2023年机械原理期末题库附答案

机械原理期末题库(本科类）一、填空题:1．机构具有拟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相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达。4.机械系统的等效力学模型是具有,其上作用有的等效构件。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。6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。7．一个曲柄摇杆机构,极位夹角等于36º,则行程速比系数等于。8.为减小凸轮机构的压力角,应当凸轮的基圆半径。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。10.增大模数,齿轮传动的重合度;增多齿数，齿轮传动的重合度。11．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。12.轮系运转时，假如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。14．铰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。16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。17.机械发生自锁时，其机械效率。1８.刚性转子的动平衡的条件是。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k1。２1.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大,其传力性能越。２２.一个齿数为Ｚ，分度圆螺旋角为的斜齿圆柱齿轮,其当量齿数为。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.标准直齿轮通过正变位后模数，齿厚。29.曲柄摇杆机构出现死点，是以作积极件，此时机构的角等于零。３0.为减小凸轮机构的压力角,可采用的措施有和。31.在曲柄摇杆机构中，假如将杆作为机架,则与机架相连的两杆都可以作__＿_运动,即得到双曲柄机构。3２.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有性冲击；当其作运动时，从动件没有冲击。3３.标准齿轮圆上的压力角为标准值，其大小等于。34．标准直齿轮通过正变位后齿距，齿根圆。35.交错角为90的蜗轮蜗杆传动的对的啮合条件是、、。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＿___________＿___轮系。二、简答题：１.图示铰链四杆机构中,已知lAB＝５５mm，lBＣ=40mｍ，ｌCＤ=50ｍm，lAD=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.鉴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．导致转子不平衡的因素是什么?平衡的目的又是什么？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.渐开线齿廓啮合的特点是什么？８．何谓基本杆组？机构的组成原理是什么?９．速度瞬心法一般用在什么场合?能否运用它进行加速度分析？10．移动副中总反力的方位如何拟定?11．什么是机械的自锁？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?铰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形具有哪些特点？1７.导致转子动不平衡的因素是什么？如何平衡?18.渐开线具有的特性有哪些？19.凸轮机构从动件的运动一般分为哪几个阶段？什么是推程运动角?20．什么是重合度?其物理意义是什么?增长齿轮的模数对提高重合度有无好处？21.什么是标准中心距？一对标准齿轮的实际中心距大于标准中心距时，其传动比和啮合角分别有无变化?三、计算与作图题:１.计算图示机构的自由度,规定指出也许存在的复合铰链、局部自由度和虚约束。2.求图示机构的所有瞬心和构件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=1.4，滑块的行程H=６0mm。导路偏距e=2０mm,求曲柄长度lAB和连杆长度lBＣ。4.已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K＝1.２5,摇杆长lCD=4０mm,摇杆摆角Ψ=6０º,机架长ｌＡＤ=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Ｚ1＝24，Z２＝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r1’和r２’。6．已知轮系中各齿轮齿数Z1=20，Z2=４０，Z2’＝Z3=２0,Z4=6０,n１＝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,规定指出也许存在的复合铰链、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＝0.０5时，应在主轴上加装的飞轮的转动惯量ＪF。９．设计一铰链四杆机构,已知摇杆长度为４0ｍm,摆角为４0度，行程速比系数Ｋ为1.4，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.设计如题图所示铰链四杆机构,已知其摇杆CD的长度lCD＝75ｍm，行程速度变化系数k＝1.5,机架AＤ的长度lAＤ＝100ｍｍ,摇杆的一个极限位置与机架的夹角φ=4５°，用作图法求曲柄的长度ｌAB和连杆的长度lBC。11.一正常齿制标准直齿轮m＝４,z=30,=2０。，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。12.如图，已知z1＝６，z2=z２,=25,z3＝５7,ｚ4=5６，求i14?13．计算图示机构的自由度，规定指出也许存在的复合铰链、局部自由度和虚约束。14.如图F为作用在推杆2上的外力,试拟定凸轮1及机架３作用给推杆２的总反力R12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＝１.25，摇杆长度lＣＤ＝40０mｍ，摆角Ψ＝30°,机架处在水平位置。试用图解法设计拟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=3．４8，小齿轮齿数Z1=25。