機械原理練習題

1、題1一、 填空題（10分）1在平面機構中，一個運動副引入的約束m 的變化范圍是 。在空間機構中，一個運動副引入的約束數m的變化范圍是 。2某機器的主軸平均角速度m = 100rad/s, 機器運轉的速度不均勻系數= 0.05，則該機器的最大角速度max = ，最小角速度min = 。3六桿機構有 個瞬心。4平衡技術中常把遠低于機器的一階固有頻率的轉子稱為 。常把接近或超過機器的一階固有頻率的轉子稱為 。5齒條型刀具范成切齒時，齒輪的模數由 決定。6相對瞬心的特點是 ，絕對瞬心的特點是 。二、選擇題（10分）1下面說法正確的是：（ ）A機構的死點與自鎖是一回事； B機構處于死點； C機構處于死點

2、； D機構的死點與摩擦力有關。2下面說法正確的是：（ ）A齒條型刀具范成切齒時，分度圓的半徑由齒條模數決定；B齒條型刀具范成切齒時，齒輪的模數由齒條移動速度和輪坯轉動角速度的比值決定；C齒條型刀具范成切齒時，齒輪是不是標準齒輪由加工終了時齒條與輪坯的相對位置決定；D齒輪傳動中正傳動與齒輪正變位是一回事，只是提法不同3下面說法正確的是（ ）A虛約束不是實實在在的約束，是沒用的，所以等于不存在；B虛約束是不存在的約束； C計算機構的自由度時可以去掉虛約束，在實際機構中也可以拆除它； D虛約束滿足一定的條件，若不滿足條件它將會變成實際約束。4下面說法正確的是（ ）A矩形螺紋多用于連接； B三角螺紋多

3、用于連接；C三角螺紋多用于傳動； C矩形螺紋、三角螺紋均多用于傳動。5下列關于單萬向聯軸節(jié)敘述正確的是：（ ）A不可能等于1 ； B可能等于1； 可以傳遞成任意角度兩軸的運動； 不可以傳遞成任意角度兩軸的運動。三、 判斷題（5分）1運動鏈選擇不同構件作機架，機構的級別不變。（ ）2齒輪與齒條嚙合傳動分度面與節(jié)圓可能不重合。（ ）3齒輪傳動中=1.3，說明在齒輪轉過一個基圓齒距時30% 的時間2對齒嚙合。（ ）4只要滿足機構的自由度=機構的主動件數，機構就一定有有意義的確定的運動。（ ）5不論何種機械的運動都可以采用飛輪來調節(jié)速度的波動。（ ）四、簡答題（10分）把主動件的連續(xù)轉動變?yōu)閺膭蛹膯?/p>

4、向間歇運動可以采用什么機構（至少三種）？五、分析題（10分）分析如圖機構的組成，該機構運動是否確定？判斷機構的級別。七、作圖題（20分）1如圖2，為滾子從動件盤形凸輪機構，凸輪為一偏心圓盤。試用圖解法做出：凸輪的基圓；凸輪的推程運動角0 ；從動件的升程h；圖示位置的壓力角；從動件在圖示位置的位移s 及凸輪的轉角。2設計一鉸接四桿機構，如圖3所示。已知搖桿的行程速度系數K=1，機架長lAD= 1m，搖桿長lCD=0.9m，當搖桿CD運動到左極限位置時，曲柄與機架的夾角為45度，試確定曲柄及連桿的長度lAB、lBC。八、計算題（30分）1在圖4 所示輪系中各輪齒數為z1=32, z2=33, z2

5、z438, z3=z3=19, 輪5為單頭右旋蝸桿，z6=76, n1=45r/min, 方向如圖所示。試求：(1) 當n5=0時n4的大小及方向。(2) 當n5=10 r/min (逆時針轉)時n4的大小及方向。(3) 當n5=10 r/min (順時針轉)時n4的大小及方向。2如圖5 所示導桿機構，已知機構位置、尺寸，1、2、3構件質量分別為m1=10kg，m2=10kg，m3=20kg，質心分別在A、B和CD的中點S3，lAB=lAC=lCS3=0.1m, =30o。各構件相對質心的轉動慣量J1=1kgm2，J2=2kgm2，J3=4kgm2，M1=500 Nm為驅動力矩。求在圖示位置取

