东北农业大学工程学院808机械设计基础（含机械原理与机械设计）之机械原理考研导师圈点必考题汇编

2017年东北农业大学工程学院808机械设计基础（含机械原理与机械设计）之机械原

理考研导师圈点必考题汇编（一）说明：①本资料为学员内部使用，整理汇SS了历届导师圈点的重点试题及常考试题。一、判断题TOC\o"1-5"\h\z1.蜗杆传动中，蜗轮法面模数和压力角为标准值。（ ）【答案】X【解析】蜗轮的端面参数为标准值。.为了避免从动件运动失真’平底从动件凸轮轮廓不能内凹。（ ）【答案】。.基本杆组自由度数等于原动件数。（ ）【答案】错【解析】基本杆组自由度数为零。4.斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是,"”=^02,财=%2。（ ）【答案】x【解析】斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：%产％2,風=功2（外啮合取负，内啮合取正）.根据渐开线的性质，基圆之内没有渐开线’所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计得比基圆大。（）【答案】XTOC\o"1-5"\h\z.标准直齿圆柱齿轮外啮合传动中，不能同时有3对轮齿啮合。（ ）【答案】V7.可以用飞轮来调节机器的非周期性速度波动。（ ）【答案】错【解析】飞轮只可以用来调节机器的周期性速度波动。8.斜齿轮的端面模数大于法面模数。（ ）【答案】V【解析】斜齿轮的端面模数与法面模数之间的关系：旧=諦9.加工变位系数为x的变位齿轮时，齿条刀具的中线与节线相距m距离"【答案】。10.具有转动副的机构中，若生产阻力加大.则摩擦圆半径加大。（ ）【答案】错【解析】由「（摩擦圆半径）-fr（摩擦副半径）仅知，rt-pt-Mf（摩擦力矩）L二、简答题11.擒纵机构也是一种间歇运动机构’应用这种机构的主要目的是什么？你能利用擒纵机构设计一种高楼失火自救器吗？【答案】擒纵机构结构简单，便于制造，价格｛氐，但振动周期不稳定，主要用于计时精度要求不高、工作时间鼬的场合。高楼失火自救器的机构简图如图所示。自救器主要由齿轮1、2和擒纵机构3、4组成。悬挂人的绞绳绕在齿轮1的套筒上，齿轮2与擒纵轮3固连在一起，并绕同一根轴旋转。图12.为什么槽轮机构的运动系数k不能大于I?【答案】当主动拨盘回转一周时，槽轮的运动时间。与主动拨盘转一周的总时间（之比，称为槽轮机构的运动系数，即k=W又因为槽轮为间歇运动机构，则心,所以槽轮机构的运动系数&不能大于1。13.既然虚约束对机构的运动实际上不起约束作用'那么在实际机构中为什么又常常存在虚约束?【答案】为了改善相同的受力情况，增加机构冈！）度或保证机构运动的顺利等目的。.当电钟电压不足时，为什么步进式电钟的秒针只在原地震荡，而不能作整周回转？【答案】图为用于电钟的棘轮机构。当电钟电压充足时，电钟可以正常地工作。当电钟电压不足时，电磁铁对摇杆的吸弓I力减小，不足以抵抗弹簧的阻力。因此,当电子线路给电磁铁一个

电脉冲时’摇杆略微绕顺时针方向摆动，随后在弹簧力的作用下向左摆动并碰到挡铁。故步进式电钟的棘轮只能在原地=做微笑的转动，进而使秒针只能在原地振荡，而不能做整周回转。.棘轮机构除常用来实现间歇运动的功能外，还常用来实现什么功能？［答案】棘轮机构除了常用的间歇送进功能外，其它主要功能有：制动、转位分度、超越离.既然动平衡的构件一定是静平衡的’为什么一些制造精度不高的构件在作动平衡之前需先作静平衡？【答案】（1）静平衡所需的设备简单、操作过程快捷’易方便地确定出构件的偏心质量。（2）经过静平衡后，各偏心质量所产生的惯性力和惯性力偶矩大大减小，可方便地控制在动平衡设备的测量范围内。经过动平衡后，可进一步提高构件的动平衡精度。17.试画出直角坐标型（图，人球坐标型（教材图2）和关节型（教材图3）操作机的工作空间简图’并分析比较这些操作机的工作性能和适宜的作业范围。图1［答案】(1)直角坐标型操作机工作空间范围如图3(a)所示。直角坐标型操作机具有三个移动关节，可使手部产生三个相互独立的位移。优点是定位精度高，轨迹求解容易，计算机控制简单等；缺点是操作机本身所占的空间尺寸较大，工作范围小，操作灵活性较差’运动速度较低。(2)球坐标型操作机工作空间范围如图3(b)所示。球坐标型操作机具有两个转动关桐口f移动关节。优点是结构紧凑,所占空间尺寸小，相对工作范围较大’手部可获得较高的速度，但手部外伸离中心轴越远，其切向位移分辨精度越低。通常用于搬运机器人。(3)关节型操作机工作空间范围如图3(c)所示。关节型操作机具有三个转动关节’又有垂直关节和水平关节两种布置形式。具有结构紧凑’所占空间小，工作空间大’其中垂直关节型能绕过基座周围的一些障碍物，而水平型的在水平面具有较大的柔性，在垂直面上具有很大的刚性，对装配工作有利，但是运动直观性差，驱动控制匕匕较复杂；是目前应用最多的一种结构形式。.何谓封闭功率流？在什么情况下才会出现？有何危害？［答案】在封闭式行星轮系中，可能有一部分只在轮系内部循环流动的功率称为封闭功率流。在选用封闭式行星轮系，当其型式及有关参数选择不当时，可能会形成封闭功率流。危害:封闭功率流将增大摩擦损失功率，降低轮系强度，对传动十分不利。三、计算分析题.如图（1）所示机构的尺寸位置均已知，其中口i=10湖/s（常数），长度比例尺糾=0.01mmm。求&点的速度「和加速虔图【答案］（1）B为构件1、2上相重合的点，速度和加速度相同，*=秋如B、 C为构件2上两点，根据两点间运动关系可得"=*+y

大小？饲如？

方向丄CD1AB1BC其中*=佃如=纳四/8=1・8饥/$，取比例尺卩、=0A（m/s）/nun'画速度多边形如图（b）所示’得：、'c="Pc=3.4/n/sC、 E为构件4上两点，根据运动关系可得：咋 =々+&大小 ？寸?方向〃导轨 丄CD LEC继续作速度多边形图，由图得*=卩、pe=22m/s,方向向左图(2)a?+始=aH+a(7j+ak大小unhn? (thIab aiku?方向C■*D丄DC0->AC-*B丄CH其中如=u)Uah=18.5m/s2.奇M=U^lai~17m/s•«<*=u^la>=30.5m/宀取比例尺“/\(.mls2)lmm•画加速度多边形如图(C)所示。a»： —Or+<1h大小？J?方向〃导轨丄IX'丄％继续作加速度多边形图,由图得"""7。4"、.方向向右一.如圏所示的铉链四杆机构中，已知：Iab=120mm,Ibc=400mm.Icd=280mm.IDA=450mm,各杆的质量及质心&，S2,S3的位置分别为mi=0.1kg,lASi=75ww:m2=0.8kg,7flSj=200mm:m3=0.4kg,项、=150/mw.试对该机构逬行平衡设计，以使其运转时机构惯性力完全平衡。图【答案】为了使该机构惯性力完全平衡’既可采用质量静替代法，也可采用对称机构平衡法。本题采用质量静替代法，通过在两连架杆BA和CD延长线上各加f平衡质量使其达到完全平衡。设的=l(X)mm,心=200mm,求得响，m"并求岀机构平衡后的总质量m及总质心位置&解题步骤如下：

用质量静替代的方法将构件1,2,3的质量分别代替到钗链A，B,C.D的中心上’得:=卜十.2當'X°・1=00375(kg)— =0.0625(kg)m知'120

