機械原理復習試題及答案

1、1 圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知 曲柄搖桿機構(gòu)？（畫圖說明）lAB=55mmlBC=40mmlcD=50mmlAD=25mm試分析以哪個構(gòu)件為機架可得到2判定機械自鎖的條件有哪些？3轉(zhuǎn)子靜平衡和動平衡的力學條件有什么異同？4飛輪是如何調(diào)節(jié)周期性速度波動的？5造成轉(zhuǎn)子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？6凸輪實際工作廓線為什么會出現(xiàn)變尖現(xiàn)象？設計中如何避免？7漸開線齒廓嚙合的特點是什么？8何謂基本桿組？機構(gòu)的組成原理是什么？9速度瞬心法一般用在什么場合？能否利用它進行加速度分析？10移動副中總反力的方位如何確定？11什么是機械的自鎖？移動副和轉(zhuǎn)動副自鎖的條件分別是什么？12凸輪輪廓曲線設計的基本

2、原理是什么？如何選擇推桿滾子的半徑？13什么是齒輪的節(jié)圓？標準直齒輪在什么情況下其節(jié)圓與分度圓重合？14什么是周轉(zhuǎn)輪系？什么是周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系？15什么是傳動角？它的大小對機構(gòu)的傳力性能有何影響？鉸鏈四桿機構(gòu)的最小傳動角在什么位置？16機構(gòu)運動分析當中的加速度多邊形具有哪些特點？17造成轉(zhuǎn)子動不平衡的原因是什么？如何平衡？18漸開線具有的特性有哪些？19凸輪機構(gòu)從動件的運動一般分為哪幾個階段？什么是推程運動角？20什么是重合度？其物理意義是什么？增加齒輪的模數(shù)對提高重合度有無好處？21什么是標準中心距？一對標準齒輪的實際中心距大于標準中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？三、計算與作圖題：

3、1.計算圖示機構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。1、F=3*7-2*12-1=12.求圖示機構(gòu)的全部瞬心和構(gòu)件1、3的角速度比。3.用圖解法設計一曲柄滑塊機構(gòu)。求曲柄長度1AB和連桿長度1B8已知滑塊的行程速比系數(shù)K=1.4,滑塊的行程H=60mm導路偏距e=20mm,4.已知曲柄搖桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1.25,搖桿長lcD=40mm搖桿擺角W圖設計此曲柄搖桿機構(gòu)，求連桿和曲柄的長度。6.已知輪系中各齒輪齒數(shù)乙=20,Z2=40,Z2'=Z3=20,Z4=60,ni=800r/min=60o,機架長lAD=55mm作,求系桿轉(zhuǎn)速nH的大小和方向。7 .計算

4、圖示機構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復合校鏈、局部自由度和虛約束。7.F=3*6-2*8-1=18 .取一機器的主軸為等效構(gòu)件，已知主軸平均轉(zhuǎn)速nm=1000r/min,在一個穩(wěn)定運動循環(huán)（2）中的等效阻力矩Mer如圖所示，等效驅(qū)動力矩Med為常數(shù)。若不計機器中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，試求：當主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.05時，應在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量Jf。9 .設計一校鏈四桿機構(gòu)，已知搖桿長度為40mm,擺角為40度，行程速比系數(shù)K為1.4,機架長度為連桿長度與曲柄長度之差，用作圖法求各個桿件的長度。10 .設計如題圖所示校鏈四桿機構(gòu)，已知其搖桿CD的長度1CCT75mm行程速度變化系數(shù)k=1.

5、5,機架AD的長度1ad=100mm搖桿的一個極限位置與機架的夾角6=45°,用作圖法求曲柄的長度lAB和連桿的長度lbc。12.如圖，已知zi=6,z2=z2,=25,z3=57,z4=56,求ii4?12.齒輪1-2-3組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(ni-nH)/(n3-nh尸-z3/z尸-57/6齒輪1-2-2-4組成另一周轉(zhuǎn)輪系，有：，一，.-(n1-nH)/(n4-nh)=-z2Z4/Z1z2=-56/6=-28/3從圖中得：n3=0聯(lián)立求解得：i14=m/n4=-58813 .計算圖示機構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復合校鏈、局部自由度和虛約束。14 .如圖F為作用在推桿2上的外

6、力，試確定凸輪1及機架3作用給推桿2的總反力R12及R32的方位（不計重力和慣性力，虛線小圓為摩擦圓）15.請在圖中畫出一個死點位置、最小傳動角的位置以及圖示位置的壓力角。16.已知機構(gòu)行程速度變化系數(shù)k=1.25,搖桿長度lCh400mm,擺角¥=30° ,機架處于水平位置。試用圖解法設計確定曲柄搖桿機構(gòu)其他桿件的長度。18.在圖示復合輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)如括弧內(nèi)所示。求傳動比iiH。齒輪1-4-5組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：（ni-nH）/（n5-nH尸-z5/zi=-12/5齒輪1-2-3組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：（ni-nk）/n3-nk）=-z3/zi=-7/3由圖得：ni

