機(jī)械原理復(fù)習(xí)試題及答案[1]

1、中南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案機(jī)械原理一、填空題：1. 機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等于 。于對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置組成的多邊形。3. 在轉(zhuǎn)子平衡問題中，偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力可以用 相對(duì)地表示。，其上作用有 的等效構(gòu)件。5無急回運(yùn)動(dòng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，極位夾角等于 ，行程速比系數(shù)等于 。6平面連桿機(jī)構(gòu)中，同一位置的傳動(dòng)角與壓力角之和等于 。7. 一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，極位夾角等于360,則行程速比系數(shù)等于 。8. 為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，應(yīng)該 凸輪的基圓半徑。9. 凸輪推桿按等加速等減速規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，在運(yùn)動(dòng)階段的前半程作 運(yùn)動(dòng)，后半程作運(yùn)動(dòng)。10. 增大模數(shù)，齒輪傳動(dòng)的重合度 ;增多齒數(shù)，齒

2、輪傳動(dòng)的重合度 。11. 平行軸齒輪傳動(dòng)中，外嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相 ，內(nèi)嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相 。12. 輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果各齒輪軸線的位置相對(duì)于機(jī)架都不改變，這種輪系是輪系。13. 三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件共有 個(gè)速度瞬心，且位于 。為，傳動(dòng)效率最大。相聯(lián)的構(gòu)件；平面連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副均為 。 由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來的。17. 機(jī)械發(fā)生自鎖時(shí)，其機(jī)械效率 。19.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在 與兩次共線的位置時(shí)。1。機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角互為 ，壓力角越大，其傳力性能越 。22. 一個(gè)齒數(shù)為Z，分度圓螺旋角為的斜齒圓柱齒輪，其當(dāng)量齒數(shù)為 23. 設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)時(shí)蝸桿的分度圓直徑必須取 值，且與其 相

3、匹配。的周轉(zhuǎn)輪系。25.平面低副具有個(gè)約束，個(gè)自由度。26兩構(gòu)件組成移動(dòng)副，則它們的瞬心位置在，當(dāng)機(jī)械發(fā)生自鎖時(shí)其效率為 。28. 標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后模數(shù) ，齒厚。29. 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)，是以 作主動(dòng)件，此時(shí)機(jī)構(gòu)的 角等于零。30. 為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，可采取的措施有 和 。31. 在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，如果將 桿作為機(jī)架，則與機(jī)架相連的兩桿都可以作運(yùn)動(dòng),即得到雙曲柄機(jī)構(gòu)。性沖擊；當(dāng)其作 運(yùn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)件沒有沖擊。33. 標(biāo)準(zhǔn)齒輪圓上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，其大小等于 。34. 標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后齒距 ，齒根圓。、 、 。輪系，具有兩個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為 輪系。二、簡(jiǎn)答題：1. 圖示鉸

4、鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知I AB=55mm l Bc=40mm l cD=50mm l AD=25mm試分析以哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架可得到 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)？畫圖說明2. 判定機(jī)械自鎖的條件有哪些？3. 轉(zhuǎn)子靜平衡和動(dòng)平衡的力學(xué)條件有什么異同？4. 飛輪是如何調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)的？5. 造成轉(zhuǎn)子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？6. 凸輪實(shí)際工作廓線為什么會(huì)出現(xiàn)變尖現(xiàn)象？設(shè)計(jì)中如何防止？7. 漸開線齒廓嚙合的特點(diǎn)是什么？&何謂基本桿組？機(jī)構(gòu)的組成原理是什么？9. 速度瞬心法一般用在什么場(chǎng)合？能否利用它進(jìn)行加速度分析？10. 移動(dòng)副中總反力的方位如何確定？11. 什么是機(jī)械的自鎖？移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副自鎖

5、的條件分別是什么？12. 凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)輪系？什么是周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系？15 什么是傳動(dòng)角？它的大小對(duì)機(jī)構(gòu)的傳力性能有何影響？鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角在什么位置?16. 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析當(dāng)中的加速度多邊形具有哪些特點(diǎn)？17. 造成轉(zhuǎn)子動(dòng)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(jī)構(gòu)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)一般分為哪幾個(gè)階段？什么是推程運(yùn)動(dòng)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(duì)提高重合度有無好處？21 .什么是標(biāo)準(zhǔn)中心距？ 一對(duì)標(biāo)

6、準(zhǔn)齒輪的實(shí)際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)，其傳動(dòng)比和嚙合角分別有無變 化？三、計(jì)算與作圖題：1. 計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。2 .求圖示機(jī)構(gòu)的全部瞬心和構(gòu)件1、3的角速度比。3用圖解法設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程速比系數(shù)K=1.4，滑塊的行程H=60mm導(dǎo)路偏距e=20mm,求曲柄長(zhǎng)度I AB和連桿長(zhǎng)度I BCo4. 已知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K= 1.25，搖桿長(zhǎng)lc=40mm搖桿擺角屮=60o,機(jī)架長(zhǎng)I AD=55mm作圖 設(shè)計(jì)此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，求連桿和曲柄的長(zhǎng)度。5. 一對(duì)外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知齒數(shù)乙=24,乙=64,模數(shù)m= 6m

