中國石油大學(xué)(華東)機械原理期末復(fù)習(xí)

1、中國石油大學(xué)（華東）機械原理期末復(fù)習(xí)試題1一、填空題（每小題2分，共20分）1、平而運動副的最大約束數(shù)為2 個,最小約束數(shù)為1 個。2、當兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動副時，其相對速度瞬心在轉(zhuǎn)動副中心處。3、對心曲柄滑塊機構(gòu)，若以連桿為機架，則該機構(gòu)演化為曲柄搖塊機構(gòu)。4、傳動角越大，則機構(gòu)傳力性能越一好 °5、凸輪機構(gòu)推桿的常用運動規(guī)律中，二次多項式運動規(guī)律具有柔性沖擊。6、蝸桿機構(gòu)的標準參數(shù)從中間平面中取。7、常見間歇運動機構(gòu)有：棘輪機構(gòu)、槽輪機構(gòu)等。8、為減小飛輪的重型和尺寸，應(yīng)將飛輪裝在 高速 釉上。9、實現(xiàn)往匏移動的機構(gòu)有：曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪機構(gòu) 等。10、外嚙合平行軸斜齒輪的正確嚙合條件

2、為：B= 一外環(huán)=機心， 二、簡答題（每小題5分，共25分）1、何謂三心定理？答：三個彼此作平面運動的構(gòu)件的三個瞬心必位于同一直線上o2、簡述機械中不平衡慣性力的危害？答：機械中的不平衡慣性力將在運動副中引起附加的動壓力，這不僅會增大運動副中的摩擦和構(gòu)件中的 內(nèi)應(yīng)力，降低機械效率和使用壽命，而且會引起機械及其基礎(chǔ)產(chǎn)生強迫振動。3、較鏈四桿機構(gòu)在死點位置時，推動力任意增大也不能使機構(gòu)產(chǎn)生運動，這與機構(gòu)的自鎖現(xiàn)象是否相 同？試加以說明？答：（1）不同。（2）校處四桿機構(gòu)的死點指：傳動角=0度時，主動件通過連桿作用于從動件上的力恰好通過其回 轉(zhuǎn)中心，而不能使從動件轉(zhuǎn)動，出現(xiàn)頂死現(xiàn)象。死點木質(zhì)：驅(qū)動力

3、不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。機械自鎖指：機構(gòu)的機構(gòu)情況分析是可以運動的，但由于摩擦的存在，卻會出現(xiàn)無論如何增大 驅(qū)動力，也無法使其運動的現(xiàn)象。自鎖的本質(zhì)是：驅(qū)動力引起的摩擦力大于等于驅(qū)動力的有效分力。4、棘輪機構(gòu)與槽輪機構(gòu)均可用來實現(xiàn)從動軸的單.向間歇轉(zhuǎn)動，但在具體的使用選擇上，又有什么不 同？答：棘輪機構(gòu)常用于速度較低和載荷不大的場合，而且棘輪轉(zhuǎn)動的角度可以改變。槽輪機構(gòu)較棘輪機構(gòu) 1：作平穩(wěn)，但轉(zhuǎn)角不能改變。5、簡述齒廓嚙合基本定律。答：相互嚙合傳動的一對齒輪，在任一位置時的傳動比，都與其連心線被其嚙合齒廓在接觸點處的公法 線所分成的兩段成反比。三、計算題（共45分）1、繪制偏心輪機構(gòu)簡圖（草圖），并求機

4、構(gòu)自由度。（10分）其中A、B、C處各有一個轉(zhuǎn)動副：A處有一個移動副：即 =3,P/=4, ph = 0, F=0 ：所以該機構(gòu)自由度為：/= 3_(2p, + P/J_F' = 3x3 (2x4 + 0) 0 =12、已知一條漸開線，其基圓半徑勿=50，試求該漸開線在向徑7 =65的點K處的曲率半 徑。K，壓力角K及展角。(5分)A = V652 -5O2 =4.5nun41.550)=36.69°Ok = tan ak -ak= tan 36.9° 一36.94180= 0.107 弧度= 6.14。3、試求機構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。(5分)一、4x3 

5、1;見圖該機構(gòu)有構(gòu)件數(shù)n=4：所以瞬心數(shù)為：C；= =62(1P4 P門、P.“可直接判斷獲得，分別在A、B、C點處。(2)構(gòu)件1、4組成移動副，所以P14在垂直導(dǎo)路的無窮遠處。(3)(4)求P”?構(gòu)件1、3非直接接觸，采用三心定理。 P13在構(gòu)件1、2、3形成的三個瞬心構(gòu)成的直線上， 即直線AB ± P13同時也在構(gòu)件1、3、4形成的三個瞬心構(gòu)成的直線上，即直線c'c”上 所以P13在直線AB與直線c'c”的交點處，當AB 垂直BC時，ABc'c”,此時，Pl3在垂直BC的無 窮遠處。求P24?構(gòu)件2、4非直接接觸,采用三心定理。 P24在構(gòu)件1、2、4形成

