機械原理復(fù)習(xí)試題及答案

1、中南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案機械原理一、填空題：1. 機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的自由度數(shù)等于。2. 同一構(gòu)件上各點的速度多邊形必相似于對應(yīng)點位置組成的多邊形。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地表示。4. 機械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型是具有等效轉(zhuǎn)動慣量，其上作用有的等效構(gòu)件。5無急回運動的曲柄搖桿機構(gòu)，極位夾角等于，行程速比系數(shù)等于。6平面連桿機構(gòu)中，同一位置的傳動角與壓力角之和等于。7個曲柄搖桿機構(gòu)，極位夾角等于36,則行程速比系數(shù)等于。&為減小凸輪機構(gòu)的壓力角，應(yīng)該增大凸輪的基圓半徑。9凸輪推桿按等加速等減速規(guī)律運動時，在運動階段的前半程作運動，后半程作等

2、減速運動。10. 增大模數(shù)，齒輪傳動的重合；增多齒數(shù)，齒輪傳動的重合。11. 平行軸齒輪傳動中，外嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相，內(nèi)嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相。12. 輪系運轉(zhuǎn)時，如果各齒輪軸線的位置相對于機架都不改變，這種輪系輪系。13三個彼此作平面運動的構(gòu)件共有3個速度瞬心，且位于。14鉸鏈四桿機構(gòu)中傳動角Y為90度，傳動效率最大。15. 連桿是不直接和機架相聯(lián)的構(gòu)件；平面連桿機構(gòu)中的運動副均為。16. 偏心輪機構(gòu)是通過由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而來的。17. 機械發(fā)生自鎖時，其機械效率。18. 剛性轉(zhuǎn)子的動平衡的條件是。19. 曲柄搖桿機構(gòu)中的最小傳動角出現(xiàn)在曲柄與機架兩次共線的位置時。20. 具有急回特性的曲桿搖

3、桿機構(gòu)行程速比系數(shù)k1。21四桿機構(gòu)的壓力角和傳動角互為余角，壓力角越大，其傳力性能越。22. 一個齒數(shù)為Z,分度圓螺旋角為0的斜齒圓柱齒輪，其當(dāng)量齒數(shù)為z/cos甲。23. 設(shè)計蝸桿傳動時蝸桿的分度圓直徑必須取值，且與其模數(shù)相匹配。24差動輪系是機構(gòu)自由度等于2的周轉(zhuǎn)輪系。25平面低副具有2個約束,1個自由度。26. 兩構(gòu)件組成移動副，貝陀們的瞬心位置在垂直移動路線的無窮遠(yuǎn)處。27. 機械的效率公式為，當(dāng)機械發(fā)生自鎖時其效率為。28. 標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后模數(shù)不變，齒厚。29. 曲柄搖桿機構(gòu)出現(xiàn)死點，是以搖桿作主動件，此時機構(gòu)的傳動角等于零。30.為減小凸輪機構(gòu)的壓力角，可采取的措施有增加

4、基圓半徑和推桿合理偏。31.在曲柄搖桿機構(gòu)中，如果將桿作為機架，則與機架相連的兩桿都可以作運動，即得到雙曲柄機構(gòu)。32凸輪從動件作等速運動時在行程始末有剛性沖擊;當(dāng)其作運動時，從動件沒有沖擊。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)過正變位后齒距不變，齒根圓。35交錯角為90的蝸輪蝸桿傳動的正確嚙合條件是_%巴嚴(yán)；叮叮a；Y邛2。36具有一個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系,具有兩個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動輪系。二、簡答題：1. 圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知lAB=55mm,lBC=40mm,lCD=50mm,lAD=25mm。試分析以哪個構(gòu)件為機架可得到ABBCCDAD曲柄搖

5、桿機構(gòu)？（畫圖說明）2. 判定機械自鎖的條件有哪些？3. 轉(zhuǎn)子靜平衡和動平衡的力學(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. 凸輪實際工作廓線為什么會出現(xiàn)變尖現(xiàn)象？設(shè)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(gòu)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(zhuǎn)動副自鎖的條件分別是什么？12 凸輪輪廓曲線設(shè)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(biāo)準(zhǔn)直齒輪在什么情況下其節(jié)