7、m安裝的實(shí)際中心距 a'=265mm試求兩輪的嚙合角 a'，節(jié)圓半徑 “和2。6. 已知輪系中各齒輪齒數(shù) 乙=20,乙=40, Z = Z=20, Z4=60, n1=800r/min，求系桿轉(zhuǎn)速 m的大小和方向。7. 計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。8. 取一機(jī)器的主軸為等效構(gòu)件，已知主軸平均轉(zhuǎn)速nm=1000r/min，在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)循環(huán)2丨中的等效阻力矩Mer如下圖，等效驅(qū)動(dòng)力矩 Med為常數(shù)。假設(shè)不計(jì)機(jī)器中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，試求：當(dāng)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.05時(shí)，應(yīng)在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jf。9. 設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿

8、長(zhǎng)度為40mm，擺角為40度，行程速比系數(shù) K為1.4,機(jī)架長(zhǎng)度為連桿長(zhǎng)度與曲柄長(zhǎng)度之差，用作圖法求各個(gè)桿件的長(zhǎng)度。10. 設(shè)計(jì)如題圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿CD的長(zhǎng)度I CD= 75mm行程速度變化系數(shù) k=,機(jī)架AD的長(zhǎng)度IaD= 100 mm,搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架的夾角0= 45°,用作圖法求曲柄的長(zhǎng)度I AB和連桿的長(zhǎng)度l BC11. 一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒輪m =4, z=30, =20。，計(jì)算其分度圓直徑、基圓直徑、齒距、齒頂圓直徑及齒頂圓上的壓力角。Z4=56，求 i 14 ?12 .如圖，已知 Z1=6， z =Z2, =25， Z3=57，13 題13.計(jì)算圖示

9、機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合鉸鏈、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(jī)架3作用給推桿2的總反力R12及R32的方位不 計(jì)重力和慣性力，虛線小圓為摩擦圓。15 題15. 請(qǐng)?jiān)趫D中畫出一個(gè)死點(diǎn)位置、最小傳動(dòng)角的位置以及圖示位置的壓力角。16已知機(jī)構(gòu)行程速度變化系數(shù)k =，搖桿長(zhǎng)度ICDT 400mm,擺角30°,機(jī)架處于水平位置。試用圖解法設(shè)計(jì)確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)其他桿件的長(zhǎng)度。a=196mm，傳動(dòng)比i=3.48，小齒輪齒數(shù)17 .已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安裝的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的中心距Zi=25。確定這對(duì)齒輪的模數(shù)m;分度圓直徑di、d2；齒頂圓直徑dai

10、、da2;齒根圓直徑dfi、df2。 10分i1H。18. 在圖示復(fù)合輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)如括弧內(nèi)所示。求傳動(dòng)比參考答案一、1原動(dòng)件數(shù)目 2相似于 3質(zhì)徑積 4等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，等效力矩 50，1 6 908增大 9 等加速；等減速 10 不變；增大 11 相反；相同 12 定軸 13 3；一條直線上14900 15 機(jī)架；低副 16 擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副半徑 17 小于等于 0 18 偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩3矢量和為0 19 .曲柄；機(jī)架 20 .大于21 .余角；差 22 . Z/COS 3 23 .標(biāo)準(zhǔn)值；模數(shù) 24 . 225. 2; 126垂直移動(dòng)路線的無窮遠(yuǎn)處27.n =輸出功/輸入

11、功=理想驅(qū)動(dòng)力/實(shí)際驅(qū)動(dòng)力；小于等于 028 不變；增加 29搖桿；傳動(dòng)角 30增加基圓半徑；推桿合理偏置31 最短；整周回轉(zhuǎn) 32剛性；五次多項(xiàng)式或正弦加速度運(yùn)33.分度圓；20°34.不變；增加35 .m2=mxi=nma t2= a xi=a；丫 i= 3 2 36 .行星；差動(dòng)二、1.作圖略最短桿鄰邊 AB和CD2. 1）驅(qū)動(dòng)力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)； 2機(jī)械效率小于或等于 0 3 工作阻力小于或等于 03. 靜平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡動(dòng)平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時(shí)平衡4. 飛輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)能量?jī)?chǔ)存器。當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)盈功速度上升時(shí)，飛輪軸的角速度只作微小上升，它將

12、多余的能量?jī)?chǔ)存起來；當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)虧功速度下降時(shí)，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(zhuǎn)子質(zhì)心與其回轉(zhuǎn)中心存在偏距；平衡目的：使構(gòu)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(shí)際輪廓的曲率半徑為0。防止措施：在滿足 滾子強(qiáng)度條件下，減小其半徑的大小。7. 1 定傳動(dòng)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(jiǎn)單的自由度為0 的構(gòu)件組。機(jī)構(gòu)組成原理：任何機(jī)構(gòu)都可看成是有假設(shè)干 基本桿組依次連接于原動(dòng)件和機(jī)架上而構(gòu)成的。9. 簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的速度分析；不能。10. 1總反力與法向反力偏斜一摩擦角