6、的三個瞬心構(gòu)成的直線上，CcP34即直線AB上P24同時也在構(gòu)件2、3、4形成的三個瞬心構(gòu)成的直線上，即直線BC上 所以P：4在直線AB與直線BC的交點處，即B點。在圖示的電動卷揚機中，已知其每一對齒輪的效率和以及鼓輪的效率%均為。.95,滑輪的 效率5=096,載荷。= 50kN,其上升的速度p = O.27/s,求電動機的功率。（10分）解： 工作機效率為：PL =Qv=50x0.2 = 0KW機 構(gòu) 總 效 率 為： =i.22 34么=095' x 0.96 = 0.82P 10電動機功率為：= - = 12.2KWul 0.824、圖示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為Z =32,z)

7、 = 34, z)'= 36,3 =64,24 =32Z5 = 17, Z6 = 24 o若軸A按圖示方向以125017mm的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，軸B按圖示方向以600i7min的轉(zhuǎn)速(3)回轉(zhuǎn)，試確定軸C的轉(zhuǎn)速大小和方向。（15分） 答：K輪1、2、2、3、4組成行星輪系部分：齒輪4、5、6組成定軸輪系部分： 其中行星輪系部分的傳動比：_ 34x64 _ 17 - -< 1）n3 -nH z1z2 32x369定軸輪系部分：_ / _ Z5Z4 _ 32 _ 4 , » n4 z6z5 24 3由圖中可知：4 ="由式1、2、3式聯(lián)立可得：n3 = 30"n

8、in (方向同 1、6)四、設(shè)計題（1（）分）試設(shè)H一曲柄滑塊機構(gòu)，已知滑塊行程速比系數(shù)K=L5,滑塊的行程H=60mm,偏距25mm。解:加柄滑塊機構(gòu)的極位夾角”幽£2 =吟（1.5 7 = 36。 K +11.5 + 1作圖步躲：1）作 CC2 = /? = 60?？2）作N"2G =N"1C uRO eu90。 36。：54。3）以交點0為圓心，過Cl、C2作捌。則曲柄的軸心A應(yīng)在圓弧。人。2上。4）作一直線與C1C2平行，其間的距離等于偏距e,則此直線與上述圓瓠的交點即為曲柄軸心A 的位置。5） 、”|A點確定后，曲柄和連桿的長度a、b也就確定廣AC.-A

9、C. 82.26-31.02a =! = 25.6222因 + g =82.26 + 3102=56.64 226）作機構(gòu)AB'C位置，圖中量得/mm =27°試題2一、填空題（每小題2分，共20分）1、 平面機構(gòu)中若引入一個高副將帶入個約束，而引入一個低副將帶入2個約束。2、 對心曲柄滑塊機構(gòu)，若以連桿為機架，則該機構(gòu)演化為曲柄搖塊 機構(gòu)。3、 平面四桿機構(gòu)具有整轉(zhuǎn)副的條件：最短桿與長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和o4、 壓力角越大，則機構(gòu)傳力性能越一差 ，5、 凸輪機構(gòu)推桿的常'用運動規(guī)律中，正弦運動規(guī)律既無剛性沖擊也無柔剛性沖擊。6、 推齒輪取大端 的參數(shù)

10、為標準參數(shù)。7、 槽輪機構(gòu)的主要組成構(gòu)件為：撥盤、 槽輪、機架等。8、 為r減小飛輪的重量和尺寸，應(yīng)將飛輪裝在高速 軸上。9、 當兩構(gòu)件組成移動副時，其瞬心在垂直于導(dǎo)路方向的無窮遠處。10、機構(gòu)處于死點位置時，其傳動角為 0 度。二、簡答題（每小題5分，共25分）1、機構(gòu)具有確定運動的條件是什么？當機構(gòu)的原動件數(shù)少于機構(gòu)的自由度時，機構(gòu)的運動將發(fā)生什么 情況？答：1）機構(gòu)具有確定運動的條件是：機構(gòu)的原動件數(shù)目等于機構(gòu)的自由度數(shù)目。2）原動件的數(shù)目機構(gòu)自由度：機構(gòu)的運動將不確定，運動將遵循“最小阻力定律，而首先沿阻 力最小的方向運動。2、實現(xiàn)間歇回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)有哪些？ 答：口 .（1） 槽輪機構(gòu)

