1、機(jī)械原理考試復(fù)習(xí)題及參考答案一、填空題：1. 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等于。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(jī)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(yùn)動的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，極位夾角等于，行程速比系數(shù)等于。6. 平面連桿機(jī)構(gòu)中，同一位置的傳動角與壓力角之和等于。7.一個曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，極位夾角等于36o，則行程速比系數(shù)等于。8.為減小凸輪機(jī)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規(guī)律運(yùn)動時，在運(yùn)動階段的前半程作運(yùn)動，后半程作運(yùn)動。10. 增大模數(shù)，齒輪

2、傳動的重合度；增多齒數(shù)，齒輪傳動的重合度。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(yùn)轉(zhuǎn)時，如果各齒輪軸線的位置相對于機(jī)架都不改變，這種輪系是輪系。13.三個彼此作平面運(yùn)動的構(gòu)件共有個速度瞬心，且位于。14.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中傳動角為，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(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副均為。16.偏心輪機(jī)構(gòu)是通過由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來的。17.機(jī)械發(fā)生自鎖時，其機(jī)械效率。18.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡的條件是。19.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的最小傳動角出現(xiàn)在與兩次共線的位置時。20.具有急回特性的曲桿搖桿機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)k 1。21.四桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動角

3、互為，壓力角越大，其傳力性能越。22. 一個齒數(shù)為 Z，分度圓螺旋角為的斜齒圓柱齒輪，其當(dāng)量齒數(shù)為。23. 設(shè)計蝸桿傳動時蝸桿的分度圓直徑必須取值，且與其相匹配。24.差動輪系是機(jī)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。26.兩構(gòu)件組成移動副，則它們的瞬心位置在。27. 機(jī)械的效率公式為，當(dāng)機(jī)械發(fā)生自鎖時其效率為。28. 標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后模數(shù)29. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點，是以，齒厚。作主動件，此時機(jī)構(gòu)的角等于零。30. 為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，可采取的措施有和。31. 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，如果將桿作為機(jī)架，則與機(jī)架相連的兩桿都可以作 _運(yùn)動，即得到雙曲柄機(jī)構(gòu)。32. 凸

4、輪從動件作等速運(yùn)動時在行程始末有性沖擊；當(dāng)其作運(yùn)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。34.標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后齒距，齒根圓。35.交錯角為90 的蝸輪蝸桿傳動的正確嚙合條件是、。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圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知 l AB=55mm，l BC=40mm，l CD=50mm，l AD=25mm。試分析以哪個構(gòu)件為機(jī)架可得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（畫圖說明）2判定機(jī)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)子不平衡的原因是什么平衡的目的又

5、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(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(jī)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(jìn)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(jī)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(shè)計的基本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(biāo)準(zhǔn)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(jī)構(gòu)的傳力性能有何影響鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動角在什么位置16機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析當(dāng)中的加速度多邊形具有哪些特點17造成轉(zhuǎn)子動不平衡的原因是什么如何平衡18漸開線具有

6、的特性有哪些19凸輪機(jī)構(gòu)從動件的運(yùn)動一般分為哪幾個階段什么是推程運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)中心距一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)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：1. 計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。2求圖示機(jī)構(gòu)的全部瞬心和構(gòu)件1、3 的角速度比。3用圖解法設(shè)計一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程速比系數(shù)K=，滑塊的行程H=60mm。導(dǎo)路偏距 e=20mm,求曲柄長度 l AB和連桿長度 l BC。4已知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K，搖桿長 l CD=40mm，搖桿擺角 =60o,

7、機(jī)架長 l AD=55mm。作圖設(shè)計此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，求連桿和曲柄的長度。5一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數(shù) Z1 24，Z2 64，模數(shù) m 6mm，安裝的實際中心距a 265mm。試求兩輪的嚙合角a，節(jié)圓半徑 r 1和 r 2。6已知輪系中各齒輪齒數(shù)Z1=20， Z2=40，Z2 = Z 3=20， Z4 =60， n1=800r/min ，求系桿轉(zhuǎn)速nH 的大小和方向。7. 計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。8取一機(jī)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(yùn)動循環(huán)（ 2）中的等效阻力矩Mer 如圖所示，等效驅(qū)動力

8、矩Med為常數(shù)。若不計機(jī)器中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，試求：當(dāng)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)時，應(yīng)在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF。9設(shè)計一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿長度為40mm，擺角為 40 度，行程速比系數(shù)K 為，機(jī)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)計如題圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿CD的長度l CD 75mm，行程速度變化系數(shù) k，機(jī)架 AD的長度 l AD100 mm，搖桿的一個極限位置與機(jī)架的夾角 45°，用作圖法求曲柄的長度 lAB和連桿的長度 l 。BC11一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒輪m =4, z=30, =20。，計算其分度圓直徑、基圓直徑、齒距、齒頂圓直徑及齒頂