拟定这对齿轮的模数m；分度圆直径d１、d2；齿顶圆直径ｄa１、da２;齿根圆直径df１、dｆ2。(10分）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、1.原动件数目2.相似于3．质径积4．等效转动惯量，等效力矩５．0,16．９0７.1.58．增大9.等加速；等减速1０．不变;增大11．相反；相同12．定轴１3．3;一条直线上14．900１5．机架；低副１６．扩大转动副半径17．小于等于0１8.偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为０19.曲柄；机架２0．大于２1．余角;差22．z/coｓ3β23．标准值；模数２4．２2５．2;１26．垂直移动路线的无穷远处２7．η=输出功/输入功=抱负驱动力/实际驱动力；小于等于0２８．不变;增长29．摇杆;传动角30.增长基圆半径；推杆合理偏置31．最短;整周回转3２．刚性;五次多项式或正弦加速度运动３３．分度圆；2０034．不变;增长35．mｔ2=mx1=m；αt2=αx1=α；γ１=β２３6.行星;差动二、１.作图(略）最短杆邻边ＡB和CD。2．１)驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内；2)机械效率小于或等于０3)工作阻力小于或等于０3.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4.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下降时,它将能量释放出来，飞轮轴的角速度只作微小下降。５．因素:转子质心与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。6.变尖因素: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。7．１)定传动比2）可分性3)轮齿的正压力方向不变。８．基本杆组：不能拆分的最简朴的自由度为0的构件组。机构组成原理:任何机构都可当作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．简朴机构的速度分析;不能。10.１）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。1２.1)反转法原理２）在满足强度条件下,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.通过节点、分别以两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-ωＨ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。最小传动角出现在曲柄和机架共线的位置。16.１）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:增长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。18.1)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。增长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：１、F=3＊7-2*12－1=12、ω1/ω３=P１3P３4/P13Ｐ14=43、θ=１80*(k-1）/（k+１）＝30°按题意作Ｃ1Ｃ2=H，作∠OC1C2=∠OC２C1=9０-θ＝6０°交O点,作以Ｏ圆心的圆如图，再作偏距直线交于A点。AC1＝b－aAC2=b＋a由此得曲柄a和连杆b的长度。4.θ=18０*（ｋ-1)/(k+1)=２0°1)按已知条件作ＤC1、DC2；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点。AC1=ｂ－aAC２=b+a由此得曲柄ａ和连杆b的长度。５.a＝0.5m(ｚ1+ｚ２)=２６4α’=arｃos(２６4＊cos20°/265)＝2０.6°rｂ1=0.5m*ｚ１cｏs20°=67.66ｒｂ2＝0．5ｍ＊z2cｏs2０°=１80.４2ｒ’１=rｂ1/cｏｓα’=７2.3r’2=rb2/cosα’=19２.7566.齿轮1、２是一对内啮合传动:n1／n2=z2/z１＝2齿轮２‘-3-4组成一周转轮系，有:(ｎ’2－ｎH)/(n4-nH)=-z4/z’２=－３又由于n2=n’２n４=０解得：nH＝１00r/min方向与n1相同。７.F=3*６-2*8－1=18．Md＝(300＊4π/３*1/２）/2π=100Nm△Wｍａｘ=89π(用能量指示图拟定)JＦ=900△Wmaｘ/π2n2δ=0.519.θ=１80＊（ｋ-1)/(k+1）=30°如图,按题意作出D，C１,C2,作直角三角形外接圆；作C1D的垂直平分线,它与圆的交点即Ａ点。连接AC1、AC２。AC1＝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，θ=18０*(ｋ－１）/(ｋ+1)=３6°AＣ1=ｂ-aAC2＝b+a由此得曲柄ａ和连杆b的长度。11．d=ｍｚ=120db=ｄcoｓ200=112.７6P=mπ=12．56dａ＝（ｚ+２）m=1２8ｃosαa=ｄb/ｄa＝0.88１αa=２8．24˚１2.齿轮1－2-3组成一周转轮系，有:(n1－nH）/(n3-nH）=-z3/z1=－5７/6齿轮１-２-2‘-４组成另一周转轮系,有:（n1-nH)/(n４-nH）＝-z2z4／z1z’２=－５6/６=-28/３从图中得：n3=0联立求解得：i14=n1/ｎ４＝-588１3．F=３*7-2*1０=11４.作图：15.作图：AＢ处在垂直位置时存在最小传动角。AB1Ｃ１为死点位置。压力角如图。1６.θ=１80*(k-1）/(k+１)=2０°作图,AC１=b-ａＡＣ2=b＋a由此得曲柄ａ和连杆b的长度。ＡＤ为机架的长度。17.z2＝ｉz1=87m=19６／[0.5(25+8７)］＝３．５d１=mz1＝87.5ｄ2=mｚ２＝304.５da１=m(z1+2）=94．5ｄa2=m(z2+2)=３11.5df１=m(ｚ１-２.5)=7８.75df２=m(z２－2.5）=29５.7518．齿轮1‘-4－5组成一周转轮系，有：（n’1-nH)/(n5－ｎH）＝-z５/z’1=-12/5齿轮1-2-3组成一周转轮系,有:(ｎ1-nｋ)/ｎ3-nk)=-ｚ３/z１＝-7/３由图得:n1=n’１n３=0nk＝n5联立求解得:i１Ｈ=８５／43１.平面铰链四杆机构有曲柄存在的条件为:a．连架杆与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆；b.最短杆与最长杆杆长之和应小于或等于其余两杆之和（通常称此为杆长和条件）。2.连杆机构：指所以构建用低副联接而成的机构，又称为低副机构。