11、（2） 林輪機構(gòu)（3） 不完全齒輪機構(gòu)（4） 凸輪式間歇運動機構(gòu)（5） 齒輪連桿組合機構(gòu)3、通過對串聯(lián)機組的效率算，對我們設(shè)計機械傳動系統(tǒng)有何重要啟示？答：對串聯(lián)機組，機組效率77 = %比/，因為只要串聯(lián)機組中任一機器的效率很低，就會使整個 機組的效率極低：且串聯(lián)機器的數(shù)目越多，機械效率也越低。因此，在設(shè)計串聯(lián)機組時，應(yīng)在滿足使用 要求的前提下，盡里減少機器數(shù)量，機組中盡量避免出現(xiàn)采用效率很低的機器。4、何謂在四桿機構(gòu)中的死點？答：在四桿機構(gòu)中，“死點”指以搖桿或滑塊為主動件，曲柄為從動件，則連桿和曲柄處于共線位置時, 機構(gòu)的傳動角y=0° ,主動件通過連桿作用于從動件上的力將通過

12、其回轉(zhuǎn)中心，從而使驅(qū)動從動件運動 的有效分力為零，從動件就不能運動，機構(gòu)的這種傳動角為零的位置稱為死點。5、筒述齒輪傳動的特點。答：優(yōu)點：1）傳動效率而2）傳動比恒定3）結(jié)構(gòu)緊湊4）可靠、命長缺點：1）制造、安裝精度要求較高2）不適于大中心距傳動3）使用維護費用較高。三、計算題（共45分）1、繪制偏心油泵機構(gòu)簡圖（草圖）。（5分）2、試求機構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。（5分）P13- oo幾何尺寸（各輪的齒數(shù)、分度網(wǎng)直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒厚）。（10分） 答：79a） 該園柱齒輪機構(gòu)的傳動比：%）=一4 5Hl z 、 10/、 ma = (z1 +Z2) = (Z| +Z2 ) = 3

13、50得：Z = 25; Z2 = 45 b）兩輪的分度圓直徑：4 =inz, = 10x25 = 250= mz2 = 10 x 45 = 450齒頂圓直徑：.da =(Z)+ 2； )i = (25 + 2x 1) x 10 = 270 mmda2 = (z2 + 2h：)m = (45 + 2x l)x 10 = 470 nun齒根圓直徑：=(Zi -2力；-2/)m=(25-2x1-2x0.25)x10 = 225" df2=(z2-2h：_2c )m = (45-2xl-2x0.25)xl0 = 425mm 齒厚：S* = & = 15.7224、標出圖示位置時凸輪機

14、構(gòu)的壓力角，凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90度后推桿的位移。（10分）所求壓力角為：15度所求推桿的位移為：123.83mm5、在圖示的輪系中，已知各輪的齒數(shù)Z1 =2（右旋），馬=60'Z4 = =40,Z3= 20 .且各輪均為正確安裝的標準齒輪，各齒輪的模數(shù)相同。當輪1 以90017min按按圖示方向轉(zhuǎn)動時，求輪6轉(zhuǎn)速的大小和方向。（15 分）答：利用右手定則得：蝸輪轉(zhuǎn)向為：,輪6、5、4、3、2組成行星輪系部分：輪1、2組成定軸輪系部分：其中行星輪系部分的傳動比：；2 _ 6T?2 _ Z5Z3 _ 20x50 _ 5仆- （）0-n2 z6z4 40x408定軸輪系部分：<17

15、- 242（2）由式1、2與已知參數(shù)聯(lián)立可得：% =48.75/7min方向與蝸輪相同。四、設(shè)計題（io分）設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)。已知滑塊的行程s=50mm,偏距e=16mm,行程速度變化系數(shù)K=L2,求曲 柄和連桿的長度。解：一 c 180°x(/C-l)180°x(1.2-l) 1n1)極位夾角夕=-=- = 16°K + 11.2 + 12)量得 ACi=34mm： AC2=82mmAC2-AC, _ 82-34223）曲柄長:=24mm第二學(xué)期機械制造及自動化專業(yè) 機械原理課程期末試卷（答案）專業(yè)班級 姓名 學(xué)號大題-二四五成績成績一、是非題（用“Y”表示正