13、2總反力的偏斜方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。11. 自鎖：無論驅(qū)動(dòng)力多大，機(jī)構(gòu)都不能運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。移動(dòng)副自鎖的條件是：驅(qū)動(dòng)力作用在摩擦錐里；轉(zhuǎn) 動(dòng)副自鎖的條件是：驅(qū)動(dòng)力作用在摩擦圓內(nèi)。12. 1 反轉(zhuǎn)法原理2 在滿足強(qiáng)度條件下，保證凸輪實(shí)際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點(diǎn)和“失真” ，即小于凸輪理論輪廓的最小曲 率半徑。13. 經(jīng)過節(jié)點(diǎn)、分別以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的兩個(gè)相切圓稱為節(jié)圓。當(dāng)兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安 裝時(shí)其節(jié)圓與分度圓重合。14. 至少有一個(gè)齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉(zhuǎn)的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中加 上公共角速度-3 h后，行星架相對(duì)靜止，此時(shí)周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，這個(gè)假想的定

14、軸輪系稱為原周轉(zhuǎn) 輪系的轉(zhuǎn)化輪系。15. 壓力角的余角為傳動(dòng)角，傳動(dòng)角越大， 機(jī)構(gòu)傳力性能越好。 最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄和機(jī)架共線的位置。16. 1極點(diǎn)p的加速度為02 由極點(diǎn)向外放射的矢量代表絕對(duì)加速度，而連接兩絕對(duì)加速度矢端的矢量代表該兩點(diǎn)的相對(duì)加 速度。3 加速度多邊形相似于同名點(diǎn)在構(gòu)件上組成的多邊形。17. 轉(zhuǎn)子的偏心質(zhì)量產(chǎn)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(zhuǎn)子偏心質(zhì)量產(chǎn)生 的慣性力和慣性力偶矩同時(shí)得以平衡。18. 1發(fā)生線BK的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的圓弧的長(zhǎng)度2漸開線任一點(diǎn)的法線恒與其基圓相切3發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)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

15、圓內(nèi)無漸開線。19推程、遠(yuǎn)休止、回程、近休止；從動(dòng)件推桿在推程運(yùn)動(dòng)階段，凸輪轉(zhuǎn)過的角度稱為推程運(yùn)動(dòng)角。20. 實(shí)際嚙合線段與輪齒法向齒距之比為重合度，它反映了一對(duì)齒輪同時(shí)嚙合的平均齒數(shù)對(duì)的多少。增加 模數(shù)對(duì)提高重合度沒有好處。21. 一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪安裝時(shí)它們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時(shí)的中心距為標(biāo)準(zhǔn)中心距。當(dāng)實(shí)際中 心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)，傳動(dòng)比不變，嚙合角增大。三、計(jì)算與作圖題：1、F=3*7-2*12-1=12、3 1/ 3 3=P13FWP 13P14=43、0 =180* k-1/(k+1)=30按題意作CC2=H,作/ 0CC2=/ OGC=90- 0 =60°交O點(diǎn)，

16、作以O(shè)圓心的圓如圖，再作偏距直線交于A點(diǎn)。AG=b-a AG 2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長(zhǎng)度。2)作直角三角形及其外接圓如圖;0 =180*3丨以D為圓心,55mm為半徑作圓交于 A點(diǎn)。AG=b-a AC 2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長(zhǎng)度。5. a=(z i+Z2)=264a =arcos(264*cos20r bi=*z icos20 °r b2=*z 2cos20r i=rbi/cos ar 2=rb2/cos a6. 齒輪1、2是一對(duì)內(nèi)嚙合傳動(dòng)：ni/n 2=z2/z i =2齒輪 2 -3-4 組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n 2-n h)/(n 4-n h)=-z dz

17、 2=-3又因?yàn)閚 2=n 2 n 4=0解得：nh=100 r/min方向與ni相同。7. F=3*6-2*8-1=1& M=(300*4 n /3*1/2)/2 n =100Nm WnaX=89 n (用能量指示圖確定)2 2J f=900An n S9. 0 =180* k-1/(k+1)=30A點(diǎn)。連如圖，按題意作出D,Ci,C2，作直角三角形外接圓；作GD的垂直平分線，它與圓的交點(diǎn)即接 AG、AG。AG=b-a AG 2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長(zhǎng)度。AD為機(jī)架的長(zhǎng)度。10.按題意作圖,0 =180* k-1/(k+1)=36AG=b-a AC 2=b+a由此得曲柄a和連

18、桿b的長(zhǎng)度。Cl36ADo11. d=mz=120 d b=dcos20P=m n =12.56 d a=(z+2)m=128COS a a=db/d a=0.881a a?12 .齒輪 1-2-3 組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n 1-nH)/(n 3-n h)= - z 3/z 1= - 57/6齒輪1-2-2 -4組成另一周轉(zhuǎn)輪系，有：(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)立求解得：i 14=ndn 4= - 58813. F=3*7-2*10=114. 作圖：15.作圖：AB處于垂直位置時(shí)存在最小傳動(dòng)角。ABG為死點(diǎn)位置。壓力角如圖。B216. 0 =180* k-1/(k+1)=20作圖，AG=b