機(jī)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(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(wèn)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，其上作用有的等效構(gòu)件。5無(wú)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個(gè)曲柄搖桿機(jī)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(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)，在運(yùn)動(dòng)階段的前半程作運(yùn)動(dòng)，后半程作等

2、減速運(yùn)動(dòng)。10. 增大模數(shù)，齒輪傳動(dòng)的重合；增多齒數(shù)，齒輪傳動(dòng)的重合。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，這種輪系輪系。13三個(gè)彼此作平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件共有3個(gè)速度瞬心，且位于。14鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)角Y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。16. 偏心輪機(jī)構(gòu)是通過(guò)由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來(lái)的。17. 機(jī)械發(fā)生自鎖時(shí)，其機(jī)械效率。18. 剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡的條件是。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

3、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(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2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，貝陀們的瞬心位置在垂直移動(dòng)路線的無(wú)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(guò)正變位后模數(shù)不變，齒厚。29. 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

4、基圓半徑和推桿合理偏。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(méi)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(guò)正變位后齒距不變，齒根圓。35交錯(cuò)角為90的蝸輪蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是_%巴嚴(yán)；叮叮a；Y邛2。36具有一個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱(chēng)為行星輪系,具有兩個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱(chēng)為差動(dòng)輪系。二、簡(jiǎn)答題：1. 圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知lAB=55mm,lBC=40mm,lCD=50mm,lAD=25mm。試分析以哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架可得到ABBCCDAD曲柄搖

5、桿機(jī)構(gòu)？（畫(huà)圖說(shuō)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(kāi)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？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)

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(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(kāi)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(wú)好處？21 什么是標(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(wú)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

7、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lAB和連桿長(zhǎng)度lBCoABBC4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)l=40mm，搖桿擺角T=60,機(jī)架長(zhǎng)l=55mm。作圖CDAD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)Z=24,z2=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(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n=1000r/min，在一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)循環(huán)（2兀）中的m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)5=0.05時(shí)，應(yīng)在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。F9設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(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)如題圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿CD的長(zhǎng)度lcD=75m

9、m，行程速度變化系數(shù)k=1.5，機(jī)架AD的長(zhǎng)度1ad=100mm,搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架的夾角中=45，用作圖法求曲柄的長(zhǎng)度如和連桿的長(zhǎng)度he。匚11.一正常齒制標(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,求爲(wèi)？12.如圖，已知z1=6，Z2=z2=25,z3=57,13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。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R及R的方位（不1232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(huà)出一個(gè)死點(diǎn)位置、最小傳動(dòng)角的

10、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leD=400mm,擺角屮=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)Z=25。確定這對(duì)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(dòng)比i。1HH.30.參考答案一、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50，169071.58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(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o19.曲柄；機(jī)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(dòng)路線的無(wú)窮遠(yuǎn)處27.耳=輸出功/輸入功=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；2Oo34.不變；增加35.m=m=m;a=a=a；y祁36.行星；差動(dòng)t2x1t2x112二、1.作圖（略）最短桿鄰邊AB和CD。2. 1）驅(qū)動(dòng)力位于

12、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(lái)；當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)虧功速度下降時(shí)，它將能量釋放出來(lái)，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

13、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。II .自鎖：無(wú)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(guò)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(chēng)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(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(chēng)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(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(chēng)為原周轉(zhuǎn)H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

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(shí)得以平衡。18. 1）發(fā)生線BK的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過(guò)的圓弧的長(zhǎng)度2）漸開(kāi)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(kāi)線的曲率中心4）漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小5）基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)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(guò)的角度稱(chēng)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(méi)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

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(zhǎng)度。120=180*(k-1)/(k+1)=30按題意作CC2=H,作/0CC2=/0C2C=90-0=60交0點(diǎn)，作以0圓心的圓如圖，再作偏距直線交于A點(diǎn)。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(diǎn)。AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長(zhǎng)度。AC=b-a1AC=b+a2由此得曲柄a和連桿b的長(zhǎng)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(duì)內(nèi)嚙合傳動(dòng)：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?yàn)閚=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(diǎn)即a點(diǎn)。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(zhǎng)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(shí)存在最小傳動(dòng)角。ABC為死點(diǎn)位置。壓力角如圖。BCBiC216.0=180*(k-1)/(k+l)=20作圖，Aq二b_aA