16、確，“N”表示錯誤填在題末的括號中）。（本大題共10小題，每小題1分，總計10分）1 .構(gòu)件是機構(gòu)或機器中獨立運動的單元體，也是機械原理研究的對象。（y）2 .機構(gòu)具有確定相對運動的條件為：其的自由度尸0。（ n ）3 .在擺動導(dǎo)桿機構(gòu)中，若取曲柄為原動件時，機構(gòu)的最小傳動角，小尸0°：而取導(dǎo)桿為原動件時，則機構(gòu)的最小傳動角九"=90。0（ n ）4 .機構(gòu)當出現(xiàn)死點時，對運動傳遞是不利的，因此應(yīng)設(shè)法避免：而在夾具 設(shè)計時，卻需要利用機構(gòu)的死點性質(zhì)。（y）5 .當其它條件不變時，凸輪的基圓半徑越大，則凸輪機構(gòu)的壓力角就越小， 機構(gòu)傳力效果越好。（y）6 .在蝸桿傳動中，蝸桿

17、的升角等于蝸輪的螺旋角，且期桿與蝸輪的螺旋線 旋向相同。（y ）7 .漸開線直齒圓錐齒輪的標準參數(shù)取在大端上。（y ）8 .為了減小飛輪的尺寸，在機器的低速軸上安裝飛輪后，可以較好地降低 機器的速度波動。（n）9 .機器等效動力學(xué)模型中的等效質(zhì)量（或轉(zhuǎn)動慣量）是一個假想質(zhì)量（或轉(zhuǎn)動 慣量），它不是原機器中各運動構(gòu)件的質(zhì)量（或轉(zhuǎn)動慣量）之和，而是根據(jù)動能相等 的原則轉(zhuǎn)化后計算得出的。（y ）10 .不論剛性回轉(zhuǎn)體上有多少個不平衡質(zhì)量，也不論它們?nèi)绾畏植迹恍枰?在任意選定兩個平而內(nèi)，分別適當?shù)丶悠胶赓|(zhì)量即可達到動平衡。（y）二、填空題（將正確的答案填在題中橫線上方空格處）。（本大題共5小題，每空

18、2分，總計10分）1 .速度影像的相似原理只能應(yīng)用于 同一構(gòu)件上的各點,而不能應(yīng)用于 機構(gòu)的不同構(gòu)件上的各點。2 .機械中三角帶（即V帶）傳動比平型帶傳動用得更為廣泛，從摩擦角度來 看，其主要原因是： 三角帶屬槽面摩擦性質(zhì)，當量摩擦系數(shù)較平面摩擦系數(shù)大, 故傳力大3 .在四桿機構(gòu)中力，為機架，該機構(gòu)是： 曲柄搖桿機構(gòu).4 .用作圖法繪制直動從動件盤形凸輪廓線時，常采用 反轉(zhuǎn)法。即假設(shè)凸 輪 靜止不動，從動件作 作繞凸輪軸線的反向轉(zhuǎn)動（一環(huán)方向轉(zhuǎn)動）和沿從動 件導(dǎo)路方向的往復(fù)移動的復(fù)合運動。5 .漸開線直齒圓柱齒輪齒廓上任一點的曲率半徑等于過該點的法線與基 圓的切點至該點間的距離：漸開線齒廓在基

19、圓上的曲率半徑等于零：漸開 線齒條齒廓上任一點的曲率半徑等于無窮大“三、選擇題（將正確的代碼A、B、C、D填入橫線上方的空格處）。（本大題共5小題，每小題2分，總計10分）1 .三角螺紋的摩擦（C）矩形螺紋的摩擦,因此，前者多用于（E）。 （A）小于：（B）等于：（C）大于；（D）傳動：（E）緊固聯(lián)接。2 .凸輪機構(gòu)中從動件作等加速等減速運動時將產(chǎn)生沖擊。它適用于 （E）一場合。（A）剛性；（B）柔性；（C）無剛性也無柔性：（D）低速：（E）中速：（F）高速。3 . 一對漸開線斜齒圓柱齒輪在嚙合傳動過程中，一對齒廓上的接觸線長度 是（C） 變化的。（A）由小到大逐漸；（C）由大到小逐漸：（C）

20、由小到大再到小逐漸：（D）始終保持定值。4 .設(shè)機器的等效轉(zhuǎn)動慣量為常數(shù)，其等效驅(qū)動力矩和等效阻抗力矩的變化 如圖示，可判斷該機器的運轉(zhuǎn)情況應(yīng)是（B）。（A）勻速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)：，（B）變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)；i八" 鼠K 一（C）加速過程:）減速過程。1/Y 7ir 3x/5 .機械平衡研究的內(nèi)容是（C）（A）驅(qū)動力與阻力間的平衡（B）各構(gòu)件作用力間的平衡（C）慣性力系間的平衡（D）輸入功率與輸出功率間的平衡四、計算題（列出計算公式，計算出題目所要求解的有關(guān)參數(shù)）。 （本大題共3小題，每小題10分，總計30分）1.計算圖示機構(gòu)的自由度.如有復(fù)合較鏈、局部自由度和虛約束，需明確指出。并指出該 機構(gòu)是