３.连杆机构优点:a.运动副都是低副，低副亮元素为面接触,所以耐磨损,承载大。b.低副亮元素几何形状简朴，容易制造简朴，容易获得较高的制造精度。C.可以实现不同运动规律和特定轨迹规定。缺陷：a低副中存在间隙，会引起运动误差,使效率减少。B动平衡较困难,所以一般不宜用于高速传动。C设计比较复杂，不易精确的实现复杂的运动规律。4.平面四杆机构的基本形式有：(1)曲柄摇杆机构,（2）双曲柄机构，(３）双摇杆机构。5．速度变化:是指一段时间前后,速度的大小和方向出现的变化,是个矢量,大小可以用后前速率差表达,方向可以用与规定正方向的夹角表达。物理含义可以导出加速度：单位时间内速度的变化量。6.压力角:概述压力角(ｐｒeｓsurｅaｎｇｌｅ）(α）:若不考虑各运动副中的摩擦力及构件重力和惯性力的影响，作用于点C的力Ｐ与点C速度方向之间所夹的锐角。压力角越大,传动角就越小.也就意味着压力角越大，其传动效率越低.所以设计过程中应当使压力角小.7.死点:从Ｆｔ=Fcosα知，当压力角α=90°时,对从动件的作用力或力矩为零，此时连杆不能驱动从动件工作。机构处在这种位置成为死点，又称止点。8.凸轮机构的特点:优点是只要适当的设计出凸轮的轮廓曲线，就可以是使推杆得到各种预期的运动规律,并且响应快速,机构简朴紧凑。缺陷：是凸轮廓线与推杆之间为点。线接触,易磨损，.凸轮制造较困难。9按．凸轮形状分：a盘形凸轮,ｂ圆柱凸轮。按推杆形状分：尖顶推杆，滚子推杆,平底推杆。根据凸轮与推杆白痴接触的方法不同，凸轮可以分为：力封闭的凸轮机构，几何封闭的凸轮机构。１0.推杆常用的运动规律;根据推杆常用的运动规律所以数学表达是不同,常用的重要有多项式运动规律和三角函数运动规律两大类。11．一条直线(称为发生线(generａtingｌｉnｅ)）沿着半径为ｒb的圆周（称为基圆(basｅｃiｒｃｌe))作纯滚动时,直线上任意点K的轨迹称为该圆的渐开线。它具有以下特性；a相应于发生线和基圆上滚过的长度相等,即,即为渐开线在Ｋ点的法线。b渐开线上各点的HYPERＬＩNＫ＂jａｖasｃriｐt:mouｓeＴM521（)"曲率半径不同,离基圆越远,其曲率半径越大,渐开线越平直。ｃ渐开线上任意一点的法线必jａvascｒiｐt:ｍｏｕseTＭ５23()"基圆半径越大，渐开线越趋平直。１２．．渐开线齿廓的啮合特点：渐开线齿廓能保证定传动比传动,渐开线齿廓间的正压力方向不变,渐开线齿廓传动具有可分性。１3.标准齿轮：是指ｍ、α、ha和c均为标准值，且分度圆齿厚等于齿槽宽（e=s）的齿轮。1４．渐开线齿轮的基本参数：齿数z，模数ｍ，分度圆压力角，齿顶高系数,顶隙系数。渐开线直齿圆柱齿轮的对的啮合条件和连续啮合传动条件：对的啮合条件:m1=m２=ｍ。α１=α2=α。连续啮台条件:εα=B１B2/Pb≥1。１5．渐开线齿廓的根切现象；用范成法加工齿轮,当加工好的渐开线齿廓又被切掉的现象时称为根切现象。其因素是；刀具的齿顶线与啮合线的交点超过了被切齿轮的啮合极限点,刀具齿顶线超过啮合极限点的因素是被加工齿轮的齿数过少,压力角过小，齿顶高系数过大。16．斜齿轮啮合特点是什么？答：（l）两轮齿廓由点开始接触,接触线由短变长，再变短,直到点接触,再脱离啮合，不象直齿圆柱齿轮传动那样沿整个齿宽忽然接触又忽然脱离啮合,而是逐渐进入啮合逐渐脱离啮合，这样冲击小噪音小,传动平稳。(2)重合度大ε=εα+εβ。17.同齿数的变位齿轮与标准齿轮相比,哪些尺寸变了，哪些尺寸不变，为什么?答:齿数、模数、压力角、分度圆、基圆、分度圆周节、全齿高不变，齿顶圆、齿根圆、分度圆齿厚、齿槽宽发生变了。因素:用标准齿轮刀具加工变位齿轮,加工方法不变,即对的啮合条件不变,所以分度圆模数、压力角不变。因而由公式可知分度圆、基圆不变,再有齿根高、齿顶高、齿根圆、齿项圆的计算,基准是分度圆，在加工变位齿轮时，标准刀具中线若从分度圆外移齿根高变小,齿根圆变大,而若要保证全齿高不变则齿顶高变大齿顶圆变大,因刀具外移在齿轮分度圆处的刀具齿厚变小,即被加工出的齿槽变小，又由于分度圆周节不变,齿厚变厚。１8.一对斜齿轮的对的啮合条件和连续传动条件是什么?答：对的啮合条件：mn1=mn２=mαn１=αn2=α。外啮合β1=-β2内啮合β1=β２连续传动条件:ε=εα＋εβ≥１。19.什么是变位齿轮？答：分度圆齿厚不等于齿槽宽的齿轮及齿顶高不为标准值的齿轮称为变位齿轮。加工中齿条刀具中线不与被加工齿轮的分度圆相切这样的齿轮称为变位齿轮。２0..蜗轮蜗杆机构的特点有哪些？答：(1）传递空间交错轴之间的运动和动力,即空间机构。（2）蜗轮蜗杆啮合时,在理论上齿廓接触是点接触，但是蜗轮是用与蜗轮相啮合的蜗杆的滚刀加出来的，实际为空间曲线接触。(3)蜗杆蜗轮的传动比,用蜗杆的头数（线数)参与计算。(4)蜗杆的分度圆直径不是头数乘模数而是特性系数乘模数,即d1=ｑm(5)蜗轮蜗杆的中心距也是用特性系数参与计算。a=m（q+Z2)/2(6)可获得大传动比,蜗轮积极时自锁。2１.蜗轮蜗杆的标准参数面是哪个面;可实现对的啮合条件是什么？答：(1）是主截面，即平行于蜗轮的端面过蜗杆的轴线的剖面称之为主截面。（２)对的啮合条件：ｍa１=ｍt2=mαa１=αt2＝αβ1＋β２＝9０0旋向相同2２.为什么拟定蜗杆的特性系数q为标准值？答:(1）有助于蜗杆标准化,减少了蜗杆的数目。（2）减少了加工蜗轮的蜗杆滚刀的数目。２3.当量齿轮和当量齿数的用途是什么?答:一对圆锥齿轮的当量齿轮用来研究圆锥齿轮的啮合原理,如重合度和对的啮合条件等,单个当量齿轮用来计算不根切的最小齿数和用仿形法加工圆锥齿轮时用它来选择刀具号及计算圆锥齿轮的弯曲强度。24．轮系可以分为三种:定轴齿轮系和周转轮系(基本类型），第三种是复合轮系。２5:轮系的作用:１实现两轴间远距离的运动和动力的传动、２实现变速传动、3实现换向传动、4实现差速作用，5用做运动的合成和分解,6在尺寸及重量较小的条件下,实现大功率传动。26.瞬心为互相作平面相对运动的两构件上,瞬时相对速度为零的点；也可以说,就是瞬时速度相等的重合点（即等速重合点).若该点的绝对速度为零则为绝对瞬心;若不等于零则为相对瞬心.27.机构中各个构件之间必须有拟定的相对运动,因此，构件的连接既要使两个构件直接接触,又能产生一定的相对运动,这种直接接触的活动连接称为运动副。轴承中的滚动体与内外圈的滚道,啮合中的一对齿廓、滑块与导轨），均保持直接接触，并能产生一定的相对运动，因而都构成了运动副。两构件上直接参与接触而构成运动副的点、线或面称为运动副元素。28．渐开线标准直齿轮几何尺寸的计算公式分度圆直径d1=ｍｚ1d２＝mｚ2齿顶高ha1=ｍha2＝m齿根高hf1=(+)mｈf2＝（+)m齿全高h1=ha1+hｆ1＝（2+)ｍh2＝ｈa2＋hf2=（2+)m齿顶圆直径dａ１＝d1+2ha1=(2+z1）mda２=d2+2ha２=(２＋z2)m齿根圆直径df1＝d1-2ｈf1=(z1－2－２）mdf２2＝d2－2hf222=(z2-2-2)m基圆直径db１=d1ｃｏｓαｄb2＝ｄ2cｏsα齿距p=πｍ

