機(jī)械原理復(fù)習(xí)試題及答案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 O2 .同一構(gòu)件上各點(diǎn)的速度多邊形必 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 ，其上作用有 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 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

2、前半程作 運(yùn)動(dòng)，后半程作 運(yùn)動(dòng)。10 .增大模數(shù)，齒輪傳動(dòng)的重合度 ;增多齒數(shù)，齒輪傳動(dòng)的重合度 。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 個(gè)速度瞬心，且位于 。14 .錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)角為，傳動(dòng)效率最大。15 .連桿是不直接和 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 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 。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 與 兩次

3、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)k 1。21 .四桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角互為 ,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 。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 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 個(gè)約束，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 。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) ,齒厚。29 .曲柄搖桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)，是以 作主動(dòng)件，此時(shí)機(jī)構(gòu)的 角等于零。30 .為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力

4、角，可采取的措施有 和 o31 .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 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 ,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 、。36 .具有一個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為 輪系，具有兩個(gè)自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為輪系。二、簡(jiǎn)答題：1 .圖示錢鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知l AB=55mm l Bc=40mm l cc=50mnp l AF25mm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)

5、？（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？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

6、與分度圓重合?希品田0川-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

7、能存在的復(fù)合錢鏈、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) 七1.4,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lB84 .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 co=40mm搖桿角W =60o,機(jī)架長(zhǎng)1AH55mm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)乙=24, Z?= 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)圓半徑一和2，。6 .已知輪系中各齒輪齒

8、數(shù)Z1=20, Za=40, Z = Z3=20, Z4=60, m=800r/min ,求系桿轉(zhuǎn)速 nH的大小和方向。嵋品Wo川II7 .計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合錢鏈、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 .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，

9、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IctT 75mm行程速度變化系數(shù) k=1.5,機(jī) 架AD的長(zhǎng)度l ad= 100 mm搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架的夾角 6=45° ,用作圖法求曲柄的長(zhǎng)度 l AB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, =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。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)合錢鏈、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，

10、虛線小圓為摩擦圓）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lCh 400mm,擺角¥ = 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。希品田0川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 ,Zi=25。確定這對(duì)齒輪的模數(shù)m;分度圓直徑di、d2；齒頂圓直徑dai、da2；齒根圓直徑分）小齒輪齒數(shù)df1、df2。（10i1H。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)比參考答案一、1 .原動(dòng)件數(shù)目2.相似于3

11、.質(zhì)徑積4.等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，等效力矩 5. 0, 1 6 . 90 7 . 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 .機(jī)架；低副16 .擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副半徑17 .小于等于0 18 .偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩 矢量和為0 19 .曲柄；機(jī)架 20 .大于21 .余角；差 22 . z/cos 3 3 23 .標(biāo)準(zhǔn)值；模數(shù) 24 . 225. 2; 126.垂直移動(dòng)路線的無窮遠(yuǎn)處27. Y=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

12、；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；200 34 .不變；增加 35.帷=由1=成at2=ax1=a；71=2 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 0 3）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)，它將能量釋放出來，飛輪軸的角速度只作微小下降。 5.原因：

13、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

14、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。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。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

15、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。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)過的角度

16、稱為推程運(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)算與作圖題：1、F=3*7-2*12-1=12、CO 1/ CO 3=P13P34/P 13P14=43、0 =180* ( k-1 ) /(k+1)=30按題意作GG=H，作/ OGG=/ OGG=90- 0 =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)。AC=b-a AC 2=b+a 由此得曲

17、柄a和連桿b的長(zhǎng)度。2)作直角三角形及其外接圓如圖;4. 0 =180* ( k-13)以D為圓心，55mm為半徑作圓交于 A點(diǎn)。AG=b-a AC 2=b+a猾品田0川由此得曲柄a和連桿b的長(zhǎng)度。5. a=0.5m(z i+Z2)=264a =arcos(264*cos20 /265)=20.6r b1=0.5m*z icos20 ° =67.66r b2=0.5m*z 2cos20 =180.42 . 一一r1=rb1/cos a =72.3 . r 2=rb2/cos = =192.7566.齒輪1、2是一對(duì)內(nèi)嚙合傳動(dòng)：m/n 2=z2/z 1=2一一'，I 、一一，.

18、''齒輪 2 -3-4 組成一周轉(zhuǎn)輪系，有： (n 2-n H)/(n 4-n h)=-z Jz 2=-3又因?yàn)閚 2=n 2 n 4=0解得：nH=100 r/min方向與 m相同。7. F=3*6-2*8-1=18. M=(300*4 兀/3*1/2)/2 兀=100Nm Wnak89兀(用能量指示圖確定)J F=900A Wnax/ 兀 2n2 6 =0.519.0 =180* (k-1 ) /(k+1)=30如圖，按題意作出D,C1,C2,作直角三角形外接圓；作CD的垂直平分線，它與圓的交點(diǎn)即A點(diǎn)。連接 AC、AGoAC=b-a AC2=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。10.按題意作圖,0 =180* (k-1 ) /(k+1)=36AC=b-a AC 2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長(zhǎng)度。11 . d=mz=120 d b=dcos20°=112.76P=m 兀=12.56 d a=(z+2)m=128 cos a a=db/d a=0.881a a=28.24 ?12 .齒輪 1-2-3 組成一周轉(zhuǎn)輪