21、否具有確定的相對運動。解：錢鏈。處為具有兩個轉(zhuǎn)動副的復(fù) 合校鏈，（1分）移動副E、E'中有一個為虛約束，（1 分）滾子尸處有局部自由度，（1分）則刀=7,2=9,4=L ©分）機械原理 第18頁共18頁廠=3a2 凡q=3x72x91=2（2分）2.已知圖示機構(gòu)的尺寸（可從圖中量取尺寸，M i=0. OOlm/mm）及原動件1的角速度81=48.78rad/sa（1）標出所有瞬心位置：（2）用瞬心法計算構(gòu)件2的角速度。匕，并確定出其方向。（3）構(gòu)件 2上用點的速 度Pm,并確X （4 - 1）/2匕該機構(gòu)中有兩個原動件（曲柄AB和凸輪0）,并等于機構(gòu)的自由度數(shù)F,故該機構(gòu)具有

22、確定的 相對運動。（2分）定出其方向.解：（1）瞬心數(shù)目N =4（1）/2 = 4 =6, 各瞬心位置如圖所示：（4分）（2） % =mXPi2Px.i/Pi2P2i = 48. 78X20 / 80=12. 195（rad/s）,方向與同向,逆時針方向：（3分）（3）匕廣3 2 口 1 %”=12. 195 X 0. 001 X 82 = lm/s，方向：如圖所示。（4分）中 南大學(xué)現(xiàn)代遠程牧課程考試復(fù)習(xí) 題及參考答案機械原理一、填空題:L機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的自由度數(shù)等于 o2 .同一構(gòu)件上各點的速度多邊形必 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

23、以用 相對地表示。4 .機械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型是具有，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 .平而連桿機構(gòu)中，同一位置的傳動角與壓力角之和等于 o7 .一個曲柄搖桿機構(gòu)，極位夾角等于36。，則行程速比系數(shù)等于。8 .為減小凸輪機構(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)律運動時，在運動階段的前半程作 運動，后半程作 運動O10 .增大模數(shù)，齒輪傳動的重合度;增多齒數(shù)，齒輪傳動的重合度。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 O12 .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

24、輪系是 輪系。13 .三個彼此作平面運動的構(gòu)件共有 個速度瞬心，且位于。14 .錢鏈四桿機構(gòu)中傳動角7為,傳動效率最大。15 .連桿是不直接和 相聯(lián)的構(gòu)件；平而連桿機構(gòu)中的運動副均為 016 .偏心輪機構(gòu)是通過 由欽鏈四桿機構(gòu)演化而來的。17 .機械發(fā)生自鎖時，其機械效率 018 .剛性轉(zhuǎn)子的動平衡的條件是 019 .曲柄搖桿機構(gòu)中的最小傳動角出現(xiàn)在 與 兩次共線的位置時。20 .具有急回特性的曲桿搖桿機構(gòu)行程速比系數(shù)k 1。21 .四桿機構(gòu)的壓力角和傳動角互為,壓力角越大，其傳力性能越。22 .一個齒數(shù)為Z,分度圓螺旋角為夕的斜齒圓柱齒輪，其當量齒數(shù)為 023 .設(shè)沖蝸桿傳動時蝸桿的分度圓直

25、徑必須取 值，且與其 相匹配。24 .差動輪系是機構(gòu)自由度等于 的周轉(zhuǎn)輪系。25 .平而低副具有 個約束，個自由度。26 .兩構(gòu)件組成移動副，則它們的瞬心位置在。27 .機械的效率公式為,當機械發(fā)生自鎖時其效率為28 .標準直齒輪經(jīng)過正變位后模數(shù),齒厚 o29 .曲柄搖桿機構(gòu)出現(xiàn)死點，是以 作主動件，此時機構(gòu)的 角等于零。30 .為減小凸輪機構(gòu)的壓力角，可采取的措施有 和。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 性沖擊：當其作 運動時，從動件沒有沖擊。33 .標準齒輪 圓上的壓力角為標準值，其

26、大小等于。34 .標準直齒輪經(jīng)過正變位后齒距,齒根圓。35 .交錯角為90的蝸輪蝸桿傳動的正確嚙合條件是、o36 .具有一個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為 輪系，具有兩個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為輪系。二、簡答題：1 .圖示較鏈四桿機構(gòu)中，已知lAB=55mm, 7BC=40mm,為=50mm, 20=25mmc試分析以哪個構(gòu)件為機架可得到 曲柄搖桿機構(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

