复习及模拟试题

1、模拟试题模拟试题考试题型考试题型重点内容重点内容机械原理复习机械原理复习2013年年12月月25日日一、填空题（每小题一、填空题（每小题2 2分，共分，共2020分）分） 在平面机构中，一个高副引入在平面机构中，一个高副引入 个约束，一个低个约束，一个低副引入副引入 个约束。个约束。受 单 力受 单 力 P P 驱 动 的 移 动 副 自 锁 条 件驱 动 的 移 动 副 自 锁 条 件是是 ；受单力；受单力P P驱动的转动副自驱动的转动副自锁条件是锁条件是 。机械效率等于机械效率等于 功与功与 功之比。功之比。确 定 移 动 副 中 总 反 力 方 向 的 条 件确 定 移 动 副 中 总

2、反 力 方 向 的 条 件是是 。平面四杆机构共有平面四杆机构共有 个速度瞬心；其中个速度瞬心；其中 个是个是绝对瞬心。绝对瞬心。12单力作用在摩擦锥内单力作用在摩擦锥内 单力作用在摩擦圆内单力作用在摩擦圆内 阻抗阻抗 驱动驱动 R R2121 与与N N2121之间的夹角为当量摩擦角；之间的夹角为当量摩擦角；R R2121与与v v1212之间的夹角为钝角之间的夹角为钝角636. 6. 当两构件组成转动副时，其速度瞬心在当两构件组成转动副时，其速度瞬心在 处，处，组成移动副时，其瞬心在组成移动副时，其瞬心在 处。处。7. 7. 渐开线标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，其渐开线标准直齿圆柱齿

3、轮按标准中心距安装时，其 顶隙为顶隙为 ；而侧隙为；而侧隙为 。 8. 8. 在凸轮机构的推杆常用的运动规律中，具有刚性冲击的在凸轮机构的推杆常用的运动规律中，具有刚性冲击的是是 ； 具 有 柔 性 冲 击 的； 具 有 柔 性 冲 击 的是是 。9. 9. 依据周转轮系的传动比，周转轮系分为依据周转轮系的传动比，周转轮系分为 和和 。 10.10.定轴轮系传动比计算公式是定轴轮系传动比计算公式是 。转动副中心转动副中心 垂直道路的无穷远处垂直道路的无穷远处 0.250.25m m 0 0 等速运动规律等速运动规律 等加速等减速运动规律等加速等减速运动规律 差动轮系差动轮系行星轮系行星轮系从动

4、轮齿数积从动轮齿数积/ /主动轮齿数积主动轮齿数积二、简答题（每小题二、简答题（每小题4 4分，共分，共2020分）分）1. 1. 什么叫渐开线齿轮传动的重合度？其含义是什么？什么叫渐开线齿轮传动的重合度？其含义是什么？2. 2. 铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件是什么？铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件是什么？ 答：渐开线齿轮传动的重合度指的是实际啮合线长与基答：渐开线齿轮传动的重合度指的是实际啮合线长与基节之比，其含义是表示每一时刻平均啮合轮齿对数。节之比，其含义是表示每一时刻平均啮合轮齿对数。 答：铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件是：答：铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件是： a) 最短杆长

5、最长杆长最短杆长最长杆长其余两杆长之和，以最短杆相对其余两杆长之和，以最短杆相对的杆为机架；的杆为机架； b) b) 最短杆长最长杆长最短杆长最长杆长 其余两杆长之和，以任意杆为机架。其余两杆长之和，以任意杆为机架。 3. 3. 什么叫凸轮机构压力角？在设计凸轮机构时，对压力角什么叫凸轮机构压力角？在设计凸轮机构时，对压力角有何限制？有何限制？4. 4. 斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是什么？斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是什么？5. 5. 何谓急回运动何谓急回运动? ?试列出三种具有急回运动的连杆机构。试列出三种具有急回运动的连杆机构。答：推杆所受的正压力方向与受力点速度方向之间所夹的答：推杆所受的