基(法)节pb=pcosα齿厚、齿槽宽

标准中心距顶隙ｃ＝m传动比29.自由度:在平面运动链中,各构件相对于某一构件所需独立运动的参变量数目,称为运动链的自由度。它取决于运动链中活动构件的数目以及连接各构件的运动副类型和数目。平面运动链自由度计算公式:Ｆ=3n-2PL-ＰＨ(1.１）式中：Ｆ---运动链的自由度n---活动构件的数目PL－--低副的数目.PH---高副的数目。３0.机械的自锁：有些机械,就其结果情况分析,只要加上足够大的驱动力,按常理就应当能沿着有效驱动力的作用的方向运动,而事实上由于摩擦的存在，却会出现无论这个驱动力如何增大，也无法使它运动的现象,这种现象称为机械的自锁。３1．静平衡:当转子(回转件)的宽度与直径之比(宽径比）小于０.2时,其所有的质量都可以看作分布在垂直于轴线的同一个平面内。这种转子的不平衡是由于其质心位置不在回转轴线上，且不平衡现象在转子静止时就能显示出来,故称为静不平衡。其平衡条件是:不平衡惯性力的矢量和为零,即.

或表达为:

消去得:

其中,叫做质径积它相对地表达了各质量在同一转速下离心惯性力的大小和方向．静平衡又称为单面平衡。３2.机构具有拟定运动的条件:运动链和机构都是由机件和运动副组成的系统，机构要实现预期的运动传递和变换，必须使其运动具有也许性和拟定性。由3个构件通过3个转动副联接而成的系统就没有运动的也许性。五杆系统,若取构件1作为积极件,当给定角度时，构件2、3、4既可以处在实线位置,也可以处在虚线或其他位置，因此，其从动件的位置是不拟定的。但假如给定构件1、4的位置参数，则其余构件的位置就都被拟定下来。四杆机构,当给定构件1的位置时,其他构件的位置也被相应拟定。填空题1.每一个单独制造的单元体为零件;２．每一个具有相同运动规律的单元体为构件。３.机构具有拟定运动的条件为积极件数目等于机构的自由度。４．一对标准圆柱齿轮的实际中心距比标准中心距大1%,两齿轮基圆半径的反比不发生变化。５．测得某标准直齿圆柱齿轮的全齿高等于1８mm,则模数应为8mm。6、一平面铰链四杆机构尺寸:机构d=44ｍm，摇杆c=40mｍ,连杆ｂ=6０mm曲柄ａ，摇杆c,机架d相邻.当该机构为曲柄摇杆机构时。求ａ的变化范围.a＋60<44+4０a＜24mm7、一曲柄摇块机构的曲柄为积极件,行程速比系数Ｋ=1.65，求摇块的摆角的大小ψ=θ=（K—1）180°/(K+1）=(1.65—１)180°／(1.６5＋1)＝４4.15°8.在斜齿圆柱齿轮传动中,加大斜齿轮的螺旋角可以增长斜齿轮传动的重合度９．一偏置直动平底从动件盘形凸轮机构,平底与从动件运动方向垂直,凸轮为积极件,该机构的压力角=0°。10．在曲柄摇杆机构中,为了提高机构的传力性能,应当增大传动角γ。1１.渐开线直齿圆柱齿轮传动的三个特点：互相作用力在一条直线上满足定传动比中心距变化不影响传动比．１2、飞轮的重要作用为减少速度波动。13、汽车实现转向的过程中,是等腰梯形机构实现轮子与地面几乎无滑动的转向。1４.圆盘类零件静平衡的条件为∑Ｆｉ=0质点的离心力之矢量和为零１5.斜齿圆柱齿轮的标准参数在法面上,当量齿数为()16.在家用缝纫机中,采用曲柄摇杆机构将脚的往复位置转化为转动。17．在周转轮系中,若自由度等于1,则该周转轮系又被称为行星轮系．18、圆锥齿轮的标准参数在大端上，当量齿轮数为z/cｏsδ。19、直齿圆柱齿轮传动的对的啮合条件是模数相等压力角相等。2０.缝纫机踏板机构，会出现踩不动的现象，这是由于出现死点现象。21.在齿轮传动中,标准齿轮是指ｍ、α、ｈ*a、c*为标准值且s=ｅ＝的齿轮。２２.拟定凸轮机构棍子半径rg时，滚子半径应当满足ｒg≤0．8pmin条件。23.在自行车中，采用棘轮机构实现可踩蹬与不踩蹬前行.24、设计一铰链四杆函数生成或轨迹生成机构时，其其设计变量分别为5;925、对于刚性长转子,长径比大于1.５,则其动平衡的条件为惯性力之和等于０,惯性力矩之和等于0采用齿条刀具加工正变位直齿圆柱齿轮时,齿条刀具的分度线与轮坯的分度圆分离，而加工负变位齿轮时刀具的分度线与轮坯的分度圆相交。２７．增大模数,直齿齿轮传动重合度不变，增多齿数,齿轮传动重合度增长。＝B1B2／Pb28.在直齿圆柱齿轮传动中,重合度εα＝1．43,其单齿对工作区的长度为0．57pb。2９.在凸轮机构的从动件常用运动规律中,一次多项式运动规律具有刚性冲击,二次多项式余弦运动规律具有柔性冲击．30、当曲柄滑块机构达成极限位置时,滑块的速度v与加速度a的特性为v＝0;a≠0。31、在曲柄滑块机构中,当取连杆为机架时，可以得到摇块机构。３２.等效构件的位移、速度与角速度与机器中某一选定构件的关系为同样/相同。3３．渐开线标准齿轮圆柱齿轮传动顶隙的作用为储存、释放润滑油，存在制造误差时保证正常安装，升温时有膨胀的空间。3４.等效构件上的等效力矩由什么原理得到：等效力矩所做的功率与机器中所有外力所做的功率相同。35.等效构件上的等效转动惯量由什么原理得到:等效转动惯量所具有的动能与机器中所有构件的动能相同。36．在重型自卸汽车实现自卸过程中,是曲柄摇块机构实现车厢翻转卸货与复位。选择题１、槽轮机构的运动系数k（ﻩＡ)ｋ=ｔd/(2π)k＝1/2—１/ｚA、小于1Ｂ、等于１Ｃ、小于1Ｄ、大于22、设计滚子从动件盘形凸轮机构的轮廓曲线时，若将滚子半径加大,那么凸轮轮廓线上的各点的曲率半径(Ｂ）A、一定变大B、一定变小C、不变D、也许变大也也许变小３．钻床夹具夹紧工件以后，在钻削过程中,不管切削阻力有多大,工件都不也许产生运动，这是由于钻床夹具处在③①自锁状态②效率太低③死点位置④钻床夹具自身就不能动4.在一个平面六杆机构中，相对瞬心的数目是(B)A．15B．１０C.5Ｄ.1N(N-1)／２－(N－1)5.渐开线直齿圆柱齿轮在基圆上的压力角等于(①)①0°②15°③20°④25°6.在计算平面机构自由度时，假如机构中,两构件两点之间距离………..(老师放速度太快没跟上…….)…．把这两点连接起来,则会带来(Ｄ)A是具体情况而定Ｂ局部自由度C复合铰链D虚约束7、在下面四种平面机构中k=1的是(ＤA、偏置曲柄摇杆B、摆动导杆C、曲柄摇杆D、正弦机构８、斜齿圆柱齿轮面的啮合面在（B)A、切于分度圆柱的平面里B、切于基圆柱的平面里C、切于齿根圆柱的平面里D、切于基圆柱的平面里9.在曲柄摇杆机构中，若只增大曲柄的长度，则摇杆的摆角将CA不变B减小C加大D加大或不变10.在机构设计中,引入局部自由度（滚子)的重要作用是（Ｄ)……B.……C.……Ｄ.减少运动过程中的磨损机械原理考试题一、（１0分）单项选择题（从给出的A、B、C、D中选一个答案,每小题１分)1.由机械原理知识可知,自行车应属于。Ａ机器Ｂ机构C通用零件D专用零件2.平面运动副按其接触特性,可提成。A移动副与高副B低副与高副C转动副与高副D转动副与移动副3．铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦情况下作用与上的力与该力作用点速度间所夹的锐角。Ａ积极件B连架杆C机架D从动件4.与连杆机构相比,凸轮机构最大的缺陷是。A惯性力难于平衡B点、线接触，易磨损C设计较为复杂D不能实现间歇运动5．盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。A摆动尖顶推杆Ｂ直动滚子推杆C摆动平底推杆D摆动滚子推杆6.对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时,可采用措施来解决。Ａ增大基圆半径B改变凸轮转向C改用滚子从动件D减小基圆半径7．齿数z=42，压力角α＝２0°的渐开线标准直齿外齿轮,其齿根圆基圆A大于B等于C小于D小于且等于8．渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与的比值。A齿距B基圆齿距C齿厚D齿槽宽9.渐开线标准齿轮是指m、α、ha*、c*均为标准值，且分度圆齿厚齿槽宽的齿轮。Ａ大于B等于C小于D小于且等于10．在单向间歇运动机构中，的间歇回转角在较大的范围内可以调节。A槽轮机构B不完全齿轮机构Ｃ棘轮机构D蜗杆凸轮式间歇运动机构二、(1０分)试计算下列运动的自由度数。（若有复合铰链,局部自由度和虚约束,必须明确指出）,打箭头的为原动件，判断该运动链是否成为机构。三、已知一偏置曲柄滑块机构,积极件曲柄AＢ顺时钟回转，滑块C向左为工作行程,行程速比系数为Ｋ=1.1，滑块形成Ｓ=40ｍm，偏距ｅ=10mm。１.试合理拟定其偏置方位,用图解法设计该机构，求曲柄AB、连杆BC,并画出机构草图。2.试用解析法求其非工作形成时机构的最大压力角αmａx。３.当滑块C为积极件时，画出机构的死点位置。４．当规定偏置曲柄滑块机构尺寸不变的条件下,试串联一个机构，使输出滑块Ｃ的行程有所扩大（不必计算尺寸,用草图画出方案即可)。四、现需设计一偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构，设已知凸轮以等角速度ω１=1raｄ/s沿逆时钟方向回转,从动件向上为工作行程，从动件的行程为h=3５ｍm,偏距e=10mm,滚子半径rr=5mm,凸轮的推程运动角φ1=120°，回程运动角φ2=12０°,近停运动角φ3＝１20°，推程段的许用压力角[α]=30°。１.试根据在推程段从动件最大速度Vｍａx=２０0mm/s，位移S＝20ｍm的条件下，拟定凸轮的基圆半径rb。2.合理拟定从动件的偏置方位,用草图画出所设计的凸轮机构。３.画出凸轮从最低位置转过φ=９0°时，机构的压力角α及其位移Ｓ。五、（２2分）(一）采用标准齿条刀具加工渐开线直齿圆柱齿轮,已知刀具齿形角α＝２0°,齿距为4πmｍ，加工时刀具移动速度v=６０mｍ/s，轮坯转动角速度为1rad/s。１．试求被加工齿轮的参数：模数m、压力角α、齿数z，分度圆直径ｄ，基圆直径db；2．假如刀具中心线与齿轮毛坯轴心的距离Ｌ＝5８mｍ，问这样加工的齿轮是正变位还是负变位齿轮,变位系数是多少？（二）已知斜ｅq\o＼ａd(机械原理试卷答案,)填空及选择(每题1分,共２0分)零件、构件、原动件-－-----------－－---－----－--－－--－------－-－-－---－－－－－--------------－--3分摇杆连杆从动曲柄----－－－---－-－---－-－--------－---－--－------－－--------------－--－---3分模数相等，压力角相等----－－-----－-－-----－---－-－-----－－------－－-－--－--－－---－---－-－----1分Z/ｃosδ---－-－---------－-----－---－---－------------------－-----－－-－----------－---－--－-----－-１分蜗杆蜗轮皆可－-----------－－-----－--－--－---－---－--－－－------－-----－-－－---------------------1分摩擦角摩擦圆--－------－－－---------－---------－-－－------－－-－----－－-－－-－－--－--－－-－--－--－2分一定一定不一定一定--------－--－-－-－-------－-----------------－－-－-------－-－---1分飞轮调速器－-－－-－---－---－－-----－－－--－--------－----------－－-－---------－-－-－－－-－－----－---2分曲柄滑块齿轮齿条--－-－－----－---－---－----－-----－--－-----－－--－------－---－-－－－---－--2分解：---－－--－----－-------－-----－－----------－----－－－－------------－----------－－-－-----－---－------5分Ｆ＝３×7－2×1０-0＝1解:--－---－--－－－--－-－----－--－--－-----－-------－---－---－--－----------－－-－--－-－-------－－－-----－--8分AＢ＋BC＝AＣ2=４2.５BC-AB＝AC1=2０.5,ﻩ∴AＢ=11, BC=3１.５解----－－----－----------－-－------－------------------－-----－---－-1０分它是滚子从动件盘形凸轮机构－----－-----－-－--－--－---－-－----2分如图所示-－-－－-----------－－--－-－---－－-－--------－----－－-－－2分如图所示－--－－-－－－-－----－－---------－-----－-------－-－-－---２分如图所示-－－-------－------－-------－－--------------－-－--－-2分如图所示--－---－－-------------－--－-----－----－--－--－--－--－2分五、解-------－-----－--－---------------－--------－----------－－---－－--15分1）i12＝z2/ｚ1=2z1=142）r1=1/2mz1=21mmr2=1/2mz2=42ｍm3)cosα’=a/a’ｃoｓα=63/65coｓ２0r’１=65／６３r１r’2＝65/63ｒ24）采用正传动5)Ｓ1=m(π/2+2ｘ１ｔgα)六、解-－－－--－-----－---－-－－-------－－-－------－--－--------－---－----------－--－-－-－---－--－-----－------10分区分轮系－--－--－－------－-－-－--------－------－-----－-------－---5分行星轮系分别计算------－---－-－---－----－－------－-----－-----------－－－--5分在中在中七、如图所示------－--------－－---－---－--－-－－---－－--－---------－-－－－-－----------－-－－-－-----------－－8分八、解------------－-－----－－---－--－-----------－－---－-----－－-－－－--－---－----－－--－---------－----－－---－9分Wｄ=0．５×π／６×３00+π／6×３00+0.5×2π/３×30０=175π[W］=1／2Wd＝8７.5πＪＦ=9０0[W]/δπ2n2=6．９66九、解－-－------------------－－--------------－--－---－-----－－－---－------------－--------－-－---－---－---15分机械原理(课程名）期末考试试卷(A卷)（闭卷)一、填空选择题(共１8分）ﻫ1、(２分)对于绕固定轴回转的构件，可以采用的方法使构件上所有质量的惯性力形成平衡力系,达成回转构件的平衡。ﻫ2、(２分)渐开线圆锥齿轮的齿廓曲线是,设计时用上的渐开线来近似地代替它。ﻫ3、（２分)斜齿圆柱齿轮的重合度将随着和的增大而增大。