"艺•屿=—x0.8=Mkg)I200叫e=产叫=疝x08=°4(kg)ntyC=my= x0.4=0.214(kg)4力3=*淙Wx0.4=0.186(kg)，cd ZHUmB=/nl/t+m2B=0.4+0.0625=0.4625(kg)mc=m2c+miC=0.4+0.214=0.614(kg)求加在曲柄1及揺杆3上的平衡质量nw」及m卧为平衡mB所弓|起的惯性力，应有：mE\rE\=mBlABmE\

rmE\

rE\同理,为平衡血所弓I起的惯性力，应有：mE3rE3=mJcD%=團=竺譜=。・86。魄)rEi200(3)求机构总质心S的位置。A点的质量：100 方mA=miA4-mB+mEi=0.0375+0.4625+0.555=1.055(kg)D点的质量:mD=mc+niyD+mEi=0.614+0.186+0.860=1.66(kg)

久：板=%：叫=^^=1・57450-1ds=1.571ds1ds=175mm(4)求机构的总质量。m=mA+mD=I.055+1.66=2.715(kg)因此，当机构运动时，机构的总质心处于S点静止不动，此时该机构达到惯性力的完全平衡。该臓也可通过加平衡机构的方法使其惯性力完全平衡，具体作法请读者思考。.图示机构a=20mm，d=40mm构件仆为主动构件，以角速度。)作匀速运动。(1)在入、B、D三个转动副中，哪些为周转副’哪些为摆转副？(2)利用速度瞬心法，确定出机构在图示位置时构件2上绝对速度为零的点的位置。(3)画出导杆3的极限位置，标出极位夹角。.并确定机构的行程速比系数。图1【答案】(1)易知，A、B为周转副，D为摆转副。(2)由于机架绝对速度为零，由于两构件速度瞬心是其速度相等的点，因此找到构件2与机架的瞬心即可，如图2所示4厂以AB杆长为半径，A为圆心作圆,并作(。弓)与圆相切’即可得两极限位置AB|D、A&D,则极位夹角：0=ZB\DB2=2Z4DB,=2arcsin^=60°行程速比系数为:心理地2180。一0.图示为一钗链四杆机构的运动简图、速度多边形和加速度多边形。要求：(1)根据两个矢量多边形所示的矢量关系，标岀多边形各杆所代表的矢量，并列出相应的矢量方程。(2)求岀构件2上速度为零的点以及加速度为零的点。

【答案】(1【答案】(1)速度矢量方程=布+祐,加速度矢量方程&=禪+%•=&+用8+%•其中*=Pb/A，vc=pc^iv,VCT-bcpv,%=沥0"，aCB=b，n，2Pa>aCB=n，2C，^U*外，4=〃：；。'〃“，，C=忒也(2)MCE〜Abcp.得E点，咋=0；MCF~M'S得F点，。尸=。.知一对渐开线直齿圆柱齿轮机构的参数如下4=15,z2=21,模数m=5mmch；=l,c=0.25.xt=0.3128.x2=-0.1921«(1)判断在用齿条型刀具范成加工这两个齿轮时’是否会产生根切现象?(必须有计算过程)(2)求出这一对齿轮作无侧隙啮合传动时的中心距。‘<•(3)说明这一对齿轮的啮合传动属于哪一种类型。［答案】(1)两轮不发生根切的最小变位系数为：可顽=旦3^=0・【176，x,min=^^=-0.2353因为XI>丄皿-X2>^min-所以两轮均不发生根切。(2)无侧隙啮合啮合角的计算公式：15+21小出=2阕2°(°.3128—0」92l)+j仲20=0.017344615+21得到实际啮合角:*=21.04’又标准中心距:故传动时的实际中心距:，acosa90xcos20°ar.,.A

a= = =90.614mmcosa cos21.04°(3)由上可知：«'>«，故为正传动。.在图/示机构中，已知％=30mm,/AC=70min，&=15mm•匀角速外=10rad/s，转向如图所示’4=45。。(1)取Pi=ImiVnin.绘机构运动简图；【答案】(1)按比例绘图即可，由三心定理可以画出两机构的瞬心如图2所示:(2)如图3所不取冋=1°書作速度矢量多边形(a)和加^=100^^速度矢量多边形(b),如下图所示:由比例关系有:图333=竺潔。10备3.46r/s逆时针方向对5点进行加速度分析有:a酊:由比例关系有:图333=竺潔。10备3.46r/s逆时针方向对5点进行加速度分析有:a酊:大小

方向*a®="faa»)lcD? 糾加B—C±BCB—A由于s=^_3.46r/s逆时针方向，代入数据即有：+a®2af2vDn?±BD//BDa却=損IcbR646.47mm/s20位=2如=3000mm/s2VB3B2=^D3D2对D点及BD杆进行速度分析有:Vm4=叱【CD1CD由于已知叱和代则有：VD3D2=VB2丄泅VD2B2VD3D2±BD//BDvm=oj3Ico=51.9mm/s

vn=糾加=300mm/s如速度矢量多边形（a）有： vmD2=/^d3d2^190mm/s方向由d2-^d3如加速度矢量多边形（b）有：a©B2=2a）2 =23嵌gs=1315mm/s2从而有:aS3= 几'6'3s=33800mm/s2£3=詈=礬=70.4r/s，顺时针方向.已知凸轮按逆时针方向作等速回转’其基圆和偏距圖如图7(。)所示，从动件在推程、远休止阶段的位移线图如图1(b)所示。试求：(1)画出推程阶段和远休止阶段的凸轮廓线；(2)标出凸轮从起始位K回转IXO时，凸轮廓线上B点的压力角叫：(3)作出当o)=10nids时，从动件在上述阶段的速度、加速度线图；(4)说明在何处产生何种冲击？图1【答案】(1)由反转法，可作凸轮廓线如图2(1)所示，其中4080与为推程段，BR为远休止阶段。图2图2(2)压力角为运动方向与力的作用方向的夹角,如图3(1)所示。b即为所求。(3)如图3(2\(3)所示，分别为速度和加速度图，其中:v=-fv=—x10=0.0955m/5eji180°225* 9图3180°180°225* 9图3180°(4)由图3(2丄(3)可知，在0和18()处加速度无穷大，所以在此两处为刚性)中击。26.—对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，已知齿数新=25,&=55,模数为=2mm，压力角a=20°，h：=1.c=0.25试求：(1)齿轮1在分度圆上齿廓的曲率半径P(2)齿轮2在齿顶圆上的压力角《2。

(3)如果这对齿轮安装后的实际中心距"=81n】m,求啮合角和两齿轮的节圆半径。r；【答案】(1)齿轮1的基圆半径：r..=rcosa=竺^cosa=竺竺cos20=23.492mm如 2 2齿轮1在分度圆上齿廓的曲率半径〃：p=^)tana=23.492tan20=8.55mm(2)齿轮2的齿顶圆半径：妇=?(Zi+2力;)=(25+2x1)=27min=qtvcos(^^?)=2932'齿轮2在齿顶圆上的压力角％=qtvcos(^^?)=2932'aa2=arccos包

aa2=arccos(3)标准中心距〃=号(％+&)=負(25+55)=8()mm啮合角q'=mosq/〃'=80cos20/81=2152'*'+4‘=81,r^/r^=z2/=55/25=11/5解得：二‘=25.3125mm,r/=55.6875mm27.在如图1(a)所示的剪床机构中’作用在轴B上的阻抗力矩，"的变化规律如图/(方)所示,其大小为M；=20Nm・M：=1600Nm.设驱动力矩虬为常数，轴B的转速为〃、=Sr/nin,现在求：(1)当保证运转速度不均匀系数5=0.04时，需在轴B饷加飞轮的转动惯量七的值：(2)当取齿轮1为等效构件，且设弓=22，弓=85时，试求在轴A应加的飞轮等效转动惯量丄(不计其他构件转动惯量和质量X图1【答案】(1)如图2所示。首先，求驱动力矩：