6、構件3為等效構件時的等效轉動慣量、等效驅動力矩。題2一、 填空題（10分）1機構有確定運動的條件 。2平衡技術中常把 的轉子視為短轉子。常把 的轉子視為長轉子，短轉子的平衡措施稱為 。長轉子的平衡措施稱為 。3機械平衡的目的是 ；機械調速的目的是 。4對于有周期性速度波動的機械系統(tǒng)，可以利用 調節(jié)機械系統(tǒng)速度波動的大小。對于非周期性速度波動的機械系統(tǒng)，需要利用 （ ） 調節(jié)機械系統(tǒng)速度波動的大小。5齒條加工齒輪中，齒輪的分度圓半徑由 決定。二、選擇題（10分）1下面說法正確的是：（ ）A棘輪機構由于結構限制，運動中具有剛性沖擊；B槽輪機構由于結構限制，運動中具有柔性沖擊；C槽輪機構由于結構限制

7、，運動中具有剛性沖擊；D棘輪機構、槽輪機構都具有剛性沖擊和柔性沖擊。2下面說法正確的是：（ ）A機械的實際效率是大于或等于0小于1的；B機械的實際效率可以小于0；C機械的實際效率不可能小于0；D以上說法均不正確。3一對漸開線標準齒輪 m=2, z1=18, z2=43, a=62mm, 下面說法正確的是：（ ）A節(jié)圓與分度圓重合； B. 節(jié)圓與分度圓不重合;C. 節(jié)圓的大小取決于中心距; D. 分度圓的大小取決于中心距。4. 下面說法正確的是: ( )A. 行星輪系的自由度=1; B. 差動輪系的自由度=1;C. 行星輪系的自由度=2; D. 差動輪系的自由度=25. 避免凸輪實際輪廓曲線失真

8、的方法正確的是：（ ）A減小滾子圓半徑； B. 增大滾子圓半徑;C. 減小基圓半徑; D. 增大基圓半徑三、判斷題（5分）1齒輪嚙合傳動時，兩個節(jié)圓為純滾動，它的齒廓的相對運動也是純滾動。（ ）2凸輪的基圓半徑等于其輪廓曲線的最小向徑。（ ）3一對中心距是標準中心距的齒輪傳動一定是標準齒輪。（ ）4即使摩擦系數為0，機構處于死點位置時機構也不能動。（ ）5自由度為0的桿組稱為基本桿組。（ ）四、簡答題（10分）把主動件的連續(xù)轉動變?yōu)閺膭蛹耐鶑蛿[動可以采用什么機構（至少3種）？五、分析題（20分）2分析如圖7所示機構的組成，判斷機構的級別。六、證明題（5分）證明鉸接四桿機構曲柄存在的條件。八、

9、計算題 （30分）1已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪，正常齒制，m=2mm, z1=19, z2=37, 安裝中心距a=57mm, 求理論嚙合線長度N1N2。2圖9所示輪系中，各輪齒數為z1=30, z2=25，z3=z4=24，z5=18, z6=121，n1=120r/min, nH=1000 r/min，轉向相反, 求n5、n6 。 題3一、 填空題（15分）1如圖11所示為 機構，已知曲柄lBC=20mm, 機架lAB=40mm, 則該機構的極位夾角= ，急回系數K= 。2在凸輪機構中， 運動規(guī)律在一般情況下會產生柔性沖擊，但如果用于 運動形式時就可以避免沖擊。3當采用 法切削漸開線齒輪