27、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？標準直齒輪在什么情況下其行圓與分度圓重合？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？校鏈四桿機構(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

28、 .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、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)合校鏈、局部自由度和虛約束。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)a1.4,滑塊的行程序60mm。導(dǎo)路偏距戶20mm,求曲柄長度來和連桿長度小。4 .已知曲柄搖桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K=l,25,

29、搖桿長右40mm,搖桿擺角中二60°,機架長幾二55mm0作 圖設(shè)計此曲柄搖桿機構(gòu)，求連桿和曲柄的長度。5 . 一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數(shù)Z=24,二=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rj和rJ。6 .已知輪系中各齒輪齒數(shù)乙二20, Z尸40, ZJ二Z尸20, Zf60, m=800r/mim 求系桿轉(zhuǎn)速m的大小和方向。一7 .計算圖示機構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合校鏈、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nm=1000r/min,在一個穩(wěn)定運動循環(huán)（2汗）

30、中的 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：當主 軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)b =0.05時，應(yīng)在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量Jfo9 .設(shè)計一銳鏈四桿機構(gòu),已知搖桿長度為40mm,擺角為40度,行程速比系數(shù)K為L4,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)計如題圖所示欽鏈四桿機構(gòu)，己知其搖桿CD的長度1CD=75mm,行程速度變化系數(shù)A=l. 5,機 架AD的長度4D=100 mm,搖桿的一個極限位置與機架的夾角力=45° ,用作圖法求曲柄的長度AB和 連桿的長度1BC。D機械原理第18頁共18頁11. 一正常齒

31、制標準直齒輪m=4.z=30,a=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。12.如圖，已知 Zi=6, z2=zr =25, Z3=57,0=56,求i14 ?W/AF7Z113 .計算圖示機構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合較鏈、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Ra：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(gòu)行程速度變化系數(shù)4=1.25,搖桿長度1CD=400mm,擺角夕=30° ,機架

32、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 .已知一對標準安裝的外嚙合標準直齒圓柱齒輪的中心距a= 196mm,傳動比i=3.48,小齒輪齒數(shù) Z1=25o確定這對齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑由、d2：齒頂圓直徑da】、da2：齒根圓直徑d。、dl2o （10分）18.在圖示復(fù)合輪系中，己知各齒輪的齒數(shù)如括弧內(nèi)所示。求傳動比3(. 76 鼠 72)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5. 0, 16. 907 . 1.58.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14. 90°15

33、.機架：低副16.擴大轉(zhuǎn)動副半徑17.小于等于低8.偏心質(zhì)量產(chǎn)生 的慣性力和慣性力矩矢量和為019.曲柄:機架20.大于21.余角;差22. z/cos'B23.標 準值：模數(shù)24. 225. 2； 126.垂直移動路線的無窮遠處27. n二輸出功/輸入功二理想驅(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動33.分度圓：20°34,不 變：增加 35.a t：= a «= a ； y ：= 3 ：36.行星：差動二、1.作圖（略）最短桿鄰邊AB和CD,8

34、. 1）驅(qū)動力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)：2）機械效率小于或等于03）工作阻力小于或等于09 .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10 飛輪實質(zhì)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。11 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。12 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。13

35、 1）定傳動比2）可分性3）輪齒的正壓力方向不變。14 基本桿組：不能拆分的最簡單的自由度為。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。15 簡單機構(gòu)的速度分析；不能。16 . 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。17 .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)。18 . 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。19 .經(jīng)過在點、

36、分別以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的兩個相切圓稱為日圓。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。20 .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7入后，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)輪系的轉(zhuǎn)化輪系。21 .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。22 . 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。23 .

37、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得以平衡。24 . 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。25 .推程、遠休止、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。26 .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。27 .一對標準齒輪安裝時它們的分度圓相切即各自分度圓與日圓重合時的

38、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-l=l2、3/3 5=PiR,/PiR i=4P343、0=180* (k-1) /(k+l)=30按題意作CC二H,作NOGC,N0CC=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。ACkb-a AC：=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度04. 0=180* (k-1) /(k+l)=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，55mm為半徑作圓交于A點。AC：=b-a AC：=b+a 由此得曲柄a和連桿

39、b的長度。5 . a=0. 5m(Zi+z：) =264。=arcos(264*cos20 /265)=20. 6rb：=O. 5m*z：cos200 =67. 66r6：=0. 5m*z：cos20 =180. 42r i=rw/cos a =72. 3r ：=rw/cos a =192. 7566 .齒輪1、2是一對內(nèi)嚙合傳動：nJ廿z，zk2齒輪2 -3-4組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n c-Dh)/ (n-Hh) =-zt/z戶-3 又因為n：=n' ： n =0解得：n,F100 r/min方向與m相同。7. F=3*6-2*8-l=l8. Ma= (300*4 it /3*l/2