330 302tiM.=—x2jiM；+—x2"

d360r360r

a/330M.= 』360然后,。处：1然后,。处：1处:△W=0330AW=—x27t(A/d-M；)=7583(J)3602处：AW=0则最大盈亏功为：l"]=MVg-Mf=758.3(J)最后’可求得需在B轴上加的转动惯量是：=497.3kg*m758.3=497.3kg*m贝x2打x().()460J(2)由等效原理可得:=497.3x(W)=33.3kg・n?28.试设计一对心直动滚子推杆盘形凸轮机构，滚子半径「TOmm,凸轮以等角速度逆时针回转。凸轮转角*0°〜120。时，推杆等速上升20mm：6=120。〜180•时，推杆远休止；280。〜270,时,推杆等加速等减速下降2。mm：M7()°〜360时，推杆近休止。要求推程的最大压力角K3。。•试选取合适的基圆半径，并绘制凸轮的廓线。问此凸轮机构是否有缺陷，应如何补救。【答案】f情况下儿(。・1〜。・5)八，初步选取凸轮的基圆半径，-50mm。根据已知条件，凸轮的理论廓线坐标为：其中，位移S需分段计算。工=(尸°+s)sin5>y=(r0+s)cos5推程：乩=120°=2淑3,s-h&j&\=3Q&顷、其中，&=[0,2村/3]远休止:

瓦2=60°=汗/3,52=20回程：&3=90°=n/2等加速回程：S3=知一2知品/房3=20—160房//，其中,&=[0，渤4]等减速回程：务=2加（&,—&）2/島=40（”一2&）2//，其中，&=O/4m/2]近休止：珈=90°=兀/2,，=0，其中&=[。5/2]推程压力角:a=arctanr°+s取计算间隔为5。，将以上各式代入式①计算理论廓线坐标值。其中推程时s时远休止时$=跖+&,回程时合=跖+踪+&,近休止时8=&1+&Z+瓦3+&,计算结果如表所示。对心直动滚子推杆盘形凸轮机构中凸轮工作廓线的坐标为：X=x—r,cQ?>0y=y—r,s\nf）其中，sinf?=((Lr/d5)//(&/船尸+(心+，尸cos^~—(dx/d^)/J(dj7d^)‘+(dy+d3)‘推程阶段:&=[0,2行/3]d;r/d3=(ds/dS)sin^+(&+$)«)©=—sin^i+(r()+s)co畸dy/dS=(ds/d5)c。略~(r0+s)si#】=—cos^.—(r0+s)sin^远休止阶段:&=[Om/3]回程阶段：①等加速回程cLr/(W=(r0+s)cos(2?r/3+&)

dy/dS=回程阶段：①等加速回程&=[0,n/4]dr/dS=(ds/d^)sin(jr+&)+(L+s)cos(jt+&)

=—^^$3sin(?r+&)+(j+s)cos(?r+83)

dy/d$=(ds/d^)cos(jr+&)—(r(>+s)sin(兀+&)

Q?n=—苛公cos(?r+&)—(ro+s)sin(?r+&)②等减速回呈&=[死/4.木/2]dx/dS=(d$/dB)sin(»r+&)4-(r04-s)cos(芥+&)=—孚(28」一7r)sin&+&)+(%+$)cos(k+&)

dj/dd=(ds/d^)cos(汗+&)—(/o+s)sin&+&)=-^^(2&-jt)cos(k+&)-(fo+s)sin(jr+&)近休止阶段：&=[0,汗/2]di/dS=(。+s)cos(3?r/2+&)dy/d^=—(r*o+s)sin(3n72+&)表6Xy9X9ya0"0.000so.000i.87640.17810.812,5-4.43050.6405.41340.688)0.640"IO-8.97250.8829.05440.88210.472*•120。60.622-3551.365-31.2167.768°350*一8.6«249.240一6.94639.392355。-4.35849.810-3.48639.847360*0.00050.0000.00040.000凸轮工作廓线计算结果如表所示。推程段的最大压力角为10.812。，相应的凸轮转角为0’。由于凸轮在推程段的最大压力角远小于30°，故如有必要，凸轮基圆半径可适当减小。凸轮的轮廓曲线如图所示。该凸轮在万=0°时，有突变，所以在推程的初始阶段，应用正弦加速度运动规律代替等速运动规律。图2017年东北农业大学工程学院808机械设计基础（含机械原理与机械设计）之机械原

理考研导师圈点必考题汇编（二）说明：①本资料为学员内部使用，整理汇SS了历届导师圈点的重点试题及常考试题。一、判断题TOC\o"1-5"\h\z渐开线内齿轮的基圆一定位于齿根圆之内。（ ）【答案】V一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，齿轮的分度圆和节圆的大小一定相等。（ ）【答案】X［解析】一对渐开线直齿标准圆柱齿轮啮合时，如果按标准中心距进行安装，则齿轮的分度圆和节圆重合。钗链四杆机构，若以最短杆为机架便可形成双曲柄机构。（ ）【答案】x［解析】对于满足杆长条件的饺链四杆机构，若以厩杆为机架便可形成双曲柄机构。螺旋副中，螺纹的升角愈高，自锁性愈差。（ ）【答案】对在凸轮机构中，基圆半径取得较大时’其压力角也越大。（ ）【答案】x【解析】在正偏置的凸轮机构中’基圆半径越大时’其压力角则越小。6.当机械效率小于I大于。时’机构即发生自锁。（ ）【答案】错【解析】当机械效率〃"时’机械则发生自锁。7.渐开线齿轮的基圖愈小，其齿廓曲线愈平坦。（ ）【答案】X【解析】渐开线齿轮的基圆半径愈大，齿廓曲线的曲率半径愈大：当基圆半径为无穷大时，齿廓为一直线，即为齿条。因此渐开线齿轮的基圆半径愈大，其齿廓曲线愈平坦。.锥齿轮的正确啮合条件是两齿轮的大端模数和压力角分别相等。（ ）【答案】x【解析】一对渐开线直齿锥齿轮正确啮合条件：大端模数和压力角相等，同时两轮的锥距相等，锥顶重合。TOC\o"1-5"\h\z.齿条是相当于齿数为无穷多的齿轮，那么齿条与齿轮啮合时’其重合度当为无穷大。( 1【答案】x【解析】重合度随着齿数的增多而增大，当齿数趋于无穷大时，重合度极限为L981。.若将安装在高速轴上的飞轮移置到低速轴上・那么机械系统的速度波动也会变小。( )【答案】错X ［»1【解析】°=妃四由上式可知，在伽］与(丿+人)一定时，$与外的平方成反比，若将安装在高速轴上的飞轮移置到低速轴上，那么机械系统的速度波动会变大。二、简答题11.为什么平面铉链四杆机构一般只能近似地实现给定的运动规律和轨迹？［答案］因为平面校链四杆机构最多只能实现五个精确位置。如给定的运动规律和轨迹要求超过五个精确位置,则平面钗链四杆机构将无法满足所有的要求。因而只能精确地满足某些位置要求，而另一些只能近似地予以满足。.一高速回转轴有动平衡要求’但由于轴的结构特殊不便于作动平衡实验。该轴的材料为电渣重熔的(能保证轴材料的均匀性〉轴的几何尺寸公差和形状位置公差均控制得很严’该轴欲不作动平衡实验’问是否可行？【答案】不可行。虽然能保证该轴材料的均匀性，且轴的几何尺寸公差和形状位置公差控制得很严格，但是高速回转轴具有很高的动平衡要求，这是因为轴可能存在的较小的不平衡质量’将会使轴在高速回转过程中产生极大的惯性力和惯性力矩,因此,必须进行动平衡实验。.何谓质量代换法？进行质量代换的目的何在?动代换和静代换各应满足什么条件?各有何优缺点?静代换两代换点与构件质心不在一直线上可以吗？［答案】(1)质量代换法是把构件的质量按一定条件用集中于构件上某个选定点的假想集中质量来代替的方法。质量代换法是设想把构件的质量按一定条件用集中于构件上某几个选定点的假想集中质量来代替的方法称为质量代换法。目的：质量代换法只需求各集中质量的惯性力，无需求惯性力偶矩，简化了惯性力的确定。动代换满足的条件：0弋换前后构件的质量不变；②代换前后构件的质心位置不变；③代换前后构件对质心轴的转动惯量不变。优点：代换后，构件的惯性力和惯性力偶都不会发生改变；缺点：T弋换点确定后，另T弋换点位置不能随意蟀，否则会给工程计算带来不便。静动代换满足的条件：①｛弋换前后构件的质量不变；②代换前后构件的质心位置不变。优点：两个代换点位置均可以任一选取’引起的误差能被一般工程接受’常为工程上所采纳；缺点：代换后，构件的惯性力偶会产生一定误差。静代换时，两代换点与构件质心必在线上，因为两代换点的质心荘两代换点的连线上，如果两代换点不与构件质心共线，则无法满足代换前后构件的质心位置不变这个条件。.试论证渐开线齿廓能够满足定角速比要求。【答案】如图所示(1)过啮合点K作两齿廓的公法线nn.与两轮连心线交于C点：(2)根据渐开线的性质，公法线tin必是两基圆的内公切线；(3)根据瞬心定律，有：gs=CO2：COi：(4)同一方向的内公切线只有一条，它与连心线的交点C的位置是固定不变的。因此，渐开线齿廓满足定角速比要求。.何谓周期性速度波动？其产生的原因是什么？用什么方法加以调节？能否完全消除周期性速度波动？【答案】机械在稳定运转时，通常由于驱动力与阻力的等效力矩或(和)机械的等效转动惯量的周期性变化所引起的主动轴角速度的周期性波动。产生的原因是等效力矩、等效转动惯量呈周期性变化。可以用加飞轮的方法加以调节。但是不能完全消除周期性速度波动。.何谓速度瞬心？相对瞬心与绝对瞬心有何异同点？［答案］速度瞬心为互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点。绝对瞬心的绝对速度为零，相对瞬心处的绝对速度不为零。.机构组成原理是什么？【答案】任1可机构都可以看成是由若干个基本杆组依次连接于原动件和腆上而构成的。

