机械原理复习题及参考答案

1、中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案机械原理一、填空题:1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于2 .同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。3 .在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。4 .机械系统的等效力学模型是具有其上作用有二的等效构件。5 .无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于,行程速比系数等于06 .平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于o7 .一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于360,则行程速比系数等于o8 .为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。9 .凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程作运动。

2、10 .增大模数,齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合Qn.平行轴齿轮传动中,外啮合的两齿轮转向相,内啮合的两齿轮转向相o12 .轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系13 .三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于o14 .钱链四杆机构中传动角为，传动效率最大。15 .连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为o16 .偏心轮机构是通过由钱链四杆机构演化而来的。17 .机械发生自锁时,其机械效率o18 .刚性转子的动平衡的条件19 .曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。20 .具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数21 .四杆

3、机构的压力角和传动角互为k 1 o,压力角越大，其传力性能22 .一个齿数为Z,分度圆螺旋角为的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数23 .设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值,且与其相匹配。24 .差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。25.平面低副具有个约束个自由度。26 .两构件组成移动副,则它们的瞬心位置在27 .机械的效率公式为当机械发生自锁时其效率为28 .标准直齿轮经过正变位后模数,齿厚o29 .曲柄摇杆机构出现死点,是以作主动件，此时机构的角等于八零o30 .为减小凸轮机构的压力角，可采取的措施有和31 .在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作运动,即得到双曲柄机构

4、32 .凸轮从动件作等速运动时在行程始末有动时，从动件没有冲击性冲击；当其作33.标准齿轮圆上的压力角为标准值，其大小等于34 .标准直齿轮经过正变位后齿距，齿根圆35 .交错角为90的蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件是36.具有一个自由度的周转轮系称为轮系，具有两个自由度的周转轮系称为轮二、简答瓶：不1 .图示钱链四杆杭构中，已知IAB=55mmIB（=40mmIcD=50mmIAD=25mm试分析以哪个构件为机架可得到曲柄摇杆机构？（画图说明）2 .判定机械自锁的条件有哪些?3 .转子静平衡和动平衡的力学条件有什么异同？4 .飞轮是如何调节周期性速度波动的？5 .造成转子不平衡的原因是什么？平衡

5、的目的又是什么？6 .凸轮实际工作廓线为什么会出现变尖现象？设计中如何避免？7.组？机构的组成原理是什么？渐开线齿廓啮合的特点是什么？ 8 .何谓基本杆9.速度瞬心法一般用在什么场合？能否利用它进行加速度分析？总反力的方碰嫡聊燧?n.什么是机械的自锁？移动副和转动副自锁的条件分别是什么?12 .凸轮轮廓曲线设计的基本原理是什么？如何选择推杆滚子的半径?13 .什么是齿轮的节圆？标准直齿轮在什么情况下其节圆与分度圆重合?14 .什么是周转轮系？什么是周转轮系的转化轮系？15 .什么是传动角？它的大小对机构的传力性能有何影响？钱链四杆机构的最小传动角在什么位置？16 .机构运动分析当中的加速度多边

6、形具有哪些特点？ 的原因是什么？如何平衡？18新开线具有的特性有哪些？阶段？什么是推程运区？20.什么是重合度？其物理意义是什么I璃17.造成转子动不平衡101721.什么是标准中心距？一对标准齿轮的实际中心距大于标准中心距时比和啮合角分别有 无变化？三、计算与作图题：L计算图A所示机构的自由度，要求指出可能存在的复合校链、局部自由度和虚麻动2 .求图B所示机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。3 .用图解法设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程速比系数K=，滑块的行程H=60mm导路偏距e=20mmz求曲柄长度IAB和连杆长度IBCO4 .已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K=,摇杆长lcD=40m

7、m摇杆摆角中二60o,机架长L=55mm作图设计此曲柄摇杆机构，求连杆和曲柄的长度。5 .一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数乙=24,乙=64,模数m=6mm安装的实际中心距a'=265mm试求两轮的啮合角a',节圆半径r和r2'o6 .已知轮系中各齿轮齿数乙二20,Z2=40,Z2'=Z3=20,Z4=60zm=800r/min，求系杆转速nH的大小和方向。7 .计算图示机构的自由度，要求指出可能存在的复合校链、局部自由度和虚约束。8 .取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速nm=1000r/min,在一个稳定运动循环（2）中的等效阻力矩Mer如图所