40、)/2 n =100Nm Ki89n (用能量指示圖確定)JF900A W皿/ n V 5 =0. 519. 0=180* (k-1) /(k+l)=30-如圖，按題意作出D,c, c,作直角三角形外接圓；作CD的垂直平分線，它與圓的交 點即A點。連接AC,、AG,ACi=b-aAC：=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度. AD為機架的長度。3510.按題意作圖，0=180* (k-1) /(k+l)=36 ACi=b-a11. d=mz=120 dt)=dcos20°=112.76P=m n =12. 56&=(z+2)m=128cos a a=db/da=0. 881 a

41、a=28. 24'12.齒輪 1-2-3 組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n1-nK)/(n9-na)= - zs/Z1= - 57/6 齒輪1-2-2 -4組成另一周轉(zhuǎn)輪系，有：(ni-na) / (n-nK) = - z:zi/ziz ：= - 56/6=-28/3從圖中得：聯(lián)立求解得：iBn/nE - 58813 . F=3*7-2*10=l14 .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。16 . 0=180* (k-1) /(k+l)=20作圖，ACFb-aAC尸b+a由此得曲柄a和連桿b的長度，AD為機架的長度,17 . z =izF8719

42、6./0.5(25+87)1=3. 5dimzi8 i. 5d二二nizmSOd. dm (z ,+2)=94. 5cL=m(z:+2) =311. 5dn-m(Zi-2. 5) =78. 75d*：=m(Z2-2. 5)=295. 7518 .齒輪 1 -4-5 組成一周轉(zhuǎn)輪系,有：(n Lita)/(nLm)=-z，z尸-12/5 齒輪 1-2-3 組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(nnk)/nnx)=-Z3/zk-7/3由圖得：nkn 1 nkO 取二足聯(lián)立求解得：i85/43哈爾濱工程大學(xué)試卷考試科目：機械原理(閉卷部分)題號四五六總分分數(shù)評卷人一、(20分)判斷下列各結(jié)論的對錯。對的畫“錯的畫“

43、X”號。1、II級機構(gòu)的自由度數(shù)不應(yīng)大于2。( X )2、基本桿組自由度數(shù)等于原動件數(shù)。(X )3、雙搖桿機構(gòu)的機架不能是最短件。(X )4、標準直齒圓柱齒輪外嚙合傳動中，不能同時有3對輪齒嚙合。(V )5、標準斜齒輪的端面壓力角等于20。( X )6、與標準斜齒輪相比，正變位齒輪的齒距變大。(X )7、行程速度變化系數(shù)K的最小值是零。(X )8、盤狀凸輪基圓上，至少有一點是在凸輪廓線上。(V )9、具有轉(zhuǎn)動副的機構(gòu)中，若生產(chǎn)阻力加大，則摩擦圓半徑加大。(X )10、等效質(zhì)量大小與等效件速度大小成反比。(X )二、(30分)解答下列各題1、(4分)計算圖示機構(gòu)的自由度。解：F=3X6 2X8=

44、2<2分<2分2、（4分）圖示凸輪機構(gòu)中原動件凸輪是一個偏心圓盤，圖示為初始位置。作圖 標出當從動桿與凸輪在B點接觸時，凸輪轉(zhuǎn)角夕及B點處壓力角a。解：。：<2 分, a ： <2 分3、（9分）圖示斜面中，滑塊受鉛垂向下力Q及與斜面平行力F。斜面傾角為，滑塊與斜面間摩擦系數(shù)f及Q已確定。求滑塊勻速上升及勻速下降時，該斜面效 率表達式各是什么？解：F=Qsin2+ f Qcos2 Fo= Qsin2 <3 分7； = sin2/ （ sin A+ f cos2 ）<3 分二（sin A fcos2 ） /sin 2<3 分 <3X3=9 分4、（

45、4分）圖示錢鏈四桿機構(gòu)中，所標數(shù)字代表桿長，單位為cm。若使該機構(gòu)為 雙曲柄機構(gòu)，試確定AD桿長的取值范圍。5、（9分）國產(chǎn)正常齒標準直齒圓柱齒輪外嚙合，已知：總=150.35"，4=256，G=1.5,又知力；=1, /=0.25,。=20° ,求：4、m、和 小解：di= db/cos a =160mm <3 分依 d ai =ij2di+ 2 Ifm 得 m=8n】m <3 分pt>= n mcos o =23. 62 mm <3 分>V3X3=9 分哈爾濱工程大學(xué)試卷考試科目：機械原理（開卷部分）題號-四五總分分數(shù)評卷人三、（16分）圖