10、齒廓時，可能會產生根切。其原因是 ，對于標準直齒圓柱齒輪，不根切的最少齒數是 。4采用模數為2.5mm的標準齒條刀具加工漸開線直齒圓柱齒輪，已知刀具移動速度v=60mm/s，輪坯轉速=1rad/s, 則被加工齒輪的齒數z= ；若刀具中線與輪坯中心的距離為59mm, 則被切齒輪是 齒輪（正變位還是負變位）；變位系數是 。5移動的自鎖條件是 ；圖12所示的楔形夾具的各接觸面間的摩擦系數均為f, 則此夾具的自鎖條件為 。6剛性轉子靜平衡的力學條件是 ，動平衡的力學條件是 。二、判斷題（5分）1具有標準參數的漸開線直齒圓柱齒輪是標準齒輪。（ ）2對于機構慣性力的合力和合力偶，通常只能做到部分平衡。（

11、）3軸1和軸2通過雙萬向聯軸節(jié)不管怎樣連接，兩軸的傳動比都恒等于1。（ ）4周期性速度波動的構件，在一個周期內其動能的增量為零。（ ）5在平底從動件凸輪機構中，若不計摩擦，凸輪施加于從動件的推力總是垂直于平底，故其壓力角恒為零。（ ）三、（15分）試判斷如圖13所示運動鏈的運動是否確定？如果運動確定，請對其進行結構分析；如果運動不確定，請?zhí)岢鍪蛊渚哂写_定運動的修改方案，畫出修改后的機構運動簡圖。五、（10分）圖15所示盤形凸輪機構，已知凸輪為一以C為中心的偏心圓盤，要求回答下列問題：(2) 畫出凸輪的基圓，并標出基圓半徑r0。 (3) 標出凸輪在圖示位置時從動件的位移s 。(4) 標出從動件由

12、圖示位置升高位移s1 時，凸輪對應的的轉角1。 (5) 畫出凸輪輪廓上的D點與滾子接觸時，機構的壓力角。六、（15分）設有一對漸開線外嚙合標準直齒圓柱齒輪，正常齒制，傳動比為i12=3、模數 m=5mm、壓力角=20o, 實際中心距a=323mm。 (1) 求出標準中心距a, 小齒輪的齒數z1、基圓半徑 rb1。 (2) 求出兩輪的嚙合角 。 七、（15分）輪系如16所示，已知 z1=z2=20, z3=24, z4=48, z5=30, z6=z7=18, z8=66, 求傳動比i18, 并說明軸1與軸8的相對轉向。八、（10分）在如圖17所示機構中，已知構件3對回轉軸C的轉動慣量J3=0.

13、4kgm2，作用于構件3上的阻力矩M3=45Nm ，其他構件的質量和轉動慣量忽略不計。要求標出所有瞬心，并求當取構件1為等效構件時，機構的等效阻力矩Mer 及等效轉動慣量Je。參考答案【題1】一、 填空題11或2；15。2102.5rad/s; 97.5rad/s3. 154. 剛性轉子；柔性轉子。5齒條刀具的模數6vP0; vP =0。二、選擇題1C； 2. C; 3. D; 4. B; 5. BD。三、判斷題1. F ； 2.F； 3.T； 4.；F 5.F。四、簡答題 將主動件的連續(xù)轉動變?yōu)閺膭蛹膯蜗蜷g歇運動可以采用曲柄搖桿驅動棘輪機構、槽輪機構、不完全齒輪機構。五、分析題機構由主動件

14、、機架和三個II級桿組組成，如圖14-25所示。機構的運動確定。該機構為II級機構。七、作圖題1如圖14-26所示2選1=0.01m/mm作圖，過A點作45度斜線，與圓弧交C1、C2 ， 如圖27所示，則 量得 a=58mm, b=71mm。lAB=a1=0.58m; lBC=b1=0.71m。八、計算題1解：（1）當n5=0時，n6=0, 該輪系為定軸輪系。所以 （方向向左（）（2）定軸輪系: 1-2 , 5-6 周轉輪系：2-3-3-4-6 由式得：n2=43.6r/min(), 由式得: n6=0.13() 。 令n2 ()為“+”，則n6()為“”，將n2 、n6 代入式即解得： n4

