機(jī)械原理復(fù)習(xí)題集與參考答案解析

1、 中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)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36，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)階段的前半程作運(yùn)動(dòng)，后半程作運(yùn)動(dòng)。10.增大模數(shù)

2、，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，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.鉸鏈四桿機(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)是通過由鉸鏈四桿機(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

3、互為，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)的壓力角，可采取的措施有和 。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)

4、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？

5、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)

6、？ 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A所示機(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。圖A圖B2.求圖B所示機(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,求曲柄長度lAB和

7、連桿長度lBC。4.已知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K1.25，搖桿長lCD=40mm，搖桿擺角=60,機(jī)架長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)Z124，Z264，模數(shù)m6mm，安裝的實(shí)際中心距a265mm。試求兩輪的嚙合角a，節(jié)圓半徑r1和r2。6.已知輪系中各齒輪齒數(shù)Z1=20，Z2=40，Z2= Z3=20，Z4=60，n1=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nm=1000r/min，在一

8、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)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿長度為40mm，擺角為40度，行程速比系數(shù)K為1.4，機(jī)架長度為連桿長度與曲柄長度之差，用作圖法求各個(gè)桿件的長度。10.設(shè)計(jì)如題圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿CD的長度lCD75mm，行程速度變化系數(shù)k1.5，機(jī)架AD的長度lAD100 mm，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度lAB和連桿的長度lBC。11.一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒輪m =4, z=30, a=20。，

9、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。12.如圖，已知 z1=6，z2=z2, =25，z3=57，z4=56，求i14 ？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R12 及R32 的方位（不計(jì)重力和慣性力，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)k1.25，搖桿長度lCD400mm, 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)其他桿件的長度。17.已知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)安

10、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)Z1=25。確定這對(duì)齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑d1、d2；齒頂圓直徑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)如括弧所示。求傳動(dòng)比。9 / 9參考答案一、填空題：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

11、于21.余角；差22.z/cos323.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.=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)動(dòng)33.分度圓；20034.不變；增加35.mt2=mx1=m； t2=x1=； 1=236.行星；差動(dòng)二、問答題：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；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.

12、飛輪實(shí)質(zhì)是一個(gè)能量儲(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，它將多余的能量儲(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：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

13、。9.簡單機(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。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-H后，行星架

14、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的長度等于基圓上被滾過的圓弧的長度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

15、率中心4）漸開線的形狀取決于基圓的大小5）基圓無漸開線。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=12.1/3=P13P34/P13P14=43.=180*（k-1）/(k+1)=30按題意作C1C2=H,作OC1C2=OC2C1=90-=60

16、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-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。4.=180*（k-1）/(k+1)=2 01)按已知條件作DC1、DC2 ；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(diǎn)。AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。5.a=0.5m(z1+z2)=264=arcos(264*cos20/265)=20.6 rb1=0.5m*z1cos20=67.66 rb2=0.5m*z2cos20=180.42 r1=rb1/cos=72.3r2=rb2/cos=192.756第4題圖示6.齒輪1、2

17、是一對(duì)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 又因?yàn)?n2=n2 n4=0 解得：nH=100 r/min 方向與n1相同。7.F=3*6-2*8-1=18.Md=(300*4/3*1/2)/2=100Nm Wmax=89(用能量指示圖確定) JF=900 Wmax/2n2=0.519.=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C1D的垂直平分線，它與圓的交點(diǎn)即A點(diǎn)。連接AC1、AC2。AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。AD為機(jī)架的長度

18、。10.按題意作圖，=180*（k-1）/(k+1)=36AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。11.d=mz=120 db=dcos200=112.76P=m=12.56 da=(z+2)m=128cosa=db/da=0.881 a=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/z1z2= - 56/6=-28/3 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。AB1C1為死點(diǎn)位置。壓力角如圖。16.=180*（k-1）/(k+1)=20作圖，AC1=b-a AC2=