46、示軸類轉(zhuǎn)子中，知兩端面A及8上分別有不平衡質(zhì)量n5、n”，方位如圖。且平衡校正面I、II選在左、右軸承安裝處，其上分別有平衡質(zhì)量m1、 mil,以=% =r1=% = 10cm , mA = 80g , 乂知當轉(zhuǎn)子° = 200rad/s ,未平衡時左軸承受動反力Ri =刎，各面間距離尺寸如圖所示，單位為cm。求】叫、口” 各為多少？解:依 R產(chǎn) min a）2依 mi2= nui2 +niBi2得 niB=320g得 mi=100g<4 分<4 分 其中 nui =iua X 3/4=60g<4 分mBi =mB /4<4分<4X4=16 分四、（16

47、分）圖示輪系中各輪齒數(shù)為：i=Zi0=20 ,Z2=Z5=z6=z7=z8=40> z9=Z4=50。又知=160rpm ,方向如圖示。求叫、解：iiH=l-i!3H=2n h= n 9 =n i/2=80 rpmn io= n 9 Z9 / Zi（）=200 rpm 方向 i 8 h=1 -i 8 3“= 13/8ns= nhX i8H =130 rpm 方向 I<4分<4分<4分<4分V4X4=1 6 分五、（18分）圖示錢鏈四桿機構(gòu)中,己知桿長6=02，/2=0.4加，/3=。42圖示為起動位置，CD_LDA, c、B、A共線，BC桿質(zhì)心在桿中點E處，乂知

48、JA = 0.1 kgm % =。16 kgm2 m2 =4kg , </3D =0.3 kgm2 =6Nm , “3=3M，求起動瞬時桿1的角加速度仍等于多少？解：機構(gòu)瞬心點為：pI4A pl2B p23C p34D p13A p24C03/3 尸 pl3 P14/pl3 P34=0 <3 分co2/(o = pl2 pl4/ p12 p24=l/2 <3 分Ve/6j i=ECfy 21(0 i=0. 1 cm<3 分>Mv=Mi=6 Nm<3 分Jv=Jia +Js2 (©2/01) 2 + m2(0. 1 ) 2=0.18 kgnr<

49、3 分(j> =Mv/Jv = 33.33rad/s<3 分<3X6=18 分機械原理自測題（一）一.判斷題（正確的填寫 T,錯誤的填寫“F”）（20分）1、根據(jù)漸開線性質(zhì)，基圓內(nèi)無漸開線，所以漸開線齒輪的齒根圓必須設(shè)計比基 圓大。（F ）2、對心的曲柄滑塊機構(gòu)，其行程速比系數(shù)K 一定等于一。（T ）3、在平面機構(gòu)中，一個高副引入二個約束。（F ）4、在直動從動件盤形凸輪機構(gòu)中，若從動件運動規(guī)律不變，增大基圓半徑，則壓力角將減?。═ ）5、在錢鏈四桿機構(gòu)中，只要滿足桿長和條件，則該機構(gòu)一定有曲柄存在。（F ）6、滾子從動件盤形凸輪的實際輪廓曲線是理論輪廓曲線的等距曲線。（T

50、）7、在機械運動中，總是有摩擦力存在，因此，機械功總有一部分消耗在克服摩 擦力上。（T ）8、任何機構(gòu)的從動件系統(tǒng)的自由度都等于零。（T ）9、一對直齒輪嚙合傳動，模數(shù)越大，重合度也越大。（F ）10、在較鏈四桿機構(gòu)中，若以曲柄為原動件時，機構(gòu)會出現(xiàn)死點位置。（F ） 二、填空題。（10分）1、機器周期性速度波動采用（飛輪）調(diào)節(jié)，非周期性速度波動采用（調(diào)速器）調(diào)節(jié)。2、對心曲柄滑塊機構(gòu)的極位夾角等于（0）所以（沒有 ）急回特性。3、漸開線直齒圓柱齒輪的連續(xù)傳動條件是（重合度大于或等于1）o4、用標準齒條形刀具加工標準齒輪產(chǎn)生根切的原因是（齒條形刀具齒頂線超過極限嚙合點N1）o5、三角螺紋比矩形螺紋摩擦（大），故三角螺紋多應(yīng)用（聯(lián)接 ），矩形螺紋多用于（傳遞運動和動力）<>三、選擇題 （10分）1、齒輪漸開線在（）上的壓力角最小。A ）齒根圓； B）齒頂圓； C）分度圓； D）基圓。2、靜平衡的轉(zhuǎn)子（）是動平衡