6、正压力方向与受力点速度方向之间所夹的锐角，设计凸轮机构时，要求压力角不超过许用值。锐角，设计凸轮机构时，要求压力角不超过许用值。答：两个齿轮法面模数相等并等于标准值，两个齿轮法面压答：两个齿轮法面模数相等并等于标准值，两个齿轮法面压力角相等并等于标准值，两个齿轮螺旋角相等螺旋方向相同力角相等并等于标准值，两个齿轮螺旋角相等螺旋方向相同或相反。或相反。答：急回运动指的是往复运动构件在空回行程的速度大于其工答：急回运动指的是往复运动构件在空回行程的速度大于其工作行程的速度的现象；具有急回运动的连杆机构有曲柄摇杆机作行程的速度的现象；具有急回运动的连杆机构有曲柄摇杆机构，偏置曲柄滑块机构，摆动导杆机

7、构，其具有急回运动的条构，偏置曲柄滑块机构，摆动导杆机构，其具有急回运动的条件是极位夹角不为零。件是极位夹角不为零。三、分析题（每小题三、分析题（每小题1010分，共分，共2020分）分） 1.1.在图示的铰链四杆机构中，已知各杆长分别为在图示的铰链四杆机构中，已知各杆长分别为: :mmlBC500mmlCD350mmlAD300且且ADAD为机架。试分析：为机架。试分析：若此机构为曲柄摇杆机构，若此机构为曲柄摇杆机构， 的的最大值；最大值；(2) (2) 若此机构为双曲柄机构，若此机构为双曲柄机构， 的最的最小值；小值；(3) (3) 若此机构为双摇杆机构，若此机构为双摇杆机构， 的的取值范

8、围。取值范围。 ABlABlABl解：解：(1) (1) ABCDABCD为曲柄摇杆机构时，为曲柄摇杆机构时，ABAB必为最短：必为最短：AB+500300+350, AB150(mm), AB+500300+350, AB150(mm), 最大最大值为值为150150mmmm(2) (2) ABCDABCD为双曲柄摇杆机构时，为双曲柄摇杆机构时，ADAD必为最短：必为最短： 1) 1) ABAB不是最长，即不是最长，即AB500,AB500,且且300+500300+500AB+350, AB+350, 所以所以450450AB500AB500 2) AB 2) AB为最长杆，即为最长杆，即

9、AB500, AB500, 且且AB+300500+350, AB+300500+350, 所以所以500500AB550AB550所以最小值为所以最小值为450450mmmm。(3) (3) ABCDABCD为双摇杆机构时，机构只有不满足杆长条件为双摇杆机构时，机构只有不满足杆长条件时才成为双摇杆机构。时才成为双摇杆机构。ABAB是最短杆，即是最短杆，即AB300, AB 300 +500 300 +350, +350, 所以所以150150AB300AB3001) 1) ABAB是其余杆，即是其余杆，即300300 AB500, AB300+500AB+350, AB+350, 所以所以3

10、00300AB450AB500+350, AB+300500+350, 所以所以AB550AB550由机构组成条件得由机构组成条件得: : AB1150AB1150ABAB变化范围为变化范围为(150,450)(150,450)和和(550,1150)(550,1150)2 2在图示的凸轮机构中，试分析：在图示的凸轮机构中，试分析：(1)(1)在图上画出该凸轮机构的基圆；在图上画出该凸轮机构的基圆；(2)(2)画出机构在图示位置时推杆的画出机构在图示位置时推杆的位移位移s s；(3)(3)画出机构在图示位置时的压力画出机构在图示位置时的压力角角 。(4)(4)画出凸轮由图示位置转过画出凸轮由图

11、示位置转过90900 0时时的推杆位移的推杆位移s s和压力角和压力角 。答：答：(1)(1)机构的基圆为以机构的基圆为以r r0 0为半径的圆；为半径的圆；(2)(2)推杆的位移推杆的位移s s如图所示；如图所示；(3)(3)压力角压力角 如图所示。如图所示。(4) (4) 转过转过90900 0时的推杆位移时的推杆位移s s和压力角和压力角 。S四、计算题（每小题四、计算题（每小题1010分，共分，共2020分）分） 1 1求图示平面机构的自由度（若存在复合铰链、求图示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局部自由度或虚约束应明确指出），如果以凸轮为局部自由度或虚约束应明确指出），如果以凸轮为