.—对啮合的标准齿轮’如果不按标准中心距安装时’啮合角和压力角有什么关系？节圆和分度圆有什么关系？［答案］一对啮合的标准齿轮，如果不按标准中心距安装时，中心距变大时，啮合角恒等于节圆压力角，大于分度圆压力角；节圆和分度圆不重合。三、计算分析题.已知机组在稳定运转时期主轴上的等效阻力矩变化曲线Mr(仞如图所示，等效驱动力矩为常数’主轴的平均角速度纣=lgd/s为减小主轴的速度波动，现加装一个飞轮，其转动惯量厶=9.8kg・n?，不计主轴及其它构件的质量和转动惯量。试求：(1)等效驱动力矩Mg(2)运转速度不均匀系数齐(3)主轴的最大角速度％队及最小角速度％它们发生在何处(即相应的们值X图【答案】(1)由于一个周期中驱动力矩与阻力矩所作功相等’故:7R4可求得：^=-^=19.6N-m(2)由题中等效阻力矩与等效驱动力矩变化关系可知’B点盈功最大，即利g出现在B点;C点亏功最大，即％”出现C点。求B、C两点位置如下：7?19.6it5 3tt19.6tt_11^=T+78^XT=V, 2'-78^XT=V可知最大盈亏功为：AJTmax=yx(78.4-19.6) =69.27J由速度不均匀系数公式，有：呑=阵=舞^。.。7。7

a^JF1。2乂9.8切2(3)最大角速度和最小角速度发生位置已经由(2)求出.最大角速度和最小角速度分别为:=10・35rad/sa)min=a)m(l-3)=9.65rad/s

切2.已知齿轮，、2是一对外啮合正常齿制标准齿圆柱齿轮・m=2mm，又Q=20°,宥=20,&=48.齿轮3、4是一对外啮合标准斜齿圆栓齿轮•%=16，z4=37.mn=2.5mm.an=20试完成：(1)若计算直齿轮1的分度圆半径4,齿顶圆半径妇•基圆半径么及齿距Pi:(2)若斜齿轮3、4的中心距与直齿轮1、2的标准中心距相等，试求斜齿轮的螺旋角。，并判断齿轮3是否根切。【答案】(1)分度圆半径为:r\-~吹］=—x2x20=20mm齿顶圆半径为:% +2/jJ)=^x2x(20+2xl)=22mm基圆半径为:仏=qcos。=20xcos20°=18.974mm齿距为:Pi=rem=2tt=6.283mm(2)直齿轮1(2)直齿轮1、a=—(d^+d2)=-m(z.y+z2)=—x2x(20+48)=68mm由公式知斜齿轮3、4的中心距为：驾(宀)=*变形得到:2x682x68可得:P=arccosO.974=13.03°由根切判断条件有:zmin=17cos3/?=15.7<z,=16故不会根切。.图示为一凸轮机构运动简图，其尺寸比例尺M=0.001S/m〃)凸轮2以等角速度『绕轴心A转动，在摆杆3上〃点作用有水平外力Q(1)分析机构在图示位置时的压力角a以及摆杆3的角位移9:(2)已知凸轮与摆杆3±C点接触处的摩擦角妇30。.各转动副的摩擦圆半径p=5mm，设外力Q=150N,试分析在图示彳立置时摆杆3的真实受力，以及需加在凸轮2上的主动矩M?的大小(写出表达式即可I

图1图1【答案】(1)如图2所示，连接OC、BC.过C点作BC垂线，其与0C所夹锐角即为压力角作凸轮的基圆，并以B为圆心，BC为半径作圆弧，其与基圆交于C'，则BC和BCJ沂夹的锐角即为摆杆3的角位移心图2(2)如图3所示，摆杆3的受力如图3所示，比例尺为角=孕N/mmBC图3C图3三角形各力方向和大小分析如下：大小150N? ?大小150N? ?方向7 P \/由于凸轮与摆杆3上的C点接触处的摩擦角为30。，五R”的方向与C点凸轮廓法线成30。。孔“切于B点摩擦圆，与Q、五瞬交于同一点,且对B点力矩方向与3杆转向相反。因此有:另外，由于尸皿与％源是作用力与反作用力，因此大小相等，方向相反。对凸轮2受力分析可知，犬"切于A处摩擦圆，方向与五世相反，并且对A的力矩方向与气相反。因此有：M2=Fr^L^90x29=26lON・mm.图示为一带式运输机’由电动机1经带传动及一个两级齿轮减速器’带动运输带8。设已知运输带8所需的曳引力阵5500N,运送速度〃=0.12,必带传动（包括轴承胭效率0=。・95,每对齿轮（包括其轴承）的效率仇=°97，运输带8的机械效率％=09试求该系统的总效率及电动机所需的功率。图［答案】该系统的总效率为I）=N0=0.95x0.972x0.92=0.822电动机所需的功率为N=Pv-=5500x1.2*10-3/0.822=8.029（如）.图示为一曲柄滑块机构的三个不同位置，尸为作用在滑块上的力，转动副A和B上作画的虚线圆为摩擦圆，试确定在此三个位置时，连杆A3上所受作用力的方向。图1【答案】