4、(４分）在图示a、b、c三根曲轴中,已知,并作轴向等间隔布置,且都在曲轴的同一含轴平面内，则其中轴已达静平衡,轴已达动平衡。

5、（２分）反行程自锁的机构，其正行程效率，反行程效率。ﻫA)ﻩﻩＢ）Ｃ)ﻩﻩD）ﻫ6、(3分)图示轴颈1在驱动力矩作用下等速运转,为载荷，图中半径为的细线圆为摩擦圆,则轴承2作用到轴颈1上的全反力应是图中所示的作用线。

1)Ａ；2）B；３）C；4）D;５)Eﻫﻫ７、(3分)下图两对蜗杆传动中，a图蜗轮的转向为。ｂ图蜗杆的螺旋方向为。ﻫ

(请将所有答案写在答题纸上）

二、(1０分)试求图示机构的自由度,进行高副低代和结构分析,并判别机构级别。

ﻫ三、(１０分)图示为一铰链四杆机构的运动简图、速度多边形和加速度多边形。规定:

(１)根据两个矢量多边形所示的矢量关系,标出多边形各杆所代表的矢量，并列出相应的矢量方程；ﻫ(2)求出构件2上速度为零的点以及加速度为零的点。

四、（12分）在图示铰链四杆机构中,已知各构件的长度ｍm，ｍｍ，mm,ｍm。

(1)问该机构是否有曲柄，如有,指明哪个构件是曲柄;ﻫ(２）该机构是否有摇杆，如有，用作图法求出摇杆的摆角范围;

(3）以AB杆为积极件时，该机构有无急回性?用作图法求出其极位夹角，并计算行程速度变化系数K;

（4)以ＡB杆为积极件,拟定机构的和。

五、(1０分）如图所示，用一个偏心圆盘作凸轮,绕A轴转动，该圆盘的几何中心在O点。ﻫ(1）为减小从动件在推程中的压力角，试拟定凸轮的合理转向;ﻫ(２)该图是按比例画出的，试在该图上拟定凸轮从图示位置转过时的机构压力角，并注明构成角的两矢量(如v、或n－等)的物理含义，并标出从动件位移量s。ﻫ六、（１6分)在图示行星轮系中,已知：,,，各轮的模数m=4mm，行星轮轴线与中心轮轴线之间的距离=12０mm。试求：

(１)指出1、2轮的传动类型，并说明理由;ﻫ(2)按不发生根切的条件定出,的大小；

(3)计算1、2两轮的齿顶圆半径，;ﻫ(４）指出3、4两轮的传动类型，并说明理由。

七、(12分）图示为卷扬机传动机构简图，已知各轮齿数:试计算拟定：ﻫ（1)传动比？ﻫ（2）当时，，并拟定转动方向。ﻫ(3)由于工作需要从轴５输出运动,试拟定?,并拟定转动方向。ﻫﻫ八、(12分)一机器作稳定运动，其中一个运动循环中的等效阻力矩与等效驱动力矩的变化线如图示。机器的等效转动惯量J＝1kg，在运动循环开始时,等效构件的角速度2０rad/s,试求:

（１)等效驱动力矩Md；

(2）等效构件的最大、最小角速度与;并指出其出现的位置;拟定运转速度不均匀系数;ﻫ(3)最大盈亏功;ﻫ(4）若运转速度不均匀系数，则应在等效构件上加多大转动惯量的飞轮?ﻫ机械原理试卷（B）一、填空题（8分）(将正确的答案填在题中横线上方空格处）。ﻫ１、(4分)凸轮机构中的从动件速度随凸轮转角变化的线图如图所示。在凸轮转角处存在刚性冲击，在处，存在柔性冲击。2、（４分)在下图两对蜗杆传动中，a图蜗轮的转向为。b图蜗杆的螺旋方向为。二、是非题（用“Ｙ”表达对的,“N”表达错误填在题末的括号中)。(每小题２分，共6分)