12、原动件，该机构是否具有确定的运动？为什么原动件，该机构是否具有确定的运动？为什么 ？7n9lp1Hp21927323HlppnF(1) (1) 机构有复合铰链，在机构有复合铰链，在C C处；局部自由度处；局部自由度F F处；虚处；虚约束约束E E或或E E处。处。机构原动件的数目，低副、高副个数分别为：机构原动件的数目，低副、高副个数分别为：机构自由度机构自由度当以凸轮作为主动件时，该机构不具有确定的运动。当以凸轮作为主动件时，该机构不具有确定的运动。因为机构的自由度数不等于原动件的数目因为机构的自由度数不等于原动件的数目解：解：2 2在图示的轮系中，所有齿轮皆为渐开线标准直齿在图示的轮系中，

13、所有齿轮皆为渐开线标准直齿圆柱齿轮，其模数皆为圆柱齿轮，其模数皆为2 2mmmm，并已知齿数并已知齿数z1=20，z2=32，z2=18，z3=20 ，z4=30，试求：试求：齿轮齿轮3 3和齿轮和齿轮5 5的齿数和该轮系的传动比的齿数和该轮系的传动比i1H 。已知。已知: : ,45433212aaaa3 221zzzz34183220 2213zzzz454 3zzzz803022044 35zzzz解：由同心条件可得：解：由同心条件可得：同理：同理： ,45433212aaaa 将上述条件代入（将上述条件代入（1 1）、（）、（2 2）两式，得）两式，得) 1 (02. 31820343

14、221323113zzzznni)2(42080 355 35 3zznnnniHHH0,5 33nnn1 .1502. 3511HHnni 1. 1. 设计一无急回运动的曲柄摇杆机构设计一无急回运动的曲柄摇杆机构ABCDABCD，已知摇已知摇杆长杆长 =120 =120mmmm，摇杆摆角为摇杆摆角为6060度，摇杆右极位度，摇杆右极位与机架垂直；试用作图法设计该机构，求得曲柄与机架垂直；试用作图法设计该机构，求得曲柄 ABAB、连杆连杆BC BC 和机架和机架ADAD的长度。的长度。CDl五、设计题（每小题五、设计题（每小题1010分，共分，共2020分）分） 解解: :作图法设计该机构结果

15、如下图所示。作图法设计该机构结果如下图所示。求得曲柄求得曲柄 ABAB的长度为的长度为6060，连杆，连杆BCBC的长度为的长度为180 180 和机架和机架ADAD的长度为的长度为120120 3 3。2.2.图示的平面六杆机构（其中图示的平面六杆机构（其中CECE、EFEF杆未画出），杆未画出），各杆尺寸由图中量出，各杆尺寸由图中量出，A A、DD、F F三铰链位于同一直线三铰链位于同一直线上。上。 1) 1)用作图法作出用作图法作出CDCD杆的摆角；杆的摆角； 2) 2)当要求当要求CDCD杆以其摆角的角平分线对称左右摆动杆以其摆角的角平分线对称左右摆动时，时，EFEF杆也能以图中杆也能

16、以图中FGFG为对称线作为对称线作1351350 0摆角的摆动摆角的摆动（即以（即以FGFG为角平分线，左、右摆动为角平分线，左、右摆动67.567.50 0）。用图解）。用图解法设计满足这一要求的法设计满足这一要求的CECE杆和杆和EFEF杆的长度杆的长度 解解: :机构的组成分析机构的组成分析1)搞清构件、运动副、约束、自由度及搞清构件、运动副、约束、自由度及运动链等重要概念。运动链等重要概念。2)能绘制比较简单的机械的机构运动简能绘制比较简单的机械的机构运动简图。图。3)能正确计算平面机构的自由度并能判能正确计算平面机构的自由度并能判断其是否具有确定的运动断其是否具有确定的运动。复习思考

