系知識資料機械原理復(fù)習(xí)題及參考答案

考試復(fù)習(xí)題及參考答案

機械原理

一、填空題：

1.機構(gòu)具有決定運動的條件是機構(gòu)的自由度數(shù)等于0

2.同一構(gòu)件上各點的速度多邊形必于對應(yīng)點位置組成的多邊形。

3.在轉(zhuǎn)子平衡問題中，偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力可以用相對地表示。

4.機械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型是具有,其上作用有的等效構(gòu)件。

5.無急回運動的曲柄搖桿機構(gòu)，極位夾角等于，行程速比系數(shù)等于o

6.平面連桿機構(gòu)中，同一位置的傳動角與壓力角之和等于o

7.一個曲柄搖桿機構(gòu)，極位夾角等于36。，則行程速比系數(shù)等于o

8.為減小凸輪機構(gòu)的壓力角，應(yīng)該凸輪的基圓半徑。

9.凸輪推桿按等加速等減速邏輯運動時，在運動階段的前半程作運動，后半程

作運動。

10.增大模數(shù)，齒輪傳動的重合度;增多齒數(shù)，齒輪傳動的重合度o

11.平行軸齒輪傳動中，外嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相,內(nèi)嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相。

12.輪系運轉(zhuǎn)時，倘若各齒輪軸線的位置相對于機架都不改變，這種輪系是輪系。

13.三個彼此作平面運動的構(gòu)件共有個速度瞬心，且位于n

14.錢鏈四桿機構(gòu)中傳動角7為-------------傳動效率最大。

15.連桿是不直接和相聯(lián)的構(gòu)件；平面連桿機構(gòu)中的運動副均為o

16.偏心輪機構(gòu)是通過_______________________由較鏈四桿機構(gòu)演變而來的。

17.機械發(fā)生自鎖時，其機械效率o

18.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡的條件是o

19.曲柄搖桿機構(gòu)中的最小傳動角浮上在與兩次共線的位置時。

20.具有急回特性的曲桿搖桿機構(gòu)行程速比系數(shù)klo

21.四桿機構(gòu)的壓力角和傳動角互為,壓力角越大，其傳力性能越o

22.一個齒數(shù)為Z,分度圓螺旋角為尸的斜齒圓柱齒掄，其當(dāng)量齒數(shù)為o

23.設(shè)計蝸桿傳動時蝸桿的分度圓直徑必須取直，且與其相匹配。

24.差動輪系是機構(gòu)自由度等于的周轉(zhuǎn)輪系。

25.平面低副具有個約束，個自由度。

朽木易折，金石可鏤。

26.兩構(gòu)件組成移動副，則它們的瞬心位置在

27.機械的效率公式為,當(dāng)機械發(fā)生自鎖時其效率為o

28.標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后模數(shù),齒厚o

29.曲柄搖桿機構(gòu)浮上死點，是以作主動件，此時機構(gòu)的角等于零。

30.為減小凸輪機構(gòu)的壓力角，可采取的措施有和。

31.在曲柄搖桿機構(gòu)中，倘若將桿作為機架，則與機架相連的兩桿都可以作

運動，即得到雙曲柄機構(gòu)。

32.凸輪從動件作等速運動時在行程始末有性沖擊；當(dāng)其作運動時，從動

件沒有沖擊。

33.標(biāo)準(zhǔn)齒輪圓上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，其大小等于o

34.標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后齒距,齒根圓o

35.交錯角為90的蝸輪蝸桿傳動的設(shè)確嚙合條件是、、o

36.具有一個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為輪系，具有兩個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為

________________輪系。

二、簡答題：

1.圖示較鏈四桿機構(gòu)中，已知7Ht=40inm,7n.=50nim,人尸25mm。試分析以哪個構(gòu)件

為機架可得到曲柄搖桿機構(gòu)？（畫圖說明）

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(xué)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)子不平衡的緣故是什么？平衡的目的又是什么？

6.凸輪實際工作廓線為什么會浮上變尖現(xiàn)象？設(shè)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？

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？錢鏈四桿機構(gòu)的最小傳動角在什

么位置？

16.機構(gòu)運動分析當(dāng)中的加速度多邊形具有哪些特點？

17.造成轉(zhuǎn)子動不平衡的緣故是什么？如何平衡?

