《机械原理》考研复习

机械原理考研复习

绪论部分

基本内容：

1.机械手统的概念及其组成；

2.运动副：

低副：通过面接触的运动副，如转动副、移动副。

高副：通过点或线接触的运动副，如齿轮副、凸轮副。

3.机器、机构及其作用

典型考题：

1.由机械原理知识可知，手表应属于—A—。

A机器B机构C通用零件D专用零件

2.—B_是构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元。

A.机器B.零件C.构件D.机构。

3.平面运动副按其接触特性，可分为—B—。

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

4.机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间_B—产生相对运

动。

A.可以B.不能C.不一定能

5.机构是由构件和零件两个要素组成。（运动副）（F）

6.运动副是机构中两构件直接接触的可动联接。（T）

第一章：平面机构具有确定运动的条件

基本内容：

1.平面机构具有确定运动的条件

（1）可动性；（2）机构原动件的数目必须等于机构的自由度数目。

2.机构自由度的计算（主要要考虑复合较链、局部自由度、虚约束）。

典型考题：

概念题

1、机构的自由度就是构件的自由度。（F）

2、一切自由度不为1的机构，其各构件之间都不可能具有确定的相对运动。

计算题：

三、（8分）计算下图所示机构的自由度。打箭头的为主动件，若图中含有局

部自由度、复合较链和虚约束等情况时，应具体指出，并判断机构是否具有确

定的运动。

I

n=7,Pi=9;Ph=l

F=3n—2PL-Ph=3X7-2X9-1=2

B处为局部自由度；E处为复合较链

不具有确定的运动

n=7,PL=9;Ph=2

F=3n-2PL-Ph=3X7-2X9-2=1

B处为局部自由度；E处虚约束；H处为复合钱链

具有确定的运动

n=6,PL=8;Ph=l

F=3n-2PL-Ph=3X6—2X8-1=1

B处为局部自由度；E处虚约束；H处为复合钱链

具有确定的运动

n=5,Pi.=6;Ph=2

F=3n-2PL-Ph=3X5-2X6-2=1

具有确定的运动

n=4,PL=4;Ph=2

F=3n-2PL-Ph=3X4-2X4-2=2

具有确定的运动，如果在凸轮上再给一个输入作为原动件,可以使系统具有确定

的运动.

第二章平面连杆机构

基本内容：

1.四杆机构的基本形式

2.判断四杆机构的类型和方法;

3.平面四杆机构具有急回特性的条件；

4.最小传动角的计算，学会判断曲柄的转向；

5.机构的“死点”问题；

5.平面机构的设计，重点按行程速度变化系数设计。

典型考题:

概念题

1.钱链四杆机构的压力角是指在不计摩擦情况下连杆作用于_D_上的力与该力

作用点速度间所夹的锐角。

A主动件B..连架杆C机架D从动件

2.与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是_B-o

A惯性力难以平衡B点、线接触，易磨损

C设计较为复杂D不能实现间歇运动

3.曲柄摇杆机构的死点发生在_C_位置。

A.主动杆与摇杆共线B.主动杆与机架共线

C.从动杆与连杆共线D.从动杆与机架共线

4.偏心轮机构是由钱链四杆机构_A演化而来的。

A.扩大转动副B.取不同的构件为机架

C.化转动副为移动副D.化低副为高副

8、钱链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其

他两杆之和，而充分条件是取A为机架。

A.最短杆或最短杆相邻边B.最长杆；C.最短杆的对边。

/)

(T

3、偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。\

z

/T

(

4、在四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得到双摇杆机构。\

z\

(F

5、在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。\7

6、在转动副和移动副中都存在复合钱链。(

\

F)

7、曲柄摇杆机构的行程速比系数K不可能等于1。/

()

8、图示机构中，当箭头所示构件为原动件时，该机构存在死点。F

(

T

5.平面连杆机构其有急回特性的条件是：_原动件作等角速度整周运动一

输出件具有正反行程的往复运动.，极位夹角不等于零.。

6.试求所示机构当前位置的压力角（标有箭头的构件为主动件）：并试问机构在运动中，（a）、

(b)、(c)、三种机构哪个机构的压力角为常数？

计算题：

一、在曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，转速〃1=60rpm,且已知曲柄长，8=50mm,