9、圓上的壓力角。12如圖，已知z 1 =6， z 2=z2, =25， z 3=57， z 4 =56，求 i 1413. 計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。14如圖 F 為作用在推桿2 上的外力，試確定凸輪1 及機(jī)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(jī)構(gòu)行程速度變化系數(shù)k，搖桿長度l CD 400mm, 擺角 30°，機(jī)架處于水平位置。試用圖解法設(shè)計確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)其他桿件的長度。17已知一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓

10、柱齒輪的中心距a=196mm，傳動比i= ，小齒輪齒數(shù)Z1 =25。確定這對齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑d1、 d2 ；齒頂圓直徑da1、da2；齒根圓直徑df1 、 df2 。（ 10 分）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i1H 。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50，16 9078增大9等加速；等減速10不變；增大11相反；相同12定軸133；一條直線上14 90015機(jī)架；低副16擴(kuò)大轉(zhuǎn)動副半徑17小于等于018偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩矢量和為019曲柄；機(jī)架20大于21余角；差22 z/cos 3 23標(biāo)準(zhǔn)值；模數(shù)24 2

11、25 2； 126垂直移動路線的無窮遠(yuǎn)處27 =輸出功 / 輸入功 =理想驅(qū)動力 / 實際驅(qū)動力；小于等于028不變；增加29搖桿；傳動角30增加基圓半徑；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(yùn)動33分度圓； 20034不變；增加35 mt2 =mx1 =m； t2 = x1=；1 =236行星；差動二、 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(jī)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(dāng)機(jī)械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪軸的角速

12、度只作微小上升，它將多余的能量儲存起來；當(dāng)機(jī)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等，使實際輪廓的曲率半徑為0。避免措施：在滿足滾子強(qiáng)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(jī)構(gòu)組成原理：任何機(jī)構(gòu)都可看成是有若干基本桿組依次連接于原動件和機(jī)架上而構(gòu)成的。9簡單機(jī)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）

13、總反力的偏斜方向與相對運(yùn)動方向相反。11自鎖：無論驅(qū)動力多大，機(jī)構(gòu)都不能運(yùn)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(qiáng)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(dāng)兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪按標(biāo)準(zhǔn)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- H 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

14、輪系。15壓力角的余角為傳動角，傳動角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。最小傳動角出現(xiàn)在曲柄和機(jī)架共線的位置。161）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(yuǎn)休

15、止、回程、近休止；從動件推桿在推程運(yùn)動階段，凸輪轉(zhuǎn)過的角度稱為推程運(yùn)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(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)圓重合時的中心距為標(biāo)準(zhǔn)中心距。當(dāng)實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)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、 1 / 3=P13P34 /P 13 P14 =43、 =180* （k-1 ） /(k+1)=30 °按題意作C1 C2=H,作 OC1C2 = OC2C1 =90- =60° 交 O 點，

16、作以 O 圓心的圓如圖，再作偏距直線交于A 點。AC1=b-aAC2 =b+a由此得曲柄a 和連桿 b 的長度。4 =180* （k-1 ） /(k+1)=2 0°1) 按已知條件作 DC1、 DC2 ； 2) 作直角三角形及其外接圓如圖；3 ）以 D為圓心， 55mm為半徑作圓交于A 點。AC1=b-aAC2 =b+a由此得曲柄a 和連桿 b 的長度。5 a=(z 1+z2)=264 =arcos(264*cos20 ° /265)= °r b1 =*z 1cos20 ° =r b2 =*z 2cos20 ° =r1=r b1/cos =r

17、2=r b2 /cos =6.齒輪 1、 2 是一對內(nèi)嚙合傳動： n1/n 2=z2 /z 1=2齒輪 2 -3-4組成一周轉(zhuǎn)輪系，有： (n 2-n H)/(n 4-n H)=-z 4/z 2 =-3又因為 n 2=n2n4 =0解得： nH=100 r/min方向與 n1 相同。7 F=3*6-2*8-1=18 Md=(300*4 /3*1/2)/2=100Nm Wmax=89 ( 用能量指示圖確定 ) J F=900 Wmax/ 2n2 =9 =180* （k-1 ） /(k+1)=30 °如圖，按題意作出D,C1,C2 ，作直角三角形外接圓；作C1D 的垂直平分線，它與圓的交

18、點即 A 點。連接 AC1、 AC2。AC1=b-aAC2 =b+a由此得曲柄a 和連桿 b 的長度。 AD為機(jī)架的長度。10按題意作圖， =180*（ k-1 ） /(k+1)=36 °AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a 和連桿 b 的長度。11d=mz=120 d b =dcos200=P=m =da =(z+2)m=128cos a =db/d a= a =12齒輪 1-2-3 組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n 1 -n H)/(n 3-n H)= - z3/z 1 = - 57/6齒輪 1-2-2 -4 組成另一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n 1-n H)/(n 4-n H)= - z2 z4 /z 1z 2= - 56/6=-28/3從圖中得： n 3 =0聯(lián)立求解得： i 14 =n1 /n 4= - 58813F=3*7-2*10=114作圖：15作圖： AB處于垂直位置時存在最小傳動角。AB1C1 為死點位置。壓力角如圖。16 =180*（ k-1 ） /(k+1)=