6、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 什么是傳動角？它的大小對機構(gòu)的傳力性能有何影響？鉸鏈四桿機構(gòu)的最小傳動角在什么位置？16 機構(gòu)運動分析當(dāng)中的加速度多邊形具有哪些特點？17 造成轉(zhuǎn)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(gòu)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(biāo)準(zhǔn)中心距？一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？三、計算與作圖題：1. 計算圖示機構(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

7、虛約束。2求圖示機構(gòu)的全部瞬心和構(gòu)件1、3的角速度比。3.用圖解法設(shè)計一曲柄滑塊機構(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,求曲柄長度lAB和連桿長度lBCoABBC4已知曲柄搖桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K=1.25,搖桿長l=40mm，搖桿擺角T=60,機架長l=55mm。作圖CDAD設(shè)計此曲柄搖桿機構(gòu)，求連桿和曲柄的長度。5一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數(shù)Z=24,z2=64，模數(shù)m=6mm，安裝的實際中心距a=265mm。試求兩輪的嚙合角a，節(jié)圓半徑r和r,。6已知輪系中各齒輪齒數(shù)Z1=20,Z2=40,Z2=Z3=20,Z4=60,ni=80

8、0r/min，求系桿轉(zhuǎn)速叫的大小和方向。122341H7.計算圖示機構(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取一機器的主軸為等效構(gòu)件，已知主軸平均轉(zhuǎn)速n=1000r/min，在一個穩(wěn)定運動循環(huán)（2兀）中的m等效阻力矩Mer如圖所示，等效驅(qū)動力矩Med為常數(shù)。若不計機器中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，試求：當(dāng)主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)5=0.05時，應(yīng)在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量J。F9設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，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(shè)計如題圖所示鉸鏈四桿機構(gòu)，已知其搖桿CD的長度lcD=75m

9、m，行程速度變化系數(shù)k=1.5，機架AD的長度1ad=100mm,搖桿的一個極限位置與機架的夾角中=45，用作圖法求曲柄的長度如和連桿的長度he。匚11.一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒輪m=4,z=30,=20。計算其分度圓直徑、基圓直徑、齒距、齒頂圓直徑及齒頂圓上的壓力角。z4=56,求爲(wèi)？12.如圖，已知z1=6，Z2=z2=25,z3=57,13計算圖示機構(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及機架3作用給推桿2的總反力R及R的方位（不1232計重力和慣性力，虛線小圓為摩擦圓）。（15題）15.請在圖中畫出一個死點位置、最小傳動角的

10、位置以及圖示位置的壓力角。16已知機構(gòu)行程速度變化系數(shù)k=1.25，搖桿長度leD=400mm,擺角屮=30，機架處于水平位置。試用圖解法設(shè)計確定曲柄搖桿機構(gòu)其他桿件的長度。17已知一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的中心距a=196mm，傳動比i=3.48,小齒輪齒數(shù)Z=25。確定這對齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑d、d；齒頂圓直徑da、da；齒根圓直徑d、d。(1011212f1f2分)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。求傳動比i。1HH.30.參考答案一、1原動件數(shù)目2相似于3質(zhì)徑積4等效轉(zhuǎn)動慣量，等效力矩50，169071.58增大9等加速；等減速10不變；增大11相反；

11、相同12定軸133；一條直線上1490015機架；低副16擴大轉(zhuǎn)動副半徑17小于等于018偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩矢量和為o19.曲柄；機架20大于21.余角；差22.z/coS3p23標(biāo)準(zhǔn)值；模數(shù)24.225.2;I 26.垂直移動路線的無窮遠(yuǎn)處27.耳=輸出功/輸入功=理想驅(qū)動力/實際驅(qū)動力；小于等于028.不變；增加29.搖桿；傳動角30.增加基圓半徑；推桿合理偏置31.最短；整周回轉(zhuǎn)32.剛性；五次多項式或正弦加速度運33分度圓；2Oo34.不變；增加35.m=m=m;a=a=a；y祁36.行星；差動t2x1t2x112二、1.作圖（略）最短桿鄰邊AB和CD。2. 1）驅(qū)動力位于