朽木易折，金石可鏤。

18.漸開線具有的特性有哪些?

19.凸輪機構(gòu)從動件的運動普通分為哪幾個階段？什么是推程運動角？

20.什么是重合度？其物理意義是什么？增強齒輪的模數(shù)對提高重合度有無益處？

21.什么是標(biāo)準(zhǔn)中央距？一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的實際中央距大于標(biāo)準(zhǔn)中央距時，其傳動比和嚙合角

分離有無變化？

三、計算與作圖題:

1.計算圖示機構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合校鏈、局部自由度和虛約束。

2.求圖示機構(gòu)的所有瞬心和構(gòu)件1、3的角速度比。

3.用圖解法設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)。已知滑塊的行程速比系數(shù)依1.4,滑塊的行程小60nl限

導(dǎo)路偏距a20mln,求曲柄長度人和連桿長度人。

朽木易折，金石可鏤。

4.已知曲柄搖桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K=l.25,搖桿長友二40麗，搖桿擺向中工60。，機架長

，加工55mm。作圖設(shè)計此曲柄搖桿機構(gòu)，求連桿和川I柄的長度。

5.一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數(shù)Z=24,劣=64,模數(shù)m=6mm,安裝的

實際中央距a'=265mmo試求兩輪的嚙合角a',節(jié)圓半徑rj和彩'。

6.已知輪系中各齒輪齒數(shù)Z尸20,Z2=40,Z/=Z3=20,Z4=60,n^SOOr/min,求系桿轉(zhuǎn)速

外的大小和方向。

HlZ11）等（卜暮

Z2Z2，

T_

Z4T---

7.計算圖示機構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合錢鏈、局部自由度和虛約束。

8.取一機器的主軸為等效構(gòu)件，已知主軸平均轉(zhuǎn)速?m=1000r/rnin,在一個穩(wěn)定運動循環(huán)

（2萬）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

朽木易折，金石可鏤。

的轉(zhuǎn)動慣量，試求：當(dāng)主軸運轉(zhuǎn)不勻稱系數(shù)3=().05時，應(yīng)在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動慣

量JFO

9.設(shè)計一錢鏈四桿機構(gòu)，已知搖桿長度為40mm,撰角為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(shè)計如題圖所示校鏈四桿機構(gòu)，已知其搖桿CD的長度々D=75mm,行程速度變化系數(shù)

A-1.5,機架AD的長度〃D=100mm,搖桿的一個極限位置與機架的夾角0=45°,用作

國法求曲柄的長度，AB和連桿的長度）BC。

11.一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒輪m=4,z=30,a=20,計算其分度圓直徑、基圓直徑、齒距、齒

頂圓直徑及齒頂圓上的壓力角。

12.如圖，已知zi=6,Z2=zr=25,Z3=57,Z4=56,求ii4?

朽木易折，金石可鏤。

13.計算圖示機構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合校鏈、局部自由度和虛約束。

14.如圖F為作用在推桿2上的外力，試決定凸輪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。

B

16.已知機構(gòu)行程速度變化系數(shù)4=1.25,搖桿長度/CD=400nmi,擺角少=30°,機架處

于水平位置。試用圖解法設(shè)計決定曲柄搖桿機構(gòu)其他桿件的長度。

17.己知一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的中央距a=196mm,傳動比i=3.48,小

齒輪齒數(shù)Z尸25。決定這對齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑5、（12；齒頂圓直徑dai、da2；齒

根圓直徑dfi、dt2o（10分）

朽木易折，金石可鏤。

18.在圖示復(fù)合輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)如括弧內(nèi)所示。求傳動比4〃。

千里之行，始于足下。

參考答案

一、1.原動件數(shù)目

2.相似于

3.質(zhì)徑積

4.等效轉(zhuǎn)動慣量，等效力矩

5.0,1

6.90

7.1.5

8.增大

9.等加速；等減速

10.不變；增大

11.相反；相同

12.定軸

13.3；一條直線上

14.90°

15.機架；低副

16.擴大轉(zhuǎn)動副半徑

17.小于等于0

18.偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩矢量和為C

19.曲柄；機架

20.大于

21.余角；差

22.z/cos3&

23.標(biāo)準(zhǔn)值；模數(shù)

