機械原理復習試題及答案

1、1 圖示鉸鏈四桿機構中，已知 曲柄搖桿機構？（畫圖說明）l AB=55mm l BC=40mm l cD=50mm l AD=25mm試分析以哪個構件為機架可得到2判定機械自鎖的條件有哪些？3轉子靜平衡和動平衡的力學條件有什么異同？4飛輪是如何調節(jié)周期性速度波動的？5造成轉子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？6凸輪實際工作廓線為什么會出現(xiàn)變尖現(xiàn)象？設計中如何避免？7漸開線齒廓嚙合的特點是什么？8何謂基本桿組？機構的組成原理是什么？9速度瞬心法一般用在什么場合？能否利用它進行加速度分析？10移動副中總反力的方位如何確定？11什么是機械的自鎖？移動副和轉動副自鎖的條件分別是什么？12凸輪輪廓

2、曲線設計的基本原理是什么？如何選擇推桿滾子的半徑？13什么是齒輪的節(jié)圓？標準直齒輪在什么情況下其節(jié)圓與分度圓重合？14什么是周轉輪系？什么是周轉輪系的轉化輪系？15什么是傳動角？它的大小對機構的傳力性能有何影響？鉸鏈四桿機構的最小傳動角在什么位置？16機構運動分析當中的加速度多邊形具有哪些特點？17造成轉子動不平衡的原因是什么？如何平衡？18漸開線具有的特性有哪些？19凸輪機構從動件的運動一般分為哪幾個階段？什么是推程運動角？20什么是重合度？其物理意義是什么？增加齒輪的模數(shù)對提高重合度有無好處？21 什么是標準中心距？一對標準齒輪的實際中心距大于標準中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？三

3、、計算與作圖題：1. 計算圖示機構的自由度，要求指出可能存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。1、F=3*7-2*12-1=12.求圖示機構的全部瞬心和構件1、3的角速度比。3.用圖解法設計一曲柄滑塊機構。 求曲柄長度1AB和連桿長度1B8已知滑塊的行程速比系數(shù)K=1.4 ,滑塊的行程H=60mm導路偏距 e=20mm,4.已知曲柄搖桿機構的行程速比系數(shù)K= 1.25,搖桿長lcD=40mm搖桿擺角W圖設計此曲柄搖桿機構，求連桿和曲柄的長度。=60o,機架長 l AD=55mm 作6.已知輪系中各齒輪齒數(shù)乙=20, Z2=40, Z2' = Z3=20, Z4=60, ni=800r/m

4、in,求系桿轉速nH的大小和方向。7 .計算圖示機構的自由度，要求指出可能存在的復合校鏈、局部自由度和虛約束。7. F=3*6-2*8-1=18 .取一機器的主軸為等效構件，已知主軸平均轉速nm=1000r/min ,在一個穩(wěn)定運動循環(huán)（2 ）中的等效阻力矩Mer如圖所示，等效驅動力矩 Med為常數(shù)。若不計機器中各構件的轉動慣量，試求：當主軸運轉不均勻系數(shù)=0.05時，應在主軸上加裝的飛輪的轉動慣量Jf。9 .設計一校鏈四桿機構，已知搖桿長度為40mm,擺角為40度，行程速比系數(shù) K為1.4,機架長度為連桿長度與曲柄長度之差，用作圖法求各個桿件的長度。10 .設計如題圖所示校鏈四桿機構，已知其

5、搖桿 CD的長度1CCT 75mm行程速度變化系數(shù) k=1.5,機 架AD的長度1ad= 100 mm搖桿的一個極限位置與機架的夾角 6=45° ,用作圖法求曲柄的長度 l AB和 連桿的長度l bc。12.如圖，已知 zi=6, z2=z2, =25, z3=57, z4=56,求 ii4 ?12.齒輪 1-2-3 組成一周轉輪系，有：(ni-nH)/(n 3-n h尸-z 3/z 尸-57/6齒輪1-2-2 -4組成另一周轉輪系，有： ， 一， . . - (n 1-n H)/(n 4-n h)= - z 2Z4/Z 1z 2= - 56/6=-28/3從圖中得：n 3=0聯(lián)立求

6、解得：i 14=m/n 4= - 58813 .計算圖示機構的自由度，要求指出可能存在的復合校鏈、局部自由度和虛約束。14 .如圖F為作用在推桿2上的外力，試確定凸輪 1及機架3作用給推桿2的總反力R12及R32的方位（不計重力和慣性力，虛線小圓為摩擦圓）15.請在圖中畫出一個死點位置、最小傳動角的位置以及圖示位置的壓力角。16.已知機構行程速度變化系數(shù)k= 1.25,搖桿長度lCh400mm,擺角¥=30。,機架處于水平位置。試用圖解法設計確定曲柄搖桿機構其他桿件的長度。18.在圖示復合輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)如括弧內所示。求傳動比iiH。一一'，I .、一 ，一，.

