三、简答题和作图题
1. 请写出机器与机构的区别。( 6分 )
答：机构只是一个构件系统，而机器除构件系统之外，还包含电气、液压等其他装置； 机构只用于传递运动和力，而机器除传递运动和力之外，还具有变换或传递能量、物料、信息的功能。
2. 请简单写出常用机构和通用零件的定义，并各举三个实例。( 6分 )
答：常用机构是机器中普遍使用的机构，例如，连杆机构，凸轮机构，齿轮机构。 通用零件是机器中普遍使用的零件，例如，齿轮，螺钉，轴。
3. 请作图设计一导杆机构。已知机架长度l4=45mm，行程速比系数K=2.6，试求导杆的摇角ψ并作图求出曲柄的长度l1 ( 7分 ) 答：1) 求导杆的摇角ψ
ψ＝θ＝180o(K-1)/(K+1) ＝180o(2.6-1)/(2.6+1) ＝80o
2) 画出右图所示图形，其上三角形AB1C 为直角三角形，已知AC=l4=45mm , 曲柄长度l1=AC×sin(ψ
/2)
=45×sin(40o)=28.925mm
或在尽量精确绘图后从图中量出l1（图解法）。绘图步骤见教材P33页
4. 请根据示意图上标明的四杆尺寸值来判断下述三种机构各属于括号内哪一种机构（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）？（提示：带细斜线的构件为机架）（8分）
答： 根据以下规则判定机构类型：
存在整转副的条件：最短杆与最长杆长度之和≤其余两杆长度之和，若符合该条件，则按以下规则判定，否则只能是双摇杆机构： 1）以最短杆邻边为机架是曲柄摇杆机构； 2）以最短杆为机架是双曲柄机构； 3）以最短杆对边为机架是双摇杆机构。
上面3个机构都符合存在整转副的条件，由此得出：
（A）图机构为曲柄摇杆机构。 （B）图机构为双曲柄机构。 （C）图机构为双摇杆机构。
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5. 加大平面四杆机构原动件上的驱动力，能否使该机构越过死点位置？为什么？
答：不能。根据机构死点的概念，因为在死点位置的传动角为0°，驱动力的有效分力为0，机构无法运动。加大驱动力后，传动角仍为0°，驱动力的有效分力仍为0。
6. 图示为尖顶对心直动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮为一偏心圆，其半径R=40mm，圆心C点到固定铰链O点的距离S=20mm，从动件导轨延伸线通过固定铰链O点，试： 1）在图上画出凸轮的基圆并求出其半径r0 2）求出从动件的升程h大小并在图上标出 3）写出图上A点的压力角大小 （8分）
答：1)画基圆，见右下图，其半径
r0=R-S=40-20=20mm
2) 升程h=2(R- r0) =2(40-20)=40mm
(也可以另精确作图并从图上量出)
3）A点压力角为零(法线与从动件运动方向重合)。
7. 某凸轮机构从动件的推程运动规律为简谐运动，设凸轮推程运动角为φ，从动件的升程为h，试定性画出从动件推程的位移s、速度v和加速度a线图并写出其在何处有冲击。（7分）
答：1）位移s、速度v和加速度a线图见右图
2）在开始和终止处，理论上a为有限值，会产生柔性冲击。
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8. 某凸轮机构从动件的推程运动规律为等速运动，设凸轮推程运动角为φ，从动件的升程为h，试定性画出从动件推程的位移s、速度v和加速度a线图并写出其推程运动方程和最大加速度值及其发生位置。（8分）
答：1）推程的位移s、速度v和加速度a线图如下图所示。
从加速度a线图中可看出：最大加速度为无穷大，发生在起点和终点。 2）推程运动方程为：
?h位移方程：s?????h???速度：v?v0????加速度方程：a?0??9.一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮为一半径R=30mm的偏心圆盘，几何中心为A，回转中心为O，从动件偏距OD=e=10mm，OA=10mm。凸轮以等角速度?顺时针方向转动。当凸轮在图示位置，即AD?BD时，试求： （1）凸轮的基圆半径r0；（2）图示位置的凸轮机构压力角?； （3）图示位置的凸轮转角?；（4）图示位置的从动件的位移s； 提示：要求在图上画出r0、?、? 。
答：(1) 基圆半径ro=R-OA=30-10=20mm（见图，用反转法绘图）
20(2) tan??AD??0.89，??41.81?22 BD30?20 (3)
OD010cos????0.5，??60?
OB020
(4)
s?
AB2?AD2?OB0?OD022
?302?202?202?102?5.04mm15
10.图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构。已知从动件尖底与凸轮廓线在B0点接触时为初始位置。试用作图法在图上标出：
(1)当凸轮从初始位置转过?1=90°时，从动件走过的位移S1；
(2)当从动件尖底与凸轮廓线在B2点接触时，凸轮转过的相应角度?2。 说明：不必作文字说明，但必须保留作图线；
答：(1)如图所示，正确作出偏距圆。 按-ω（反转法）方向转90°，在图上正确标出S1 。
(2)过B2点作偏距圆切线，正确标出?2角。
11. 齿轮的切齿方法按其原理可分为哪两类？试写出5种加工齿轮刀具的名称和所属类型。 答： 1）分为成形法和范成法两类。
2）成形法：盘形铣刀，指状铣刀；
范成法：齿轮插刀，齿条插刀，齿轮滚刀。
12. 请写出齿轮机构的优点
答：1) 使用的圆周速度和功率范围广；
2) 效率较高； 3) 传动比稳定 ； 4) 寿命长;
5 ) 工作可靠性高;
6) 可实现平行轴、任意角相交轴和交错轴之间的传动。
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