1、用齿轮滚刀加工一个渐开线直齿圆柱标准齿轮，如不发生根切则改用齿轮插刀加工该标准齿轮时，也必然不会发生根切。－--－---－－()ﻫ2、机器稳定运转的含义是指原动件(机器主轴)作等速转动。－－-----------()

3、三、试求以下各题。（本大题共２小题,总计30分)

1、(本小题15分)如图所示为一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动，、分别为主动轮1和从动轮2的角速度，、为两轮的基圆半径;、为两轮的顶圆半径,、为两轮的节圆半径。试在图中标出理论啮合线、实际啮合线;啮合角和齿廓在顶圆上的压力角、。2、（本小题1５分）图示一行星轮系起吊装置。给定各轮的传动比为,ｉ1２=,,m，各轮质心均在相对转动轴线上,J1=Ｊ2=0.０0１kg,J4＝0．０１6,J5=1.6,kg,重物W=1００N，鼓轮半径Ｒ=0.1ｍ,试求:ﻫ(1)以轮1为等效构件时的等效转动惯量;

（２)使重物等速上升，在轮1上应施加多大的力矩Md?(计算中不计摩擦）

(３）所加力矩的方向如何？四、(1６分)在图示铰链四杆机构中，已知最短杆a＝100mm，最长杆b=3０0ｍm,c＝2０0mm。

（1）若此机构为曲柄摇杆机构，试求d的取值范围；ﻫ(２)若以a为原动件，当d＝２５0mm时,用作图法求该机构的最小传动角的大小。五、计算题(列出计算公式,计算出题目所要求解的有关参数）。(本大题20分)ﻫ在图示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中,凸轮的实际廓线为一个圆,圆心在A点,其半径mm，凸轮绕轴心线O逆时针方向转动，ｍm,滚子半径ｒｒ=10mm,试问:

(1)该凸轮的理论廓线为什么种廓线?ﻫ（2)基圆半径r0为多少？

(3）从动件的行程h为多少？ﻫ(4）推程中的最大压力角为多少?ﻫ（５)若把滚子半径改为rr=１5mm，从动件的运动规律有无变化？为什么？六、计算题（列出计算公式，计算出题目所要求解的有关参数)。（本大题2０分）