W32334BRW32334BR34图2.如图/所示为一刨床刨刀驱动机构示意图，已知机架长=500，s.钗链点A到刨刀导路的距离为300mm,刨刀的行程为800〃〃〃,皎链点E的一个极限位置妇刚好处于CA的延长线上，K K |由己知行程速比系数K=2,可得极位夹角为：。=180預三=6()。A+1分析易知DF即为行程的一半，即:FD=4mrnn则根据图中几何关系可得到：曲柄：A8=!AC=250，"?，导杆CD=8（X）/nw.连杆DE=414/wh易得最小传动角：端,=82.3。.已知一对外啮合变位齿轮传动的z,7.212.m10mm.a20°.h'「I,a'130mm.试设计这对齿轮（取XiWX【答案】（1）确定啮合齿轮的标准中心距：。=3（Z]+Z2）=^x（12+12）=120/n/w确定啮合角:*=arccos"丿*=arccos"丿I130)=29.84°确定变位系数和：耳+工2=如@'-inva)(弓+z2)/2tana=(mv29.84°-mv20°)(12+12)/2tan20°=1.2496则两变位系数：x{=x2=0.6248确定中心距变动系数：>•={a'-a)/m=(130-120)/10=1确定齿顶高降低系数：Ay=(x(+x2)-y=1.2496-1=0.2496(2)由(1)可得该齿轮的各几何尺寸分度圆半径：A]=6=刀裟=l°x1%=60/n/n齿顶圆半径：51=七2=*+h*m+xin- =60+10+0.6248xlO-0.2496x!0=73.152mm齿根圆半径：=。2 +c* +xw=60-1.25x10+0.6248x10=53.748w/m基圆半径：偏=农=*cos。=60cos20°=56.382〃w(3)检验重合度和齿顶厚齿顶圆压力角：r}cosa//%ar}cosa//%a(d=aa2=arccos73.752)=4L,4°=arccos重合度：=FM(tan%qany)+Z2(tan%2-【an/)]=-x12x(tan4l.l4°-ian20°)=l.83>l=>(合格)分度圆齿厚：s= +2xmtana=20.26〃?〃？2齿顶厚：.vn=—-2ra(invaa-inva)=?°・26：；3.75g一2x73.752x(/>n41.14°-/nv20°)=4.14mm>0.4m=4mm(合格).图所示为隧道掘进机的齿轮传动•已知十30,Z2=85.Z3=32,孔=21.Z5=38,跖=97,z7=147.模数均为1()mm.且均为标准齿轮传动。现设已知000而而求在图示位置时，刀盘最外一点A的线速度。提示：在解题时，先给整个轮系以财角速度绕OO轴线回转，注意观察此时的轮系变为何种轮系，从而即可找出解题的途径。图【答案】首先给整个轮系以角速度绕OO轴线回转，此时行星轮5、行星架3和太阳轮4.6组醵动轮系，可得：<4n<—ni(ne—nH)—(hj-Mh)?4z5即—th__?£__97

n<—n, 21齿轮3与齿轮7组成定轴轮系，可得：九=｝弋=打器同理’由齿轮1与齿轮2可得：九=容尸一号=一||联立以上各式，并代入〃|=1000〃min,昭=0,%=〃2,〃6=叫，解得:晌=13.489r/min,转向与〃相同;儿=-334.692r/min，转向与叫相反；n,=-48.475r/min,转向与〃相反。齿轮4与齿轮5輙定轴轮系，可得：、=兰乎一｝=一羿

ftz.zs59nH-21n. 59X13.489+21X334.692,. ,格宀匕,，拍(=i解得：％=—38 = 38 r/mm=205.905r/mm.转向与叫相同。所以刀盘最外一点A的线速度为：2冗(由+处+叫)2兀'(205.905-48.475+13.489)官200. __0z勿= 而 4= 60 X飒m/s=3.58m/s27.在如图（。）所示机构中’设已知各构件的尺寸’原动件1以等角速度®顺时针方向转动。试用图解法求机构在图示位置时构件3的角速度和角加速度。图【答案】取比例尺巧作机构运动简图，如图（a）所示。选点B为重合点。（1）速度分析。斗、们是构件1、2上重合点，速度和加速度都相同，所以*2=*1=幼如 向2= 砍\B,、%是构件2、3上的瞬时重合点,有相对滑动，角速度和角加速度相同，根据两点间的速度关系可得：晾=the+Vtata

方向丄BD丄AB//EC

大小？ W必 ?取比例尺"作速度多边形，如图（b）所示，再根据速度影像原理求得C3点，由图可知奶=(02（逆时针）=也=

奶=(02（逆时针）g说=母b血二0（2）加速度分析。方向大小=碳+B—D以。“方向大小=碳+B—D以。“0/»31BDOtaia//取"作加速度多边形,如图（C）所示，再根据加速度影像原理求得C：点，由图可知取"作加速度多边形,M）“=皿=至=（顺时针'M）28.如图I所示，平面连杆机构中，若，1〃杆为主动件，已知各构件长度为1福=]60mm,1况=260mm,知=200mm,I,、d=80mm,h）E=65nini‘kp=12（）mm,试:（1）分别判断图中两个四杆机构的类型：