24.2

25.2；1

26.垂直移動路線的無窮遠(yuǎn)處

27.n二輸出功/輸入功二理想驅(qū)動力/實際驅(qū)動力；小于等于0

28.不變：增強

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朽木易折，金石可鏤。

29.搖桿；傳動角

30.增強基圓半徑；推桿合理偏置

31.最短；整周回轉(zhuǎn)

32.剛性；五次多項式或正弦加速度運動

33.分度圓；20°

34.不變：增強

35.rnl2=mxl=m；Q二a八二a；丫尸B2

36.行星;差動

二、1.作圖（略）最短桿鄰邊AB和CD。

2.1）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0

3）工作阻力小于或等于0

3.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(dāng)機械浮上盈功速度升高時，飛輪軸的角速度只作極小

升高，它將多余的能量儲存起來；當(dāng)機械浮上虧功速度下降時，它將能量釋放出來，K輪軸

的角速度只作極小下降。

5.緣故：轉(zhuǎn)子質(zhì)心與其回轉(zhuǎn)中央存在偏距；

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.變尖緣故：滾子半徑與凸輪理論輪廓的曲率半徑相等，使實際輪廓的曲率半徑為0。避免

措施：在滿意滾子強度條件下，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：不能拆分的最容易的自由度為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銜接于原動件和機架上而構(gòu)成的。

9.容易機構(gòu)的速度分析；不能。

10.1）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)。

千里之行，始于足下。

12.1）反轉(zhuǎn)法原理

2）在滿意強度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不浮上尖點和“失真”，即小于凸輪理論

輪廓的最小曲率半徑。

13.經(jīng)過節(jié)點、分離以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中央為圓心的兩個相切圓稱為節(jié)圓。當(dāng)兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪按

標(biāo)準(zhǔn)中央距安裝時其節(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，而繞其他固定軸線叵I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-以后，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。最小傳動角浮上在曲柄和機

架共線的位置。

16.1）極點p'的加速度為0

2）由極點向外發(fā)射的矢量代表絕對加速度，而銜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；平衡主意：增強或減小配重使轉(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。

18.1）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央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(yuǎn)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。增強模數(shù)對提高重合度沒有益處。

21.一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪安裝時它們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時的中央距為標(biāo)準(zhǔn)中央

距。當(dāng)實際中央距大于標(biāo)準(zhǔn)中央距時，傳動比不變，嚙合角增大。

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朽木易折，金石可鏤。

三、計算與作圖題：

1、F=3*7-2*12-l=l

2、31/33=P13P34/P13PM=4

P13

3、0=180*(k-1)/(k+l)=30,

按題意作CG=H,作NOCC=NOC2G=90-0=60'交。點，作以0圓心的圓如圖,再作偏距直線

交于A點。

AC,=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。

千里之行，始于足下。

4.0=180*(k-1)/(k+l)=20

1）按己知條件作DG、DC2；2）作直角三角形及其外接圓如圖;

3）以D為圓心，55moi為半徑作圓交于A點。

ACi=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。

5.a=0.5m(zi+z2)=264

a=arcos(264*cos20/265)=20.6

rbl=0.5m*zvQs20°=67.66

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朽木易折，金石可鏤。

rb2=0.5m*z2cos20=160.42

ri=rbi/cosa=72.3

r2二N/COSa=192.756

6.齒輪1、2是一對內(nèi)嚙合傳動：n,/n2=z2/Zl=2

齒輪2-3-4組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(ri'2-nH)/(n.-nu)=-z4/z'2=-3

又因為n2=n'2n^O

解得：nn=100r/min方向與d相同。

7.F=3*6-2*8-

8.Md=(300*4H/3*l/2)/2n=100Nm

△Wnax=89n(用能量指示圖決定)

JE=900AWW/H2n28=0.51

9.0=180*(k-1)/(k+l)=30,

如圖，按題意作出D,G,C'2,作直角三角形外接圓；作GD的垂直平分線，它與圓的交點

即A點。銜接AG、AC2O

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。

千里之行，始于足下。

10.按題意作圖,0=180*(k-1)/(k+l)=36

AC尸b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度

11.d=mz=120db=dcos20°=112.76

P=mJi=12.56d;=(z+2)m