7、=n1n3=0nk=n5聯(lián)立求解得：iih=85/43參考答案二、1作圖（略）最短桿鄰邊AB和CD。21）驅(qū)動力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)；2 ）機械效率小于或等于03 ）工作阻力小于或等于03靜平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡動平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時平衡4 飛輪實質(zhì)是一個能量儲存器。當機械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪軸的角速度只作微小上升，它將多余的能量儲存起來；當機械出現(xiàn)虧功速度下降時，它將能量釋放出來，飛輪軸的角速度只作微小下降。5原因：轉(zhuǎn)子質(zhì)心與其回轉(zhuǎn)中心存在偏距；平衡目的：使構(gòu)件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。6 變尖原因：滾子半徑與凸輪理論輪廓的曲率半徑相

8、等，使實際輪廓的曲率半徑為0。避免措施：在滿足滾子強度條件下，減小其半徑的大小。7 1）定傳動比2）可分性3）輪齒的正壓力方向不變。8 基本桿組：不能拆分的最簡單的自由度為0的構(gòu)件組。機構(gòu)組成原理：任何機構(gòu)都可看成是有若干基本桿組依次連接于原動件和機架上而構(gòu)成的。9簡單機構(gòu)的速度分析；不能。101）總反力與法向反力偏斜一摩擦角2）總反力的偏斜方向與相對運動方向相反。11自鎖：無論驅(qū)動力多大，機構(gòu)都不能運動的現(xiàn)象。移動副自鎖的條件是：驅(qū)動力作用在摩擦錐里；轉(zhuǎn)動副自鎖的條件是：驅(qū)動力作用在摩擦圓內(nèi)。121）反轉(zhuǎn)法原理2）在滿足強度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點和“失真”，即小于凸輪理論輪廓

9、的最小曲率半徑。13經(jīng)過節(jié)點、分別以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的兩個相切圓稱為節(jié)圓。當兩標準齒輪按標準中心距安裝時其節(jié)圓與分度圓重合。14至少有一個齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉(zhuǎn)的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中加上公共角速度-3H后，行星架相對靜止，此時周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系。15 壓力角的余角為傳動角，傳動角越大，機構(gòu)傳力性能越好。最小傳動角出現(xiàn)在曲柄和機架共線的位置。16 1）極點p的加速度為02 ）由極點向外放射的矢量代表絕對加速度，而連接兩絕對加速度矢端的矢量代表該兩點的相對加速度。3 ）加速度多邊形相似于同名點在構(gòu)件上組成的多邊

10、形。17轉(zhuǎn)子的偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩不平衡；平衡方法：增加或減小配重使轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩同時得以平衡。181）發(fā)生線BK的長度等于基圓上被滾過的圓弧的長度2）漸開線任一點的法線恒與其基圓相切3）發(fā)生線與基圓的切點是漸開線的曲率中心4）漸開線的形狀取決于基圓的大小5）基圓內(nèi)無漸開線。19推程、遠休止、回程、近休止；從動件推桿在推程運動階段，凸輪轉(zhuǎn)過的角度稱為推程運動角。20實際嚙合線段與輪齒法向齒距之比為重合度，它反映了一對齒輪同時嚙合的平均齒數(shù)對的多少。增加模數(shù)對提高重合度沒有好處。21一對標準齒輪安裝時它們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時的中心距為標準中心距。

11、當實際中心距大于標準中心距時，傳動比不變，嚙合角增大。三、計算與作圖題：1、F=3*7-2*12-1=12、CO1/CO3=P13P34/P13P14=4再作偏距直線交于A點。由此得曲柄a和連桿b的長度。3、0=180*(k-1)/(k+1)=30按題意作CC2=H，作/OCG=/OCC=90-0=60,交。點，作以。圓心的圓如圖,AC=b-aAC2=b+a4.0=180*(k-1)/(k+1)=201)按已知條件作DC、DC;2)作直角三角形及其外接圓如圖;3)以D為圓心，55mn半徑作圓交于A點。AC=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。6.齒輪1、2是一對內(nèi)嚙合傳動：ni/n

12、2=z2/z1=2齒輪2-3-4組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n2-nH)/(n4-nh)=-zJz2=-3又因為n2=n2n4=0解得：nH=100r/min方向與m相同。7. F=3*6-2*8-1=18. M=(300*4兀/3*1/2)/2兀=100NmWU=89兀(用能量指示圖確定)JF=900AWnax/兀2n28=0.519. 0=180*(k-1)/(k+1)=30A點。連如圖，按題意作出D,C1,C2,作直角三角形外接圓；作CD的垂直平分線，它與圓的交點即接AC、AC2。AC=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。AD為機架的長度。10.按題意作圖，0=180*(k-1)/(k+1)=36AC=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。Bi14.作圖:15.作圖：AB處于垂直位置時存在最小傳動角。B2ABC為死點位置。壓