确定输出机构的最小传动角;判断机构是否存在急回。【答案】(1)①对于ABCD机构有：如+lBc=340mm<lAB+lCD=360mm即满足杆长条件，且最短杆AD为机架，故该机构为双曲柄机构，A、D为整转副。②机构DEF中，因为D为整转副，故为曲柄滑块机构。(2)输出机构为对心曲柄滑块机构’曲柄DE为主动件，则其最小传动角出现在曲柄与机架共线的两位置,即为滑块与连杆所夹锐角，如图2所示。根据几何关系可得：/min=arccos—=arccos0.54167=57.2°即输出机构的最小传动角为:毬=57.2。(3)如图3所示，当滑块F为右极限时，CD与AD垂直，CD在AD上面；当F为左极限时，CD与AD垂直，CD在AD下面：在两极限位置时，主动件AB所成的角不为零，即存在极位夹角，故机构具有急回特性。图32017年东北农业大学工程学院808机械设计基础(含机械原理与机械设计)之机械原理考研导师圈点必考题汇编(三)说明：①本資料为WP学员内部使用，整理汇编了历届导师圈点的重点试题及常考试题。一、判断题TOC\o"1-5"\h\z-变位系数X。的齿轮一定是标准齿轮。( )【答案】X【解析】变位是为了避免根切，与齿轮是否标准无必然因果关系。.在曲柄滑块机构中，只要滑块作主动件.就必然有死点存在。( )【答案】。【解析】在平面连杆机构中，若以滑块为主动件，当其他两运动构件处于同一直线时的位置时，不论驱动力多大，都不能使机构起动，即必然存在死点位置。3.斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在法面上。( )【答案】V.在设计用于传递平行轴运动的齿轮机构时’若中心距不等于标准中心距，则只能采用变位齿轮来配凑中心距。( 如【答案】x［解析】采用斜齿轮传动时，也通过改变螺旋角的大小来调节中心距。.滚子从动件盘形凸轮机构•其基圆半径就是实际廓线的最小向径。( )【答案】x【解析】滚子从动件盘形凸轮机构，其基圆半径就是理论廓线的最小向径。将一对心直动尖顶推杆盘型凸轮机构的从动件换成滚子推杆而凸轮不变・则从动件的运动规律不会改变。( )【答案】X【解析】从动件改变后，从动件的运动规律会发生改变。当齿轮与齿条不是在标准安装下啮合时，齿轮上的节圆不再和分度圖相重合，而齿条上的节线也不再和分度线相重合。( )【答案】x［解析］标准齿轮与齿条不是在标准安装时，齿轮上的节圆仍和分度圆相重合，但齿条上的节线不再昭度线相重合。.凸轮机构的等加速等减速运动规律是指从动件在推程中按等加速运动•在回程中按等减速运TOC\o"1-5"\h\z动。( )【答案】x【解析】凸轮机构的等加速等减速运动规律是指从动件在推程中先做等加速运动,后作等减速运动。.机械零件和机构是组成机械系统的基本要素。( )【答案】错【解析】机械是机器和机构的总称，机械零件是组成机械系统的最基本要素。.与标湘齿轮相比’正变位齿轮的齿距变大。( )【答案】X【解析】变位齿轮，模数、压力角、分度圆直径、齿距，都不变：正变位齿轮，齿厚、齿根圆、齿顶圆，都变大，齿根高变小、齿顶高变大：负变位齿轮则相反。二、简答题.齿轮变位有哪些用途？【答案】正变位：主要是为了防止根切现象的发生，增加轮齿的抗弯强度，提高齿轮的承载能力’但会使齿顶变尖，需要校核：负变位：主要是为了配合正变位齿轮使用，并配凑中心距。12.何谓最小阻力定律?试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。【答案】如果机构的原动件数目小于机构的自由度，机构的运动将不完全确定。这时机构的运动遵循最小阻力定律，即优先沿阻力最小的方向运动。例如’空调水系统冷热水循环泵的变转速运行即运用了最小阻力控制，它是根据空调冷热水循环系统中各空调设备的调节阀开度，控制冷热水循环泵的转速，使这些调节阀中至少有一个处于全开状态。13.由式JF=AWmax/(o)i[8]).你能总结岀哪些重聽沦(希望能作较全面的分析)？【答案】(1)为计算出飞轮的转动惯量人，首先要求出最大盈亏功。当小、与定时，若0]降低，则飞轮的转动惯量人就需很大，所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。由于。不可能为无穷大，△虹和％又都是有限值，国均不可能为零，即安装飞轮后机械运转的速度仍有周期波动，只是波动的幅度减小了而已。当△吧^与物一定时，厶与外的平方值成反比，所以为减小丿尸，最好将飞轮安装在机械的高速轴上。当然，在实际设计中还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可行性等。.何谓少齿差行星传动?摆线针轮传动的齿数差是多少？在谐波传动中柔轮与刚轮的齿数差如何确定？【答案】行星轮系中’当行星轮1与内齿轮2的齿数差Az=Z厂弓=I~4时，就称为少齿差行星齿轮传动。摆线针轮传动的齿数差为I。谐波传动中，刚轮与柔轮的齿数差通常等于波数，即〈一匚.什么样的转子只需进行静平衡?什么样的转子必须进行动平衡?【答案】对于径宽比Dlb>5\的转子，可近似地认为其不平衡质量分布在同一回转平面内，只需进行靜平衡；对于径宽比的转子，由于其轴向宽度较大，不平衡质量分布在几个不同的回转平面内，必须进行动平衡。.何谓构件？何谓零件？【答案】从运动角度看，将组成机械的每一个运动的单元体称为构件。构件可以是单一的整体’也可以是由几个零件组成的刚性结构。因此,构件是独立的运动单元。从制造角度看,将组成机械的每一个能单独加工的单元体称为零件。因此，零件是制造的单)Lo.何谓工业机器人?什么是智能机器人?机器人与一般自动控制机器有何本质的区别？［答案］工业机器人是一种能自动定彳虫空制并可重复编程予以变动的多功能机器。智能型机器人具有感知和理解外部环境的能力，能够自主设定目标，规划并执行自己的动作,使自己不断适应环境的变化，是工业机器人发展过程的第三代，尚处于硏充实验阶段。机器人在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其是体现了人的智能和适应性。.在计算行星轮系的传动比时，式i-i’y只有在什么情况下才是正确的？［答案】在计算行星轮系的传动比时，式爲=只有在所研究的轮系为具有固定轮的行星轮系，且固定轮为n时，才是正确的。三、计算分析题.如圏，所示机构，已知IIFOOOmn曲柄稍“的速度VB=2m/s(wl2()rad方向如图所示＞用瞬心法求们-30。时构件3的速度V3=?图1【答案】根据速度瞬心的定义以及三心定理可得各速度瞬心，如图2所示。则在构件1和3的速度瞬心『处有其中,Pi5Pl4=/jsin=1OOOxsin30=500mm故有鸟=<w,A.R=20x500x10_,=lOm/s。.图所示为收音机短波调谐微动机构。已知齿数牛99,z2100试问当旋钮转动一圈时’齿轮2转过多大角度(齿轮3为寛齿，同时与轮I、2相啮合)?图【答案】微调机构为周转轮系,其转化轮系中1、2的传动比为：以二■f二砧二10012n2~nH¥3 991因为坊=0・所以有％二一而〃矿当旋钮转动一圈时’齿轮2转过的角度为：％=吉乂360。=3.6.在如图/所示的滚子从动件盘形凸轮机构中’凸轮为一偏心轮’请在图上标出:(1)画岀凸轮的基圆和偏距圆；(2)标出从B点接触到C点接触时，凸轮所转过的角度(P：(3)画出在C点接触时的压力角凶(4)标岀C点接触时推杆的位移L:(注：请用圆规取1:1的比例按照试题纸上的实际尺寸复制到答题纸上再答题。)【答案】(1)以0为圆心作凸轮内切圆即为基圆，如图2所示以OE为半径的圆。以。为圆心，以偏距e为半径作圆，即为偏距圆。(2)由反转法即可得角度(P・如图2所示。力的作用线与运动方向所夹角即为压力角仁，如图2所示。推杆位移Sc,如图2所示。图2.图所示为一滚筒，在轴上装有带轮。现已测知带轮有一偏心质量ml=lkg。另外，根据该率筒的结构，知其具有两个偏心质量m23kg.m3=4kg.各偏心质量的方位如图所示（长度单位为小刀\若将平衡基面选在滚筒的两端面上’两平衡基面中平衡质量的回转半径均取为400，^〃’试求两平衡质量的大小及方位。若将平衡基面〃改选在带轮竟度的中截面上’其他条件不变，两平衡质量的大小及方位作何改变？［答案］各不平衡质量的质径积大小为：m\r\=1X250=250kg•mmmzrj=3X300=900kg•mmmjr3=4X200=800kg•mm方向沿着各自矢半径。(1)不平衡质径积在平面I上的分量有：witnI=n=— X250 79.55kg•mmhi= X900=122.73kg•mmWjiF= hU00X応=690.91kg•mm在平面II的分量有：winrm=rt=X250=329.55kg•mmgBr?n= =HOOX900=777-27kg•mm»»jBr1B= X800=109.09kg•mm由此，根据静平衡条件、〃”，①在平面I上WiIH|co$27（「＞，，妇rI•cosfX）'-m\r.\•cos3|5^I（/w»（r6.）,~0miIryIsin270°+m~ir：\sin90°+r»isin3!5*4（”頌r”）.*=0代入数据得：（，SE）『=—（—79.55）cos270°—122.73cos90u—690.9lcos315*=_4^855収.mn,（m«ir*（）v=—（-79.55）sin27O*—122.73sin9O°-690.91sin315*=286.27kg•mm所以：尸"=[（m”E）t+SbiE）：丁"=566.25kg・mm则在平衡基面I中的平衡质量的大洒口方位为：^bi=〃birhl/rbI=1.42kgQbi=arctan[（mblrbI rb|）,]+180°=149.63°⑵在平衡基面II上«rmcos270°+ancos90°+m3nnncos315°+（巾“n,|）,-0/«innasin270°4-m2n尸邛sin90°+ nnsin315°4-rAB）v=0代入数据得：IlS）,=—329.55cos270*—777.27cos"—109.09cos315°=—77.14kg•mm（"灿s）,=—329.55sin270°—777.27sin9O°一109.（）9sin3l5*=-370.58kg•mm所以：rbB=[3、rbn）：+（"burbD）^],/2=378.53kg-cm则在平衡基面II中的平衡质量的大口方位为：mbu=^b0尸bu/rbD=°・95kgab(i=arctan[(mbnrbn)y/(mbnrbD),]+180°=258.24°(2)若彳各平衡基面II改选在带轮宽度的中截面上，则不平衡质径积对两平衡平面的结果将发生改变，但解题思路与方法并未改变。将不平衡质径积向平面I和平面II上分解，则在平面I上wi]nI=orj|—3耽—X900—310.34kg・mm吗.rS|= —艺寮X8W—717.24kg•mm在平面II中有W||rm=mrt=2b0kg•mm—台卽*=蓄iX900-589.66kg-mm?w：«>r<n—*竄皿为—:渋X800=B2.76kg-nun同理，仍利用静平衡条件的质径积平衡式£毗=。，利用解析法求解，在平衡基面I上可得轴、y轴上的投影式/Mu广.!<0^270°Iwyr?tcos90,+弘皿"忒IT+<吶次），=0g［rIsin27。'+，”21msm90°I"&】niSLn315**+供）》—0所以：gr*i>,=0-310.34cos90w717.24vos3l5°