7、9;'齒輪 1 -4-5 組成一周轉輪系，有： （n i-n H）/（n 5-nH尸-z 5/z i=-12/5齒輪 1-2-3 組成一周轉輪系，有：（n i-n k）/n 3-n k）=-z 3/z i=-7/3由 圖得： ni=n 1 n 3=0 n k=n5聯(lián)立求解得：i ih=85/43參考答案二、1 作圖（略）最短桿鄰邊AB 和CD。2 1）驅動力位于摩擦錐或摩擦圓內；2 ）機械效率小于或等于03 ）工作阻力小于或等于03靜平衡：偏心質量產生的慣性力平衡動平衡：偏心質量產生的慣性力和慣性力矩同時平衡4飛輪實質是一個能量儲存器。當機械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪軸的角速度只作微小上

8、升，它將多余的能量儲存起來；當機械出現(xiàn)虧功速度下降時，它將能量釋放出來，飛輪軸的角速度只作微小下降。5原因：轉子質心與其回轉中心存在偏距；平衡目的：使構件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。6變尖原因：滾子半徑與凸輪理論輪廓的曲率半徑相等，使實際輪廓的曲率半徑為0。避免措施：在滿足滾子強度條件下，減小其半徑的大小。7 1 ）定傳動比2）可分性3）輪齒的正壓力方向不變。8基本桿組：不能拆分的最簡單的自由度為0 的構件組。機構組成原理：任何機構都可看成是有若干基本桿組依次連接于原動件和機架上而構成的。9簡單機構的速度分析；不能。10 1 ）總反力與法向反力偏斜一摩擦角2）總反力的偏

9、斜方向與相對運動方向相反。11自鎖：無論驅動力多大，機構都不能運動的現(xiàn)象。移動副自鎖的條件是：驅動力作用在摩擦錐里；轉動副自鎖的條件是：驅動力作用在摩擦圓內。12 1 ）反轉法原理2 ）在滿足強度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點和“失真”，即小于凸輪理論輪廓的最小曲率半徑。13經過節(jié)點、分別以兩嚙合齒輪回轉中心為圓心的兩個相切圓稱為節(jié)圓。當兩標準齒輪按標準中心距安裝時其節(jié)圓與分度圓重合。14至少有一個齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉的輪系稱為周轉輪系。在周轉輪系中加上公共角速度-3H后，行星架相對靜止，此時周轉輪系轉化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系稱為原周轉輪系的轉化輪系。1

10、5 壓力角的余角為傳動角，傳動角越大，機構傳力性能越好。最小傳動角出現(xiàn)在曲柄和機架共線的位置。16 1 ）極點p 的加速度為02 ）由極點向外放射的矢量代表絕對加速度，而連接兩絕對加速度矢端的矢量代表該兩點的相對加速度。3 ）加速度多邊形相似于同名點在構件上組成的多邊形。17轉子的偏心質量產生的慣性力和慣性力偶矩不平衡；平衡方法：增加或減小配重使轉子偏心質量產生的慣性力和慣性力偶矩同時得以平衡。18 1 ）發(fā)生線BK 的長度等于基圓上被滾過的圓弧的長度2）漸開線任一點的法線恒與其基圓相切3）發(fā)生線與基圓的切點是漸開線的曲率中心4）漸開線的形狀取決于基圓的大小5）基圓內無漸開線。19推程、遠休止

11、、回程、近休止；從動件推桿在推程運動階段，凸輪轉過的角度稱為推程運動角。20實際嚙合線段與輪齒法向齒距之比為重合度，它反映了一對齒輪同時嚙合的平均齒數(shù)對的多少。增加模數(shù)對提高重合度沒有好處。21一對標準齒輪安裝時它們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時的中心距為標準中心距。當實際中心距大于標準中心距時，傳動比不變，嚙合角增大。三、計算與作圖題：1、F=3*7-2*12-1=12、CO 1/ CO 3=P13P34/P 13P14=43、0 =180* ( k-1按題意作 CC2=H，作/ OCC2=/ OCC=90- 0 =60交。點，作以。圓心的圓如圖,再作偏距直線交于A點。AC=b-a A

12、C 2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。o4. 0 =180* ( k-1 ) /(k+1)=2 01)按已知條件作 DC、DC ; 2)作直角三角形及其外接圓如圖;3)以D為圓心，55mmi半徑作圓交于 A點。AC=b-a AC 2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。6.齒輪1、2是一對內嚙合傳動：ni/n 2=z2/z 1=2一一'，I .、一 一，.''齒輪 2 -3-4 組成一周轉輪系，有： (n 2-nH)/(n 4-n h)=-z Jz 2=-3又因為n 2=n 2 n 4=0解得：nH=100 r/min 方向與 m相同。7. F=3*6-2*8-1=1

13、8. M=(300*4 兀/3*1/2)/2 兀=100Nm WU=89兀(用能量指示圖確定)J F=900A Wnax/ 兀 2n2 8 =0.519. 0 =180* ( k-1 ) /(k+1)=30A點。連如圖，按題意作出 D,C1,C2,作直角三角形外接圓；作 CD的垂直平分線，它與圓的交點即接 AC、AC2。AC=b-a AC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。AD為機架的長度。10.按題意作圖，0 =180* (k-1 ) /(k+1)=36AC=b-a AC 2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。Bi14.作圖:15.作圖：AB處于垂直位置時存在最小傳動角。ABC為死點位置。壓力角如圖。B