8、示，等效驱动力矩Med为常数。若不计机器中各构件的转动惯量，试求：当主轴运转不均匀系数在主轴上加装的飞轮的转动惯量Jf09.设计一校链四杆机构，已知摇杆长度为40mm摆角为40度，行程速比系数K为，机架长度为连杆长度与曲柄长度之差，用作图法求各个杆件的长度。10 .设计如题图所示钱链四杆机构,已知其摇杆CD的长度ICDF75mm行程速度变化系数k=,机架AD的长度IADF100mm摇杆的一个极限位置与机架的夹角©=45。，用作图法求曲柄的长度IAB和连杆的长度IBCO11 .一正常齿制标准直齿轮m=4fz=30f=20z计算其分度圆直径、基圆直径、齿距、齿顶圆直径及齿顶圆上的压力角。

9、12 .如图，已知z1=6,z2=Z2,=25,z3=57zz4=56，求i14?13 .计算图示机构的自由度，要求指出可能存在的复合校链、局部自由度和虚约束。14 .如图F为作用在推杆2上的外力，试确定凸轮1及机架3作用给推杆2的总反力R"及R32的方位（不计重力和惯性力，虚线小圆为摩擦圆）15 .请在图中画出一个死点位置、最小传动角的位置以及图示位置的压力角。16 .已知机构行程速度变化系数k=，摇杆长度|CD=400mm摆角中二30。，机架处于水平位置。试用图解法设计确定曲柄摇杆机构其他杆件的长度。17 .已知一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的中心距a=196mm传动比i二

10、，小齿轮齿数乙二25。确定这对齿轮的模数m;分度圆直径&、d2；齿顶圆直径da、da2；齿根圆直径dfi、df2o（10分）iiH.18 .在图示复合轮系中，已知各齿轮的齿数如括弧内所示。求传动比参考答案一、填空题：1.原动件数目3.质径积7.1.59.等加速；等减速11. ffiJv :相同 ：一条直线上15.机架:任副17 .小干等干0 力矩矢量和为019.曲柄：机架21.余髭：差23.标准值：模数 ;126.2.4.8.10.12.16.18.20.cos相似于等效转动惯量，等效力矩增大不变；增大定轴扩大轮动副半径偏心质量产生的惯性力和惯性大干3B垂直移动路线的无穷沅处27 .

11、n二输出功/输入功：3里想取动力/实际驱动力：小干等干028 .不帝:博加30.增加基圆半径：推杆合理偏置29.31.32刚性；五次多项式或正弦加速度运动33.探杆：传动缶 最短；整周回转分度圆；2s34.不变：增加236.行星；差动二、问答题：1'.作图（略）最短杆邻边AB和CDO=mxi=m驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内；3.4.5.6.2）机械效率小于或等于03）工作阻力小于或等于0静平衡：偏心质量产生的惯性力平衡动平衡：偏心质量产生的惯性力和惯性力矩同时平衡 飞轮实质是一个能量储存器。当机械出现盈功速度上升时，飞轮轴的角速度只作微小上升， 它将多余的能量储存起来；当机械出现亏功速度

12、下降时，它将能量释放出来，飞轮轴的角速 度只作微小下降。:骨子质心身其回转中心存在偏距；平衡目的：使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡 以消除或减小其不良影响。变尖原因：滚子半径与凸轮理论轮廓的曲率半径相等，使实际轮廓的曲率半径为0避免措 施：在满足滚子强度条件下，减小其半径的大小。定传动比；2）可分性；3）轮齿的正压力方向不变。8,基本杆组：不能拆分的最简单的自由度为。的构件组。机构组成原理：任何机构都可看成是有若干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。9.简单机构的速度分析；不能。总反力与法向反力偏斜一摩擦角。2）总反力的偏斜方向与相对运动方向相反。11.自锁：无论驱动力多大，机构都不能