=—507.17kg・mm（做I勺）,=0-310.3^i»90*717.2-1mh315*=196.83kg-mmE—［（〃《mrq）：+3“s）捉'2一［（-507.17/+196.83’I"一544.03kg・mm—MMr*|/rb［=544-03/400—L36虹妣I—fiirtan［（»2n尸"）“'（”*•【ru））,］—z~~arclan<196.83/507.17）—158.79*在平衡基面II上可得X轴、y轴上的投影式winr.ncos270°+wmrMcu«90B+g、cus315°*（g【m〉，=0〃如5siii273*+"勺ssitiJK）*+ffsii»3l5*+（f尸.）v=0所以：3”n,a）,—250cos270*—589.66cos9<广一82.76ros31扩——58.52kjj•mm（少“5九=250sin270a-589.66sin9O*-8Z76$in3】5°——281.14kg•mm»hjm一r4|>!+（rn»|r*|）：］"=［（58.52）*4-（-281.】4）叮“=287.17kg・mmE/r“=287.17/400—0.72kga*I—«n.tai）［（»uir>n）»,'（"4。n.|）,］larrtan［（—281.11）/（—58.。2）|+k—258.24°综上可得’此题结果为表Lm*i（kg）<ni<kg>，，知（kg）5<kg）平衡里面n选布滚筒端面时1.42149.630.9525鼠24平葡基面n诜在帯轮宽度中截面时1.36158.790.72258.2423.如图（。）3）所示为两个不同结构的锥齿轮周转轮系，已知妒20,Z2=24,Z2=3O,zl40,nj-200r/min.侦100r/min.求两轮系的呻等于多少？通过对本题的计算，请进T思考下列问题：转化轮系传动比的“土“号确定错误会带来什么恶果雍周转轮系中用画箭头的方法确定的是构件的什么转向狱计算仰汕-侦术列—叫的值，

并逬而说明题中所与n,以及n七与占之间的转向关系。(a) (b)图【答案】(a)该轮系为周转轮系，由行星轮2-2'、行星架和太阳轮1、3组成，转化轮系的传动比为：•H=s«LZrH=^5L=24X4O=13 20X30 °解得: 1.6小一儿 1.6小一儿-1.6X100-200Wh=0.60.6rmiv65)rmm,转向与〃相反。(b)该轮系为周转轮系，由行星轮2-2'、行星架H和太阳轮1、3组成，转化轮系的传动比为:力I—r 边£3—24X40=n3—nH Z\Zf20X30解得:Mh=r/min-215.38r/min,+1.6n.Mh=r/min-215.38r/min,T6 2?6转向与m相同。综上可知，转化轮系转动的“士”号确定错误不仅影响到转化轮系中各构件的转向关系，而且还会影响到原周转轮系中各构件的转向关系和传动比。在周转轮系中用画箭头方法确定的是其转化机构中各构件的转向关系。(a)%”=%-n„=200-(-600)r/min=800r/min

=71,-nH=-IOO-(-6OO)r/min=500r/min(b)=«,-««=2()0-l5.38〃min=184.62r/min=rh~nH=-IOO-15.38r/min=-l15.38r/min综上，〃与叫"、％与，V'之间的转向未必相同，需由计算结果确定。

24.图所示为一个一般机器转子，己知转子的质量为15kg,其质心至两平衡基面/及〃的距离分别为h=lOOmm.l2=200mm,转子的转速n30()0r/min.试确定在两个平衡基面/及〃内的许用不平衡质径积。当转子转速提高到6(XX)r/min时，其许用不平衡质径积又各为多少？图图【答案】由题中已知条件，查各种典型转子的平衡等级和许用不平衡量表，取平衡等级G6.3.即A=6.3mm/孔(1)由平衡精度人 fnun(1)由平衡精度人 fnun、•，得许用偏心距:[加些=冬公2。。5所1加则该转子的许用不平衡质径积为:=m[_e]=(15X101)X(20.05X10J)=300.8g•mm该质径积在平衡基面I和II上的分量为：[wv：I，七-,[wir-—X300.8 200.g•mmt t-j*,uirj|—-—7-r-•[nir X300.Kl(X).3R•mm(2)当转速提高至6000r/min时，许用偏心距：[』=啰=典舞牛=】。・。3呻该转子的许用不平衡质径积为：=就日=(15X105)X(10.03X10)=150.4g•mm在平衡基面I和II上的分量为:100.3g•nun只•100.3g•nun只•mm25.试判断在图1所示的两机构中,B点是否都存在科氏加速度？又在何位置时其科氏加速度为零？作岀相应的机构位置图。并思考下列问题：(1)在什么条件下存在科氏加速度？(2)根据上一条，请检查一下所有科氏加速度为零的位置是否已全部找出？(3)图a中.akB2B3=2o)2uB2B3对吗为什么？

S2(a) (b)图1【答案】图1(a)中存在科氏加速度，图1(b)中不存在：如图2所不，机构处于ABI、AB2、AB3、AB4位置时，科氏加速度为零。(1)如果机构中两构件可作转动，且两构件组成移动副时’机构中存在科氏加速；如果组成移动副的两构件作平动运动，则因牵连角速度为零，机构中不存在科氏加速度。由⑴可知，图1(b)中所有科氏加速度为零的位置都已找岀。正确，因为构件2与3组成移动副，两构件间无相对转动，所以*=5一又因为flwnj2处农卬，所以a«K'=2g遍出成立。.图/所示各机构中’设已知各构件的尺寸’原动件I以等角速度c。，顺时针方向转动’试以图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度及加速度(比例尺任选X【答案】(a)①速度分析Vb=3』ab(垂直AB,指向与q-致)取重合点C2、C3,分别位于构件2和构件3上，构件3上B与C3两点间运动关系为:Vo=Vfl+VC3B方向：丄AB±BC大小：>/?重合点C2、C3间运动关系为:Vct=Va+勘C3CZ方向://BC大小：0?联立以上两式得：=VB+VOB=Vci+Van方向：丄AB±BC//BC大小：?0?如图2(al)所示，由图解法得：Vk 方向垂直AB,指向与饲转向一致。②加速度分析B点加速度为，如=耕如，其方向由B指向A。根据点C3相对于点B的运动关系可得：0(3 =。8 +a«B+0c3B方向：B—A C-*B±BC大小：寸 0?由两构件重合点的加速度关系可彳导:曲=+丄+<«o«方向：〃配大小：0 09联立以上两式得：=ab+0知+应=an+a丄+ «Q«方向：B—AC—8丄BC//BC大小8 X/0? o0?如图2(a2)所示，由图解法得：“=0。*2)(al)(a2)图2(b)①簸分析取构件2和构件3上重合点B2、B3.由已知可得B2速度为风=%=帆如°(垂直AB,指向与幼一致)

由两构件重合点的速度关系得:Uw= +VtoK方向X±BD ±AB〃CD大小：？V?如图3(bl)所示，由图解法得处=0.则有眼=5，cn=0。②加速度分析由①可知，/=4小=福如=0,其加速度图如图3(b2)所示。(c)①速度分析取构件2手函件3(c)①速度分析取构件2手函件3上重合点B2B3•点B2的速度为：但转向一致)由两构件重合点的速度关系得：眼方向：±BD大小：?VBl=a)iZah°(垂直AB,指向与V®+丄AB7Vmbz//BC解得：PB3=环2=S厶B.其方向与卩时相同。根据构件3上：B3、C3两点间关系得：Vw+1BD7Ucjrj1BCVC3Vw+1BD7Ucjrj1BC如图4(d)府，由图解法得sfX如。.47払。其方向垂直于CD.逆时针方向。②加速度分析此心=如哗=0.89站上，方向垂直BC,逆时针方向。则3=%3田缶=0.89的袈,方向为逆时针。取点P'为加速度图极点，作其加速度图，如图4(c2)所示。