17、题复习思考题1)机构的结构分析包括哪些主要内容机构的结构分析包括哪些主要内容?对机构进行结构对机构进行结构分析的目的何在分析的目的何在?2)何谓构件何谓构件?构件与零件有何区别构件与零件有何区别?3)何谓高副何谓高副?何谓低副何谓低副?在平面机构中高副和低副一般在平面机构中高副和低副一般各带入几个约束各带入几个约束?齿轮副的约束数应如何确定齿轮副的约束数应如何确定?4)何谓运动链何谓运动链?运动链与机构有何联系和区别运动链与机构有何联系和区别?5)何谓机构运动简图何谓机构运动简图?它与机构示意图有何区别它与机构示意图有何区别?6)何谓机构的自由度何谓机构的自由度?在计算平面机构的自由度时应在计

18、算平面机构的自由度时应注意哪些问题注意哪些问题?7)机构具有确定运动的条件是说明？机构具有确定运动的条件是说明？平面机构的运动分析平面机构的运动分析1)1)正确理解速度瞬心正确理解速度瞬心( (包括绝对瞬心及相对瞬包括绝对瞬心及相对瞬心心) )的概念的概念, ,并能运用并能运用“三心定理三心定理”确定一般确定一般平面机构各瞬心的位置。平面机构各瞬心的位置。2)2)能用瞬心法对简单高、低副机构进行速度能用瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析。分析。3)3)能用矢量方程图解法对简单机构进行运动能用矢量方程图解法对简单机构进行运动分析。分析。 复习思考题复习思考题1)何谓速度瞬心何谓速度瞬心?相对瞬

19、心与绝对瞬心有何区别相对瞬心与绝对瞬心有何区别?2)何谓三心定理何谓三心定理?有何用途？有何用途？3)速度瞬心法一般适用于什么场合速度瞬心法一般适用于什么场合?能否利用速度瞬能否利用速度瞬心法对机构进行加速度分析心法对机构进行加速度分析? 4)何谓速度影像和加速度影像何谓速度影像和加速度影像, 有何用途？有何用途？5) 机构中机架的影像在图中的何处机构中机架的影像在图中的何处?平面机构的力分析平面机构的力分析1 1）了解机构中作用的各种力的分类及）了解机构中作用的各种力的分类及机构力分析的目的和方法。机构力分析的目的和方法。2)2)能对几种最常见的运动副中的摩擦力能对几种最常见的运动副中的摩擦

20、力进行分析和计算。进行分析和计算。3）能确定简单机械的机械效率及自锁）能确定简单机械的机械效率及自锁条件。条件。复习思考题复习思考题 1) 何谓驱动力何谓驱动力?何谓阻抗力何谓阻抗力?何谓有效阻力何谓有效阻力?何谓有害阻力何谓有害阻力?2) 何谓质量的动代换和静代换何谓质量的动代换和静代换?各需满足哪些条件各需满足哪些条件?3） 构件所受的摩擦力的方向总与构件运动的绝对速度方向相构件所受的摩擦力的方向总与构件运动的绝对速度方向相反反,对吗对吗?4) 何谓当量摩擦系数何谓当量摩擦系数?何谓当量摩擦角何谓当量摩擦角?为何要引进当量摩为何要引进当量摩擦的概念擦的概念?为什么槽面摩擦大于平面摩擦为什么

21、槽面摩擦大于平面摩擦?是否因为槽面摩擦是否因为槽面摩擦的摩擦系数的摩擦系数f大于平面摩擦的摩擦系数所致大于平面摩擦的摩擦系数所致?5) 何谓摩擦圆何谓摩擦圆?摩擦圆的大小与哪些因素有关摩擦圆的大小与哪些因素有关?在转动副中在转动副中如何确定其总反力的方位如何确定其总反力的方位?6) 何谓机械效率何谓机械效率?对机械效率的力比形式的计算公式应如何理对机械效率的力比形式的计算公式应如何理解解?在使用中应注意什么问题在使用中应注意什么问题?7) 何谓机械的自锁现象何谓机械的自锁现象?对于机械自锁时对于机械自锁时,其效率其效率0应如何理应如何理解解?平面连杆机构及其设计平面连杆机构及其设计1)了解连杆