15、=43.9r/min（方向向左）() 。（3）方程仍為上述式、。由式得：n2=43.6r/min(), 由式得：n6=0.13() 代入式即解得 ：n4=43.3r/min（方向向左）() 。2解 ： 如圖28所示，找出所有瞬心，則V2=1lAB, V3=3lCS3, 2=31p13 p141=3p13 p341N=M11【題2】一、 填空題1 主動件數=F （F0）。2 b/d0.2; b/d0.2; 靜平衡；動平衡。3 消除慣性力和慣性力矩；減小機器的速度波動。4 飛輪；調速器。5 齒條的移動速度和輪坯轉動角速度的比值。二、選擇題1AB; 2. AC; 3. BC; 4. AD; 5. A

16、D。三、判斷題1. F； 2. F； 3. F； 4. T； 5. F。四、簡答題把主動件的連續(xù)轉動變?yōu)閺膭蛹耐鶑蛿[動可以采用曲柄搖桿機構、擺動導桿機構、擺動凸輪機構。五、分析題2分析機構的組成應先對機構高副低代，如圖30所示；將機構折分桿組如圖31所示。該機構為II級機構。六、證明題設：ad如圖32所示。在三角形（A）BCD中：a+d b+c, 在三角形（A）BCD中b(d-a)+caa+bc+dc(d-a)+baa+cb+dab, ac, ad a為最短桿，而b、c、d必有一個為最長。由此得出鉸接四桿機構曲柄存在的條件：（1） 最短桿與最長桿的長度之和小于或等于其余兩桿的長度之和。（2）

17、 連架桿與機架中必有一桿為最短桿。八、計算題1解 因為 所以 2. 解: 該輪系為基本周轉輪系代入 n1=120, nH= - 1000。解得 : n6 = -800r/min 與n1轉向相反。nH、n6代入上式，解得：n5 = 344.4r/min 與n1轉向相同?！绢}3】一、 填空題1 擺動導桿機構，60o, 2。 2 簡諧（或余弦加速度），兩端無休止。3 范成法，刀具的齒頂線超過了極限嚙合點， 17。4 48 ，負變位 ，-0.4。 5 驅動力作用在摩擦角之內（），2arctan f。6 F1=0, F1=0且T1=0。二、 判斷題1F； 2. T； 3. F； 4. T； 5. T。三

18、、解：（a）F=37-210=1該運動鏈的運動是確定的，對其進行結構分析如圖34所示。該機構為II級機構。（b）該機構運動方案不合理。改正方案如圖35所示（答案不唯一）。五、 解：如圖14-37所示六、解（1）由 ，得z132.3。 取z1=32, 則 z2=z1i12=96, 得a=320mm, rb1=mz1cos/2=75.18mm。（2）七、解: 輪1、2、3、4和系桿H組成周轉輪系，輪5、6、8組成定由輪系。因為n5=nH, 所以 i18=i1Hi58=-6.6 軸1與軸8的轉向相反。八、解：所有瞬心如圖14-38所示。因為Mer1=M33, 所以Mer =M33/1 。 由于1、3

19、 的瞬心P13 在無窮遠處，所以3/1=1 ，即Mer =M3 =45Nm, 因為Je12/2=J332/2, 所以Je=J332/12=J3=0.4kgm2。 1-1、 如圖示滾子從動件盤形凸輪機構，凸輪的輪廓曲線為一個偏心圓。已知凸輪半徑R=20mm，偏距e=8mm，滾子半徑為rr=4mm , 凸輪順時針方向旋轉。試求： (1) 從動件的行程h； (2) 圖示位置時從動件的位移s和壓力角； (3) 凸輪轉過一定角度，從動件由A點到B點接觸時凸輪的轉角。解：先畫出理論輪廓曲線和基圓。(1) 行程h為B1D段長度，如圖6-4解圖所示。(2) 位移S為AG段長度；= 0o (3) 凸輪轉角為 COF(大于180o