扇，CD则有叱=或>=福如=0.79措乞^。（方向由C指向D）.如图所示某机组一周期内的等效驱动力七,和等效阻力矩、（常数）图。已知人心和虬，曲线间的面积所代表的盈亏功（单位：kN）分别为：/；=250,£=270,方=260,厶=濒，^=260,人=220。等效构件的平均转速为3000,〃”要求运转不均匀系数必0.02.试计算所需飞轮的转动惯量4（其他构件的质量和转动惯量忽略不计>并指岀发生最大和最小转速的对应点位置。【答案】设机组a点的动能为匕，则力点的动能为:&-E,-E.+25O.r点的动能为：卜： E,-/ 1(E.，/点的动能为:F：E.卜刀-E,<-240.♦点的动能为:仁=-仁-//7.（的动能为:R—心+丿EL220.“点的动能为：&E（般大盈亏功为:A"”. -EbE,-290X10'N 1(E.又因其他构件的转动惯量忽略不计，故飞轮的转动惯量为.如图所示为一对作标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合区间图。问：（1）用图解法求解时’实际啮合线的长度（即：Bi、B?点在理论啮合线上的位置）是如何确定的？（2）这对齿轮传动的重合度£、啮合角*是多少？（3）若安装时的实际中心距大于标准中心距，其重合度£和啮合角〃将如何变化（变大还是变小）？

(2)重合度为：e=0.35+0.65+0.35=1.35：

标准安装时，啮合角与压力角相等’即：«=20\(3)实际中心距变大时，实际啮合线会缩短，因此重合度减小:fcosa而由cosa=a―可知，实际啮合角〃变大。a2017年东北农业大学工程学院808机械设计基础（含机械原理与机械设计）之机械原理考研导师圈点必考题汇编（四）说明：①本资料为刃尸学员内部使用，整理汇SS了历届导师圈点的重点试题及常考试题。一、判断题TOC\o"1-5"\h\z1.在刚性转子中，满足静平条件的转子一定满足动平衡条件。（ ）【答案】错【解析】当仅使其惯性力得到平衡时，称为静平衡。若不仅使惯性力得到平衡，还使其惯性力弓I起的力矩也得到平衡，称为动平衡。因此满足静平条件的转子不一定满足动平衡条件。曲柄摇杆机构’曲柄主动时’最大传动角一定发生在曲柄与机架共线位置。（ ）【答案】x【解析】曲柄揺杆机构，曲柄主动时，最小传动角一定发生在曲柄与机架共线的两位置之一。连杆机构中若有周转副，则必有曲柄。（ ）【答案】x【解析】当絞链四杆机构中含有周转副时,若以最短杆为连杆时,则该机构为双摇杆机构，不存在曲柄。蜗轮蜗杆传动，蜗轮与蜗杆的螺旋线方向是相反的。（ ）【答案】X［解析】蜗轮蜗杆彳辆）,蜗轮与蜗杆的螺旋线方向是相同的。.标准斜齿轮的端面压力角等于20。（ ）【答案】x【解析】标准斜齿轮的法面压力角等于20。.机器安装飞轮的目的是为了调节速度波动的程度’故安装飞轮能使机器完全不发生速度波动。（）【答案】错【解析】由于飞轮转动惯量很大，当机械出现盈功时，它可以以动能的形式将多余的能量储存起来，从而使主轴角速度上升的幅度减小；反之,当机械出现亏功时，飞轮又可释放出其储存的能量，以弥补能量的不足，从而使主轴角速度下降的幅度减小，但不可能〉肖除速度波动。7.当运动链的计算自由度/W1时’该运动链便不能运转。（ ）【答案】错［解析】将运动链的某一个构件加以固定作为机架，则该运动链便成为机构。若机构的自由度等于0,则机构不能运动；若机构自由度大于零且等于原动件数目，则具有确定运动。TOC\o"1-5"\h\z.在校链四杆机构中，如果以最短构件为机架・则可能存在一个曲柄。( )【答案】x【解析】校链四杆机构’若满足杆长条件，如果以最短构件为机架，则一定存在两个曲柄；若不满足杆长条件，则不存在曲柄。因此不可能存在一个曲柄。.机械作周期性速度波动时宜采用灘调速。( )【答案】对10.当机械的效率〃"时’机械则发生自锁’当〃"时，它已没有一般效率的意义，其绝对值越大，则表明机械自锁越可靠。( )【答案】对二、简答题.如何划分一个复合轮系的定轴轮系部分和各基本周转轮系部分?在图所示的轮系中，既然构件5作为行星架被划归在周转轮系部分中’在计算周转轮系部分的传动比时，是否应把齿轮5的齿数Z5计入？［答案］将复合轮系划分成定轴轮系部分和周转轮系部分，关键是把其中的周转轮系部分找出来。周转轮系的特点是具有行星轮和行星架,故先要找到轮系中的行星轮和行星架。每一行星架，连同行星架上的行星轮和与行星轮相啮合的太阳轮就组成f基本周转轮系。在一个复合轮系中可能包含有几个基本周转轮系,当将这些周转轮系——找出之后,剩下的就是定轴轮系部分。计算周转轮系的传动比时，只与转化轮系中各主、从动轮的齿数有关，与行星架无关，因此计算周转轮系中的传动比时，不应把齿轮5的齿数计入。.图为一刚性转子’为两个不平衡的质量’且元=-已怎样处理才能使转子满足动平衡？【答案】孚4您rgn#刍图2.在图示的凸轮一连杆组合机构中(尺寸和位置如图所示>拟使C点的运动轨迹为图示的，bca曲线。试说明该机构中的凸轮/和凸轮2的轮廓线设计的方法和歩骤。图【答案】根据题意’各个连杆及畴点的相对位置关系已经确定，可以根据C点的轨迹计算两凸轮推杆位移与凸轮线转角的关系，然后可按照一般凸轮设计方法确定出F，G的运动曲线，进而设计出凸轮1和凸轮2的轮廓线。设计步骤：(1股在凸轮1和凸轮2等速回转的同时,。点¥靜定轨迹运动，此时可完全确定构件ED、AG的运动，于是可求得构件ED稲勾件AG上点F和点G的运动曲线，即凸轮2和凸轮1的理论廓线。(2)根据凸轮［和凸轮2的理论廓线，并根据实际应用条件选择合适的滚子半径，便能得到凸轮1和凸轮2的实际廓线。.自锁机械根本不能运动，对吗?试举2-3个利用自锁的实例。［答案］不对。自锁机械只有在满足自锁条件的状态下不能运动，在其他的情况下是可以运动的。自锁常用于螺旋千斤顶、斜面压榨机、偏心夹具・凸轮机构的推杆等。.一对平行轴斜齿圆柱齿轮外啮合的条件是什么’其重合度分为哪两部分？【答案】模数相等：mm=mn2nEm„=m(?:压力角相等：anl=an2或知=独：螺旋角大小相等，旋向相反。其重合度由端面重合度久和轴面重合度％两部分组成。.何谓机器的“运转速度不均匀系数”？机械的周期性速度波动调节的实质和方法是什么？［答案】角速度的变化量和其平均角速度的比值来反映机械运转的速度波动程度，此比值即机械的运转速度不均勾系数。机械的周期性速度波动调节实质是将其速度波动限制在许可的范围之内。方法是在机械系统中安装f具有较大转动惯量的盘状零件即安装f飞轮。17.图所示为一机床上带动溜板2在导轨3上移动的微动螺旋机构。螺杆/上有两段旋向均为右旋的螺纹，A段的导程Bmm,段的导程映0.75mm试求当手轮按K向顺