定运动 (b)F=3n-2p 1 -P h =37-210=1 机构具有确定运动 (c)F=3n-2p 1 -P h =39-213=1 机构具有确定运动 (d)F=3n-2p 1 -P h =35-27=1 机构具有确定运动 (e
17、)F=3n-2p 1 -P h =36-28-1=1 机构具有确定运动 (f)F=3n-2p 1 -P h =35-27-1 机构具有确定运动16.计算下图所示机构的自由度，并确定应给原动件的数目。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：(a)n=4，p 1 =5，P h =1 F=1 原动件数=1 (b)n=4，p 1 =5，p h =1 F=1 原动件数=1 (c)n=4，p 1 =4，P h =2 F=2 原动件数=2 (d)n=6，p 1 =9，P h =1 F=-1 不能运动 (e)n=9，p 1 =12，P h =2 F=1 原动件数=1 (f)n=5，p 1 =6，p h =2
18、 F=1 原动件数=1 (g)n=4，p 1 =5，p h =1 F=1 原动件数=1 (h)n=6，p 1 =8，p h =1 F=1 原动件数=1 (i)n=4，p 1 =5，p h =1 F=1 原动件数=117.在下图所示机构中，试分析计算该机构的自由度，并判断该机构的运动是否确定；若有复合铰链、局部自由度、虚约束则在图上明确指示(打箭头的为原动件)。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：(a)n=8，p 1 =11，p h =1 F=1 EF 处虚约束，H 处局部自由度 (b)n=3，p 1 =4 F=1 对称虚约束 (c)n=6，p 1 =8，p h =1 F=1 D、EG 处
19、虚约束，K 处局部自由度 (d)n=5，p 1 =7 F=1 对称虚约束，只计算对称的一半 (e)n=6，p 1 =8.p b =1 F=1 J 处虚约束，D 处局部自由度 (f)n=6，p 1 =8，p h =1 F=1 DE、J 处虚约束，B 处局部自由度18.计算下图所示运动链的自由度，并说明这些运动链具有确定运动的条件。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：(a)n=6，p 1 =8，P h =1 F=1 需一个原动件 (b)n=5，p 1 =6，p h =2 F=1 需一个原动件19.计算下图所示机构的自由度，并说明机构是否有确定的运动。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：
20、(a)构件 4、5 为一个构件，G 处转动副为虚约束 构件 1、2、7 组成的构件系统的自由度为 F 1 =33-25=-1 (n=3，p 1 =5) 构件 5、4 为一个构件，加上 3、6 构件的系统的自由度为(全为移动副) F 2 =23-4=2 (n=3，p 1 =4) 整个系统的自由度为 F=F 1 +F 2 =1 故机构有确定的运动。 (b)的分析方法同(a) 整个系统的自由度为 F=1 故机构有确定的运动。20.已知曲柄摇杆机构 ABCD 各杆杆长分别为 AB=50mm，BC=220mm，CD=100mm，最小允许传动角 min =60，试确定机架长度 AD 的尺寸范围。 （分数：
21、3.00）_正确答案：()解析：解：240.79mmL AD 270mm21.在铰链四杆机构 ABCD 中，已知 l AB =30mm，l BC =75mm，l CD =50mm，且 AB 为原动件，AD 为机架。试求该机构为曲柄摇杆机构时 l AD 的长度范围。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：55mml AD 75mm22.设计一曲柄摇杆机构。已选定其中两杆长度 a=9，b=11，另外两杆长度之和 c+d=25，试求 c、d 长度各为多少(取整数，单位自定)?并可选用哪些构件为机架。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：c=12，d=13 或 c=13，d=12；可选
22、d 为机架，或 b 为机架。23.如下图所示的一曲柄摇杆机构，已知 AD=600mm，CD=500mm，摇杆摆角 =60，摇杆左极限与 AD 夹角 1 =60，试确定曲柄和连杆长度。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：L AB =198.5mm，L BC =755.5mm24.在一偏置曲柄滑块机构中，滑块导路方向线在曲柄转动中心之上，已知曲柄 a=127mm，连杆 b=473mm，偏距 e=300mm，曲柄为主动件，其转速 n=2r/min。试求： (1)滑块正、反行程各需多少秒? (2)行程速比系数为多少? （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：工作行程时间 t 1 =17.
23、5s；空回行程时间 t 2 =12.5s；K=1.425.设计一摆动导杆机构。已知行程速比系数 K=2，机架长度为 50mm，曲柄转速 n=120r/min。求曲柄长度和工作行程时间。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：曲柄长度 r=25mm，工作行程时间 t=1/3s26.如下图所示，设计一曲柄摇杆机构，使得曲柄等速转动时，摇杆的摆角 在 70100之间变化。设摇杆为 1 个单位长，机架为 1.2 个单位长，试用解析法求曲柄 AB 和连杆 BC 的长度。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：L BC =1.62mm，L AB =0.195mm27.如下图所示，已知铰链四杆机
24、构中， 0 =135， 0 =95， 1 =105， 1 =65， 2 =45， 2 =33.5。机架 L AD =100mm，试用解析法求出满足已知转角关系的 L AB 、L BC 和 L CD 的大小。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：L AB 138mm，L BC 167mm，L CD 230mm28.已知铰链四杆机构中，机架长为 L AD =100mm，曲柄的起始位置 0 =150，摇杆的起始位置 0 =120。试用解析法设计此机构。使得曲柄自起始位置顺时针转至 105和 60位置时，摇杆顺时针转至90和 60的位置。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解： 1 =4
25、5， 1 =335； 2 =105， 2 =65； 3 =135， 3 =9529.如下图所示，已知滑块和摇杆的对应位置为：S 1 =40mm， 1 =60；S 2 =30mm， 2 =90；S 3 =20mm， 3 =120。试用解析法确定各构件的长度及偏心距 e。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：L AB =20mm，e=18.66mm，L BC =30.03mm五、作图题(总题数：6，分数：18.00)30.计算下图所示机构的自由度，并拆出杆件组，判断机构级别(图中画箭头的构件为原动件)。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解： (a)F=35-27=1 分拆杆组(如下
26、图(a)所示) 级杆组机构 (b)F=35-27=1 分拆杆组(如下图(b)所示) 级杆组机构 (c)F=35-27=1 分拆杆组(如下图(c)所示) 级杆组机构 31.计算下图所示机构的自由度，并拆分杆组(凡是高副，先进行高副低代)，确定杆组及机构的级别(图中标有箭头的为原动件)。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解： (1)F=39-212-2=1 (2)高副低代(如下图(a)所示) (3)分拆杆组(如下图(b)所示) 32.下图所示为用于飞机操纵系统中将轴 1 的回转运动转变为构件 5 作往复移动的机构，试绘制机构运动简图。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解： 33.下图所示为车门机构的运动示意图，其中气缸和活塞分别与车身和一扇车门相铰接，另一扇车门的 EE边则与车身保持直线往复运动。试绘制该车门机构的运动简图。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解： 34.计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：高副低代机构如图(a)、(b)所示。 (a)F=34-25-1=1 (b)F=33-23-2=1 35.如下图所示，保持机构的运动特性不变的条件下，试用转动副扩大、高低副互代、加局部自由度或加虚约束的方法演化下列机构。 （分数：3.00）_正确答案：()解析：解：