连杆长，8c=70mm,摇杆长/a)=80mm,机架长&,=90mm,要求摇杆工作行程的平均

角速度小于空回行程的平均角速度，

(1)按比例作出机构简图；

(2)用作图法求出摇杆的极限位置、极位夹角6,并进而求出行程比系数K；

(3)在图上标出满足摇杆有急回特性的曲柄和摇杆的工作行程方向；

(4)摇杆的工作行程需要多少时间？

二、已知曲柄摇杆机构ABCD的摇杆长其摆角-=45°,摇杆的左极限位

置为铅垂位置，固定较链A、D同在水平线上，行程速比系数K=1.4,

(1)试用图解法确定机架AD、曲柄AB及连杆BC的长度；

(2)若摇杆CD以顺时针方向摆动为工作行程，为了保证摇杆CD回程速度比工作

行程速度快，试确定曲柄AB的合理转动方向？

(注意：题二图为示意图)

三、已知一偏置曲柄滑块机构，主动件曲柄AB顺时针回转，滑块C向左为工作行程，行

程速比系数K=l.l,滑块行程S=40mm,偏距e=10mm,

1.试合理确定其偏置方位，用图解法设计该机构，求出曲柄AB、连杆BC,并画出机构

草图。

2.试用解析法求其非工作行程时机构的最大压力角amax

3.当滑块C为主动件时，画出机构的死点位置

四、机构传动出现的''死点”对设计人员来说是个棘手的问题，试分析以下图示

机构

（1）哪个构件为主动件时机构会出现死点；

（2）图示机构是如何实现无死点的。

答案：（1）滑块C为主动件时机构会出现死点；（2）利用滑块C'的惯性作用

可避开死点。

2.将'10kg的重物向上举升35mm后急速返回可采用何种机构？（说出机构名

称即可）

答案：偏置曲柄滑块机构

第三章凸轮机构

基本内容：

1.凸论机构的基本类型

2.从动件的运动规律（四种），冲击情况，实用范围；

3.基本尺寸的计算公式，偏距的确定，基圆半径饿确定;

4.凸轮轮廓曲线设计，几何法；

5.滚子从动件凸轮设计。

典型考题：

概念题

1.—c一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

2.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_A措施来

解决。

A增大基圆半径B改用滚子从动件

C改变凸轮转向D减小基圆半径

3.在凸轮机构中，从动件作正弦加速运动规律时是会产生柔性冲击的。（F）

4.滚子从动件凸轮机构中，为了避免出现运动失真和应力集中，滚子半径应小

于或等于理论轮廓曲线的最小曲率半径。（F）

4.滚子从动件盘形凸轮的压力角必须在实际轮廓曲线上度量。（F）

5.所有平底直动从动件凸轮机构，其压力角均为0°。（F）

在于

计算题：

一、图示为一偏置滚子移动从动件凸轮的初始位置，凸轮为一偏心圆盘，圆盘的几何中心（圆

心）为A,凸轮转动中心为O,试直接在图上作出：

（1）理论轮廓曲线及凸轮的基圆半径与;

（2）当从动件远离凸轮转动中心作为其工作行程，试标出凸轮的合理转向；简单说明

为什么要取这样的转向？

用反转法标出凸轮转过90°时从动件移动的位移S及该位置的机构压力角a。（注意：不用

反转法者不得分）

二、下图所示为一偏置滚子移动从动件盘形凸轮机构。凸轮为一偏心圆盘（圆心为A,转动

中心为O）,试在图上作出：

（1）凸轮的理论轮廓和基圆（标明基圆半径%）；

（2）该凸轮机构的初始位置机构图；

（3）当从动件远离凸轮转动中心作为其工作行程，试标出凸轮的合理转向；

（4）试标出图示位置时从动件位移s和机构压力角a,以及凸轮从初始位置转过的

角度夕；

（5）其他条件不变：（a）若改变凸轮转向，从动件的运动规律是否改变？为什么？

（b）若凸轮的偏距变为0,从动件的运动规律是否改变？为什么？

三、有一偏置滚子从动件盘形凸轮机构，其凸轮为一半径R=35mm的偏心圆盘，圆盘几何

中心在0点，它绕定轴A等角速度逆时针转动。0A=15mm,滚子半径r「=5mm,为减小

从动件在工作行程中的最大压力角，采用偏置从动件，其偏距e=10mm。

1.试按1：1画出凸轮机构。

2.若从动件远离凸轮转动中心为工作行程，试合理确定从动件的偏置方位。

3.试画出基圆，求出凸轮从最低点转过90。时从动件的位移S,并在图上标出此时的压

力角a。

第四章齿轮机构

典型考题：

概念题

1.按给定角速度传递两平行轴回转运动的一对齿轮，其齿廓应该满足的条件为:

两齿廓每一瞬时接触点的—公法线—必须通过一两回转中心连线上的—给定的

点，这一定点为一节点___o

2.渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角—

B_o

A.加大B.不变C.减小D.不能确定

3.用齿条型刀具加工*=20°、，/za*n=1、£=30°的斜齿圆柱齿轮时不产生根

切的最少数是Bo

A.17B.14C.12D.18

4.渐开线在—B—上的压力角、曲率半径最小。

A.根圆B.基圆C.分度圆D.齿顶圆

5.两渐开线齿轮的齿形相同，则—A—

A.它们的模数一定相等B.它们一定满足正确啮合条件

C.它们的基圆的压力角一定相等

6.在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，齿廓接触处所受的法向作用力方向

Co

A.不断变化B.不能确定C.保持不变

7.直齿锥齿轮的标准模数和标准压力角在_C_上。

A端面B轴面C大端D小端

8.渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与_B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、a、h*a、c*均为标准值，且分度圆齿厚_C一齿

槽宽的齿轮。

A小于B大于C等于D小于且等于

10.无论是标准齿轮与齿条啮合，还是变位齿轮与齿条啮合，齿条的速度都等

于齿轮分度圆的圆周速度。(T)

11.斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两轮模数相等，两轮压力角相等。(F)

12.渐开线齿廓上各点具有不同的压力角，离开基圆愈远，压力角愈小。

(F)

计算题：

一、一对正确安装的外啮合渐开线标准直圆柱齿轮，齿数Z|=19,Z2=42,模数m=5mm,

压力角a=20°,齿高系数4*=1,C*=0.25,

(1)试计算这对齿轮的基圆半径5、52；齿顶圆半径%、“；节圆半径斗、弓及

标准中心距a；

(2)若这对齿轮的安装中心距a比标准中心距a加大2mm,求其节圆半径小、r2；啮

合角a及顶隙c；并用作图法求出实际啮合线的长度，进而求出重合度之。(18

分)

二、在下图所示的齿轮机构中，已知各直齿圆柱齿轮模数加=2,勿77,齿数

Z,=15,Z2=32,Z2=18,Z3=30,压力角a=20,齿顶高系数%=1,顶隙系数

C*=0.25。

(1)齿轮2'、3为标准齿轮传动，试计算这对齿轮的分度圆直径d,.、德；基圆直

径，2，、"方3；齿顶直径d*、4B；齿根圆直径4/2、dQ；

(2)要求齿轮1、3的轴线重合，齿轮1、2应选什么传动类型？

(3)若齿轮1、2改为斜齿轮传动来凑中心距，当齿数、模数不变时，斜齿轮的螺旋

角为多少？

(4)当用范成法来加工齿数马=15的斜齿轮1时，是否会产生根切？说明理由。

三、采用标准齿轮条刀加工渐开线直齿圆柱齿轮。已知刀具齿形角a=20。，齿距为47tmm,

加工时刀具移动速度v=60mm/s,齿坯转动角速度co=lrad/s。

1.试求被加工齿轮的参数：模数m、压力角a、齿数z,分度圆直径d、基

圆直径db.齿根圆直径df。

2.如果刀具中线与齿轮毛坯轴心的距离为L=58mm,被这样加工出来的齿

轮是正变位还是负变位齿轮，变位系数是多少？分度圆齿厚S是多少？

四、已知斜齿轮传动齿数Z|=20,Z2=40,模数mn=8mm,压力角a=20°,齿宽B=30mm,

中心距a=250tnm,试求其螺旋角0。

五、

1.已知一对标准齿轮zi=24,Z2=96,/n=4mm,a=20°,/ia*=Lc*=0.25。

1)试计算大小齿轮的分度圆直径d\,d2；齿顶圆直径dal,da2,并用图解

法求出重合度£o

2)若这对齿轮使用日久磨损严重需要修复，按磨损情况，拟将小齿轮报废,

重新制作小齿轮，而大齿轮进行修复，已知修复后的大齿轮的齿顶圆要减小

4mm,试确定这对齿轮修复时的变位系数Xi,X2.

答案：

(1)齿顶圆直径ch,=104mmda2=392mm

(2)等移距变位；大齿轮负变位；小齿轮正变位

变位系数x2;da2=zm+2为a*ill=392mm

-2x2m=4x2=-0.5mmx,=0.5im

2.某传动装置采用一对标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数zi=20,Z2=54,

m=4mm,加工时误将箱体孔距键大为〃=150mm,齿轮尚末加工。

当采用斜齿圆柱齿轮进行补救时，求出其螺旋角

答案：将齿轮改为斜齿轮，使中心距等于：

a=m(Zj4-Z2)/(2COS^)=4X(20+54)/(2COS/?)=150mm

cos/?=a/d=148/150=0.9867

第五章齿轮系

1.基本周转轮系是由一C―构成。

A.行星轮和中心轮B.行星轮、惰