22、机构的传动特点及其主要优缺点。了解连杆机构的传动特点及其主要优缺点。2)了解平面四杆机构的基本型式、演化型式及了解平面四杆机构的基本型式、演化型式及平面四杆机构的一些应用实例。平面四杆机构的一些应用实例。3)对四杆机构一些基本知识对四杆机构一些基本知识(如四杆机构有曲如四杆机构有曲柄的条件柄的条件,行程速比系数及急回运动、传动角行程速比系数及急回运动、传动角及死点及死点,以及运动连续性等以及运动连续性等)应有明确的认识。应有明确的认识。4)能按连杆的三个位置能按连杆的三个位置,两连架杆的三个对应两连架杆的三个对应位置位置,及行程速比系数等条件设计平面四杆机及行程速比系数等条件设计平面四杆机构。

23、构。复习思考题复习思考题 1) 平面四杆机构的基本型式是什么平面四杆机构的基本型式是什么?它有哪些演化它有哪些演化型式型式? 2) 何谓曲柄何谓曲柄?四杆机构具有曲柄的条件是什么四杆机构具有曲柄的条件是什么?曲柄是曲柄是否就是最短杆否就是最短杆? 3) 何谓行程速比系数何谓行程速比系数?何谓急回作用何谓急回作用?何谓极位夹角何谓极位夹角?三者之间的关系如何三者之间的关系如何? 4) 何谓连杆机构的压力角和传动角何谓连杆机构的压力角和传动角?在连杆机构设计在连杆机构设计中对传动角有何限制中对传动角有何限制? 曲柄摇杆机构中最小传动角出现曲柄摇杆机构中最小传动角出现在什么位置在什么位置? 5) 在

24、四杆机构中在四杆机构中,死点出现在什么位置死点出现在什么位置? 6) 死点与自锁有什么区别死点与自锁有什么区别?凸轮机构及其设计凸轮机构及其设计1) 了解凸轮机构的类型和应用。了解凸轮机构的类型和应用。2) 对推杆的基本运动规律及推杆运动规对推杆的基本运动规律及推杆运动规律的选择有明确的概念。律的选择有明确的概念。3) 对凸轮机构的压力角和自锁有明确的对凸轮机构的压力角和自锁有明确的概念。概念。4) 能确定盘形凸轮机构的基本尺寸。能确定盘形凸轮机构的基本尺寸。5) 掌握盘形凸轮廓线的设计方法。掌握盘形凸轮廓线的设计方法。复习思考题复习思考题 1) 1) 在凸轮机构设计中有哪几种常用的推杆运动规

25、律在凸轮机构设计中有哪几种常用的推杆运动规律? ? 2 2）在选择推杆的运动规律时）在选择推杆的运动规律时, ,主要应考虑哪些因素主要应考虑哪些因素? ? 3)3) 指出哪些运动规律有刚性冲击指出哪些运动规律有刚性冲击? ?哪些运动规律有柔性冲击哪些运动规律有柔性冲击? ?哪些哪些运动规律无冲击运动规律无冲击? ? 4)4)何谓凸轮机构的基圆？何谓凸轮机构的基圆？5 5）何谓凸轮机构的压力角）何谓凸轮机构的压力角? ?压力角的大小在凸轮机构的设计中有压力角的大小在凸轮机构的设计中有何重要意义何重要意义? 6)? 6)影响凸轮机构的压力角的因素有哪些？影响凸轮机构的压力角的因素有哪些？7 7）平底推杆凸轮机构的压力角为多少）平底推杆凸轮机构的压力角为多少? ?齿轮机构及其设计齿轮机构及其设计1)了解齿轮机构的类型和应用。了解齿轮机构的类型和应用。2)明确齿廓啮合基本定律的概念。明确齿廓啮合基本定律的概念。3)深入了解渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合特深入了解渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合特性。性。4)掌握标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数和几掌握标准直齿圆柱齿轮传动的基本参数和几何尺寸的计算。何尺寸的计算。5) 了解平行轴斜齿圆柱齿轮的啮合特点了解平行轴斜齿圆柱齿轮的啮合特点,掌握掌握标准斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸的计算。标准斜齿圆柱齿轮传动几何尺寸的计算。复习思考题