12、摩擦錐或摩擦圓內(nèi)；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(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡動平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時平衡4. 飛輪實質(zhì)是一個能量儲存器。當(dāng)機械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪軸的角速度只作微小上升，它將多余的能量儲存起來；當(dāng)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(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

13、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(gòu)件組。機構(gòu)組成原理：任何機構(gòu)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(gòu)成的。9. 簡單機構(gòu)的速度分析；不能。10. 1）總反力與法向反力偏斜一摩擦角2）總反力的偏斜方向與相對運動方向相反。II .自鎖：無論驅(qū)動力多大，機構(gòu)都不能運動的現(xiàn)象。移動副自鎖的條件是：驅(qū)動力作用在摩擦錐里；轉(zhuǎn)動副自鎖的條件是：驅(qū)動力作用在摩擦圓內(nèi)。12.1）反轉(zhuǎn)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(jīng)過節(jié)點、分別以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的兩個相切圓稱為節(jié)圓。當(dāng)兩

14、標(biāo)準(zhǔn)齒輪按標(biāo)準(zhǔn)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(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-叫后，行星架相對靜止，此時周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系稱為原周轉(zhuǎn)H輪系的轉(zhuǎn)化輪系。15. 壓力角的余角為傳動角，傳動角越大，機構(gòu)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(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

15、使轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量產(chǎn)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(nèi)無漸開線。19. 推程、遠(yuǎn)休止、回程、近休止；從動件推桿在推程運動階段，凸輪轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中心距。當(dāng)實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，傳動比不變，嚙合角增大。三、計算

16、與作圖題：1、2、F=3*7-2*12-1=13/3=PP/PP=413133413143、121221孑十AC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。120=180*(k-1)/(k+1)=30按題意作CC2=H,作/0CC2=/0C2C=90-0=60交0點，作以0圓心的圓如圖，再作偏距直線交于A點。AC=b-a12)作直角三角形及其外接圓如圖;3)以D為圓心，55mm為半徑作圓交于A點。AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。AC=b-a1AC=b+a2由此得曲柄a和連桿b的長度。5a=0.5m(z+z)=26412&二arcos(264*cos20/265)=20.6r=

17、0.5m*zcos20=67.66b11r=0.5m*zcos20=180.42b22r=r/cosa=72.31b1r=r/cosa=192.7562b26.齒輪1、2是一對內(nèi)嚙合傳動：ni/n2=z2/zi=2齒輪2-3-4組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n2-nH)/(n4-nH)=-z4/z2=-32H4H42又因為n=nn=0224解得：nH=100r/min方向與n1相同。H17F=3*6-2*8-1=18.M=(300*4n/3*1/2)/2n=100NmdW=89n(用能量指示圖確定)maxJ=900AW/n2n2=0.51Fmax9.0=180*(k-1)/(k+1)=30如圖，按題意

18、作出D,q,q，作直角三角形外接圓；作qD的垂直平分線，它與圓的交點即a點。連接AC、AC。3010.按題意作圖，0=180*(k-1)/(k+1)=36AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。BCi11d=mz=120d=dcos200=112.76bP=mn=12.56d=(z+2)m=128acosa=d/d=0.881a=28.24abaa12齒輪1-2-3組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(斗-氣)/(氣-氣)=-z/z-57/61H3H31齒輪1-2-2-4組成另一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n-n)/(n-n)=-zz/zz=-56/6=-28/31H4H2412從圖中得：n3=0聯(lián)立求解得：i14=n1/n4=-58813.F=3*7-2*10=114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。BCBiC216.0=180*(k-1)/(k+l)=20作圖，Aq二b_aA