13、运动的现象。移动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦锥里；转动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦圆内。）反转法原理2任前足强度条件下，保证凸轮实际轮廓曲线不出现尖点和失真，即小于凸轮理论轮廓的最小曲率半径。13 .经过节,、分别扇啮合齿轮回转中心为圆心的两个相切圆称为节圆。当两标准齿轮按标准中心距安装时其节圆与分度圆重合。14 .至少有一个齿轮的轴线的位置不固定，而绕其他固定轴线回转的轮系称为周转轮系。在周转轮系中加上公共角速度-。H后，行星架相对静止，此时周转轮系转化成定轴轮系，这个假想的定轴轮系称为原周转轮系的转化轮系。15 .压力角的余角为传动角，传动角越大，机构传力性能越好。最小传动角出现在

14、曲柄和机架共线的位置。）极点P的加速度为02）由极点向外放射的矢量代表绝对加速度，而连接两绝对加速度矢端的矢量代表该两点的相对加速度。3）加速度多边形相似于同名点在构件上组成的多边形。17.转子的偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩不平衡；平衡方法：增加或减小配重使转子偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。）发生线BK的长度等于基圆上被滚过的圆弧的长度2）渐开线任一点的法线恒与其基二60交。点A 点。AC=b-a AC 2=b+a圆相切3）发生线与基圆的切点是渐开线的曲率中心4）渐开线的形状取决于基圆的大小5）基圆内无渐开线。19 .推程、远休止、回程、近休止；从动件推杆在推程运动阶段，凸

15、轮转过的角度称为推程运动角。20 .实际啮合线段与轮齿法向齿距之比为重合度，它反映了一对齿轮同时啮合的平均齿数对的多少。增加模数对提高重合度没有好处。21 .一对标准齿轮安装时它们的分度圆相切即各自分度圆与节圆重合时的中心距为标准中心距。当实际中心距大于标准中心距时，传动比不变，啮合角增大。三、计算与作图题:=3*7-2*12-1=12. 01/C03=Pl3P34/P13P14=43. 9=180*（k-1）/（k+1）=30。按题意作GQ二H,作/OCC2-/OCC=90-9作以0圆心的圆如图，再作偏距直线交于AGb-aAC2=b+a由此得曲柄a和连杆b的长度。4. 9=180*（k-1）

16、/（k+1）=20。1）按已知条件作DC、DC;2）作直角三角形及其外接圆如图；3）以D为圆心，55mm为半径作圆交于A占八、由此得曲柄a和连杆b的长度=0.5m(z汁Z2)=264a二arcos(264*cos20/265)二rbi=0.5m*zicos20°=rb2=0.5m*z2cos20=，ri=rbi/cosa=，r2=rb2/cosa=第4题图示6.齿轮1、2是一对内啮合传动:ni/n2=z2/zi=2齿轮2-3-4组成一周转轮系，有：(n2-nH)/(n4-nh)=-z/z2=-3又因为n2=n2n4=0解得：nH=100r/min方向与n相同。=3*628-1=1=(

17、300*4n/3*l/2)/2n=100NmWna>=89n(用能量指示图确定)Jf=900AWnax/n2n23=9 .9=180*(k-1)/(k+l)=30。如图，按题意作出D,C,C2,作直角三角形外接圆；作CD的垂直平分线，它与圆的交点即A点。连接AG、AC2oAC-b-aAC2=b+a由此得曲柄a和连杆b的长度。AD为机架的长度。10 .按题意作图，9=180*(k-l)/(k+l)=36AG=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和连杆b的长度。=mz=120db=dcos20二P=mn二da=(z+2)m=128COS3a=db/da=12.绽1-2-3组成一周转轮系,有：(n1-nH)/(n3-nH)=-z-57/6齿轮1-2-2-4组成另一周转轮系,有:(ni-nH)/(n4-nh)=-z2Z/ziz2=-56/6=-28/3从图中得：C3=0联立求解得:i=-588=3*7-2*10=114 .作图:15 .作图：AB处于垂直位置时存在最小传