機(jī)械原理復(fù)習(xí)試題與答案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。2 .同一構(gòu)件上各點(diǎn)的速度多邊形必相似于對(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。4 .機(jī)械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型是具有_等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,其上作用有等效力矩的等效構(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36o,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(yùn)動(dòng)時(shí)，在

2、運(yùn)動(dòng)階段的前半程作等加速運(yùn)動(dòng),后半程作等減速運(yùn)動(dòng)。10 .增大模數(shù)，齒輪傳動(dòng)的重合度不變；增多齒數(shù)，齒輪傳動(dòng)的重合度增大。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)件共有二一個(gè)速度瞬心，且位于同一條直線。14 .錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)角為90度，傳動(dòng)效率最大。15 .連桿是不直接和機(jī)架相聯(lián)的構(gòu)件;平面連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副均為低副。16 .偏心輪機(jī)構(gòu)是通過擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副半徑由錢鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來的。17 .機(jī)械發(fā)生自鎖時(shí)，其機(jī)械效率小于等于0。18 .剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡的條件

3、是。19 .曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄與機(jī)架兩次共線的位置時(shí)。20 .具有急回特性的曲桿搖桿機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)k1。21 .四桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角互為余角,壓力角越大，其傳力性能越。22 .一個(gè)齒數(shù)為乙分度圓螺旋角為的斜齒圓柱齒輪，其當(dāng)量齒數(shù)為z/cos33。23 .設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)時(shí)蝸桿的分度圓直徑必須取值，且與其模數(shù)相匹配。24 .差動(dòng)輪系是機(jī)構(gòu)自由度等于，_的周轉(zhuǎn)輪系。25 .平面低副具有2個(gè)約束，1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垂直移動(dòng)路線的無窮遠(yuǎn)處。27 .機(jī)械的效率公式為,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)不變，齒厚增加。29

4、 .曲柄搖桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)，是以搖桿作主動(dòng)件,此時(shí)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角等于零。30 .為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，可采取的措施有增加基圓半徑和推桿合理偏置。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)。32 .凸輪從動(dòng)件作等速運(yùn)動(dòng)時(shí)在行程始末有剛性沖擊;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)過正變位后齒距不變，齒根圓增加。35 .交錯(cuò)角為90的蝸輪蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是mt2=mxi=m;at2=axi=a;71=32。36.具有一個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系，具有兩個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動(dòng)輪

5、系。二、簡(jiǎn)答題：1 .圖示錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知lAB=55mm,lBc=40mm,Icd=50mm,lAD=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)中如何避免？7 .漸開線齒廓嚙合的特點(diǎn)是什么？8 .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

6、？移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副自鎖的條件分別是什么?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？錢鏈四桿機(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

7、是標(biāo)準(zhǔn)中心距？一對(duì)標(biāo)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)合校鏈、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Iab和連桿長(zhǎng)度Ibc。4 .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)Icd=40mm，搖桿擺角W=60o,機(jī)架長(zhǎng)lAD=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)Zi=24,Z2

8、=64,模數(shù)m=6mm,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ri'和2。6 .已知輪系中各齒輪齒數(shù)Zi=20,Z2=40,Z2'=Z3=20,Z4=60,ni=800r/min,求系桿轉(zhuǎn)速nH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)合校鏈、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）中的等效阻力矩Mer如圖所示，等效驅(qū)動(dòng)力矩Med為常數(shù)。若不計(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

9、.設(shè)計(jì)一校鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿長(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)如題圖所示校鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿CD的長(zhǎng)度lcD=75mm,行程速度變化系數(shù)k=1.5,機(jī)架AD的長(zhǎng)度Iad=100mm,搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架的夾角（）=45°,用作圖法求曲柄的長(zhǎng)度lAB和連桿的長(zhǎng)度lBC。11.一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒輪m=4,z=30,齒頂圓上的壓力角。=20。，計(jì)算其分度圓直徑、基圓直徑、齒距、齒頂圓直徑及Z4=56，求i14?12.如圖，已知Z1=6,Z2=z2,=25,Z3=57,（13題）13.計(jì)算圖示