图示轮系中，已知各轮齿数分别为,,，。试求轮7的转速及其转向。一、填空题传动角越大,则机构传力性能越好。外啮合平行轴斜齿轮的对的啮合条件为：。二、简答题（每小题5分，共２5分)１、何谓三心定理?答:三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。简述机械中不平衡惯性力的危害?答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力,减少机械效率和使用寿命，并且会引起机械及其基础产生逼迫振动。铰链四杆机构在死点位置时,推动力任意增大也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？试加以说明？答：（１）不同。(2）铰链四杆机构的死点指:传动角=0度时,积极件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心,而不能使从动件转动，出现了顶死现象。死点本质：驱动力不产生转矩。机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动的,但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力,也无法使其运动的现象。自锁的本质是:驱动力引起的摩擦力大于等于驱动力的有效分力。棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间歇转动，但在具体的使用选择上,又有什么不同？答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合,并且棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平稳,但转角不能改变。简述齿廓啮合基本定律。答:互相啮合传动的一对齿轮,在任一位置时的传动比,都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所提成的两段成反比。三、计算题(共45分）1、机构自由度。（１0分)11234ABC其中A、B、C处各有一个转动副；A处有一个移动副；即；所以该机构自由度为:3、试求机构在图示位置的所有瞬心。(5分)AP12AP12BCP34P24P2312314P14∞c’c'’(1）P12、Ｐ２３、P３４可直接判断获得,分别在A、B、Ｃ点处。（2)构件1、4组成移动副,所以P１４在垂直导路的无穷远处。(3）求P１3？构件1、3非直接接触，采用三心定理。Ｐ13在构件1、2、3形成的三个瞬心构成的直线上,即直线AB上P13同时也在构件１、３、4形成的三个瞬心构成的直线上,即直线c’c’’上所以Ｐ13在直线AB与直线c’c’’的交点处，当ＡB垂直BC时，AB/／c’c’’,此时,P1３在垂直BＣ的无穷远处。(４）求P２4?构件2、4非直接接触，采用三心定理。P２4在构件1、2、４形成的三个瞬心构成的直线上，即直线AB上P24同时也在构件２、3、4形成的三个瞬心构成的直线上,即直线BC上所以P24在直线ＡB与直线ＢC的交点处,即B点。图示的轮系中,已知各轮齿数为，。若轴Ａ按图示方向以12５０r/min的转速回转，轴B按图示方向以６00r／min的转速回转,试拟定轴C的转速大小和方向。(15分）答:齿轮1、2、2’、３、４组成行星轮系部分;齿轮４、5、６组成定轴轮系部分； 其中行星轮系部分的传动比:（１)定轴轮系部分:(2) 由图中可知：(3）由式1、2、3式联立可得：ﻩﻩ(方向同１、6)四、设计题(10分)试设计一曲柄滑块机构，已知滑块行程速比系数Ｋ=１.5，滑块的行程Ｈ=６0ｍm，偏距２5ｍm。解: 曲柄滑块机构的极位夹角ﻩ作图环节:作作以交点O为圆心，过Ｃ1、C2作圆。则曲柄的轴心Ａ应在圆弧上。作一直线与Ｃ1C2平行,其间的距离等于偏距e,则此直线与上述圆弧的交点即为曲柄轴心Ａ的位置。当A点拟定后,曲柄和连杆的长度ａ、b也就拟定了ﻩ6）作机构ＡＢ’C’位置,图中量得试题2压力角越大，则机构传力性能越差。机构处在死点位置时,其传动角为0度。二、简答题(每小题5分,共2５分)４、何谓在四杆机构中的死点?答: 在四杆机构中，“死点”指以摇杆或滑块为积极件，曲柄为从动件，则连杆和曲柄处在共线位置时,机构的传动角γ=０°，积极件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件运动的有效分力为零,从动件就不能运动,机构的这种传动角为零的位置称为死点。５、简述齿轮传动的特点。答:优点：传动效率高传动比恒定结构紧凑可靠、命长缺陷：制造、安装精度规定较高不适于大中心距传动使用维护费用较高。三、计算题(共４5分）2、试求机构在图示位置的所有瞬心。(5分)AAP12BC图3-1b)P34P24P132314P14∞P23∞A’xyy’zz’３、已知一渐开线标准外啮合圆柱齿轮机构,其模数，中心距，传动比，试计算该齿轮机构的几何尺寸（各轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿厚)。（1０分)答:该圆柱齿轮机构的传动比:得:两轮的分度圆直径: 齿顶圆直径： ﻩ齿根圆直径:齿厚:４、标出图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90度后推杆的位移。(10分）所求压力角为：15度所求推杆的位移为：123.83mｍ５、在图示的轮系中，已知各轮的齿数,且各轮均为对的安装的标准齿轮,各齿轮的模数相同。当轮1以900r／miｎ按按图示方向转动时，求轮6转速的大小和方向。(15分)答:运用右手定则得:蜗轮转向为:轮6、5、4、3、２组成行星轮系部分;轮１、2组成定轴轮系部分；ﻩ其中行星轮系部分的传动比:(1）定轴轮系部分:(2)由式１、2与已知参数联立可得: ﻩ方向与蜗轮相同。四、设计题（10分）设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程s=５0mm，偏距e=１６mｍ,行程速度变化系数Ｋ=1．２，求曲柄和连杆的长度。解：1)极位夹角2）量得AC1＝34ｍm;ＡC2＝8２mm3）曲柄长：连杆长度：中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案机械原理一、填空题:１．机构具有拟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相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达。４.机械系统的等效力学模型是具有,其上作用有的等效构件。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。6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。7.一个曲柄摇杆机构,极位夹角等于36º,则行程速比系数等于。8.为减小凸轮机构的压力角,应当凸轮的基圆半径。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。10.增大模数,齿轮传动的重合度;增多齿数，齿轮传动的重合度。11.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。12.轮系运转时，假如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。14.铰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。１6.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。1７.机械发生自锁时,其机械效率。１8．刚性转子的动平衡的条件是。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k１。２1.四杆机构的压力角和传动角互为,压力角越大，其传力性能越。22.一个齿数为Ｚ,分度圆螺旋角为的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。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.标准直齿轮通过正变位后模数，齿厚。29．曲柄摇杆机构出现死点，是以作积极件，此时机构的角等于零。30.为减小凸轮机构的压力角，可采用的措施有和。31.在曲柄摇杆机构中，假如将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作____运动,即得到双曲柄机构。3２.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有性冲击；当其作运动时，从动件没有冲击。３3.标准齿轮圆上的压力角为标准值，其大小等于。3４.标准直齿轮通过正变位后齿距，齿根圆。35.交错角为9０的蜗轮蜗杆传动的对的啮合条件是、、。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________＿__＿_＿__轮系。二、简答题：１．图示铰链四杆机构中,已知lAB=55mｍ,lBC=40ｍm，lＣD=50ｍm,lAD＝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．鉴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．导致转子不平衡的因素是什么?平衡的目的又是什么？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．渐开线齿廓啮合的特点是什么？８.何谓基本杆组?机构的组成原理是什么？9．速度瞬心法一般用在什么场合？能否运用它进行加速度分析?１0．移动副中总反力的方位如何拟定?11．什么是机械的自锁?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?铰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形具有哪些特点？17．导致转子动不平衡的因素是什么？如何平衡?18.渐开线具有的特性有哪些?１9.凸轮机构从动件的运动一般分为哪几个阶段？什么是推程运动角？2０.什么是重合度?其物理意义是什么?增长齿轮的模数对提高重合度有无好处?2１.什么是标准中心距?一对标准齿轮的实际中心距大于标准中心距时，其传动比和啮合角分别有无变化?三、计算与作图题：1.计算图示机构的自由度，规定指出也许存在的复合铰链、局部自由度和虚约束。2．求图示机构的所有瞬心和构件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=1.4，滑块的行程Ｈ=60mm。导路偏距e=20mm,求曲柄长度lAB和连杆长度lＢC。4．已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K=１．25，摇杆长lCD=40mm，摇杆摆角Ψ=60º，机架长lＡD=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Z1＝24，Z２＝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ｒ1’和r2’。6．已知轮系中各齿轮齿数Z1=20，Z2=4０，Z2’=Z３＝２0,Z4＝6０,n１=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,规定指出也许存在的复合铰链、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=0．05时,应在主轴上加装的飞轮的转动惯量JF。9．设计一铰链四杆机构,已知摇杆长度为4０ｍm，摆角为40度,行程速比系数K为１.4，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．设计如题图所示铰链四杆机构，已知其摇杆CＤ的长度lCＤ=75ｍm,行程速度变化系数ｋ=１.5，机架AＤ的长度ｌAD＝100mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角φ＝45°,用作图法求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBＣ。1１.一正常齿制标准直齿轮m=4,ｚ＝３0,＝２0。，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。1２．如图,已知z1＝6,z2=ｚ2,＝25,ｚ3=5７，z４=56，求i14?13.计算图示机构的自由度,规定指出也许存在的复合铰链、局部自由度和虚约束。1４.如图F为作用在推杆2上的外力，试拟定凸轮1及机架3作用给推杆２的总反力R12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＝１．2５,摇杆长度lCD＝400ｍm,摆角Ψ=30°，机架处在水平位置。试用图解法设计拟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＝3.48，小齿轮齿数Z1=25。拟定这对齿轮的模数m;分度圆直径d1、d2;齿顶圆直径dａ1、dａ2；齿根圆直径dｆ1、df2。(10分）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、1．原动件数目2.相似于3．质径积4．等效转动惯量，等效力矩5.0,16．9０7．１.58．增大9．等加速；等减速１0.不变;增大１1.相反;相同12．定轴13．３;一条直线上１4.9００15．机架;低副16.扩大转动副半径1７．小于等于018．偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为019.曲柄;机架20．大于21.余角;差2２．z／cos３β２3.标准值;模数2４．２25.2；126.垂直移动路线的无穷远处2７．η=输出功/输入功=抱负驱动力/实际驱动力;小于等于0２8.不变;增长29.摇杆