10、機(jī)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。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=1.25,搖桿長(zhǎng)度1cD=400mm,擺角W=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。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a=196mm，傳動(dòng)比i=3.48，小齒輪齒數(shù)Zi=25。確定這對(duì)齒輪的模數(shù)m;分度圓直徑d1、d2；齒頂

11、圓直徑da1、da2；齒根圓直徑df1、df2（10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(dòng)比i1H。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14.90015.機(jī)架；低副16.擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)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019.曲柄；機(jī)架20.大于21.余角；差22.z/cos3323.標(biāo)準(zhǔn)值；模數(shù)24.225.2;126.垂直移動(dòng)路線白無窮遠(yuǎn)處27.輸出功/輸入功=理想驅(qū)動(dòng)力/實(shí)際驅(qū)動(dòng)力；小

12、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；20034.不變；增加35.mt2=mx1=m;at2=ax1=a;¥=供36.行星；差動(dòng)二、1.作圖（略）最短桿鄰邊AB和CD。2 .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(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

13、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。避免措施：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)都可看成是有若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

14、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。.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。.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-3H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)假想的定軸輪系稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系。.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

15、小傳動(dòng)角出現(xiàn)在曲柄和機(jī)架共線的位置。.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。.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。.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）基圓內(nèi)無漸開線。.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。.實(shí)際嚙合

16、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。當(dāng)實(shí)際中.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。心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時(shí)，傳動(dòng)比不變，嚙合角增大。、計(jì)算與作圖題：F=3*7-2*12-1=12、31/C03=P13P34/P13Pl4=43、9=180*(k-1)/(k+1)=30按題意作C1C2=H,作/OC1C2=/OC2C1=90-9=60交O點(diǎn)，作以O(shè)圓心的圓如圖，再作偏距直線交于A點(diǎn)。AC1=b-a4.0=180*(k-1)/(k+1)=201)按已知條件作DCi、DC22）作直角三角形及

17、其外接圓如圖;Co3)以D為圓心，55mm為半徑作圓交于A點(diǎn)。ACi=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長(zhǎng)度。5.a=0.5m(zi+Z2)=264a=arcos(264*cos20/265)=20.6rbi=0.5m*z1cos20°=67.66rb2=0.5m*z2cos20=180.42，r1=rb1/cosa=72.3，r2=rb2/cosa=192.7566.齒輪1、2是一對(duì)內(nèi)嚙合傳動(dòng)：n1/n2=z2/z1=2齒輪2-3-4組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n2-nH)/(n4-nh)=-z4/z2=-3-T-r|-F-t、r'-又因?yàn)閚2=n2n4=0解得：nh=1

18、00r/min方向與n1相同。00000 F=3*6-2*8-1=111111 Md=(300*4卅3*1/2)/2Ti=100NmWmax=89兀(用能量指示圖確定)Jf=900Wmax/712n25=0.5122222 9=180*(k-1)/(k+1)=30A點(diǎn)。如圖，按題意作出D,C1,C2,作直角三角形外接圓；作C1D的垂直平分線，它與圓的交點(diǎn)即連接AC1、AC20AC1=b-aAC2=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。40AAD36030010.按題意作圖，0=180*(k-1)/(k+1)=36ACi=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長(zhǎng)度。P=m7t=12.56da=(z+2)m=128cos%=db/da=0.881她=28.2412.齒輪1-2-3組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n1-nH)/(n3-nH)=-z3/z1=-57/6齒輪1-2-2-4組成另一周轉(zhuǎn)輪系，有:(n1-nH)/(n4-nh)=-z2Z4/ziz2=-56/6=-28/3從圖中得：n3=0C11.d=mz=120db=dcos200=112.76聯(lián)立求解得：ii4=ni/n4=-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。AB1C1為死點(diǎn)位置。壓力角如圖。B216.0=180*(k-1)/(k+1)=20作圖，