機械原理常考試題及答案

1、機械原理自測題（一） 一判斷題（正確的填寫“T”，錯誤的填寫“F”） 1、根據漸開線性質，基圓內無漸開線，所以漸開線齒輪的齒根圓必須設計比基圓大。 （ F ）2、對心的曲柄滑塊機構，其行程速比系數K一定等于一。 （ T ）3、在平面機構中，一個高副引入二個約束。 （ F ）4、在直動從動件盤形凸輪機構中，若從動件運動規(guī)律不變，增大基圓半徑，則壓力角將減小 （ T ）5、在鉸鏈四桿機構中，只要滿足桿長和條件，則該機構一定有曲柄存在。 （ 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 ）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。

2、（ T ）8、任何機構的從動件系統(tǒng)的自由度都等于零。 （ T ）9、一對直齒輪嚙合傳動，模數越大，重合度也越大。 （ F ）10、在鉸鏈四桿機構中，若以曲柄為原動件時，機構會出現死點位置。（ F ）二、填空題。 （10分）1、機器周期性速度波動采用（飛 輪）調節(jié)，非周期性速度波動采用（ 調 速 器 ）調節(jié)。2、對心曲柄滑塊機構的極位夾角等于（ 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 ）。4、用標準齒條形刀具加工標準齒輪產生根切的原因是（齒條形刀具齒頂線超過極限嚙合點N1）。5、三角螺紋比矩形螺紋摩擦（ 大 ），故三角螺紋多應用（ 聯(lián)接），矩形螺

3、紋多用于（ 傳遞運動和動力 ）。1、試計算圖示機構的自由度（若有復合鉸鏈、局部自由度或虛約束，必須明確指出）。并判斷該機構的運動是否確定（標有箭頭的機構為原動件）。                              圖a)      

4、0;                          圖b)1、 解:    （a）圖：n=9，p4=13，p5=0；F=3×92×13=1；原動件數目=機構自由度數，機構具有確定的運動。G處為復合鉸鏈；機構級別為級。拆組圖如下(略)（b）圖：n=7，p4=10，p5=0；F=3×72&

5、#215;10=1；原動件數目=機構自由度數，機構具有確定的運動。機構級別為級。2、計算圖示機構自由度，并判定該機構是否具有確定的運動（標有箭頭的構件為原動件）。                              圖 a)        &#

6、160;                        圖 b)解： （a）F=3n×2plph =3×52×7=1；機構具有確定的運動。 （b) F處為復合鉸鏈。機構沒有確定的運動。3、計算圖示機構自由度，并確定應給原動件的數目。  圖a       

7、60;                         圖b解：a) F=3n×2plph =3×72×10=1；原動件數=1    b） n=8，pl=11，ph=1；F=3n×2plph =1；原動件數=1。4、在圖示機構中試分析計算該機構的自由度數，若有復合鉸鏈、局部自由度或虛約束，

8、則在圖上明確指出。                圖a                              圖b解：a) E處為局部自由度。  

9、   b） n=7，pl=10； F、D處為復合鉸鏈。7、計算下列機構的自由度（有復合鉸鏈、虛約束和局部自由度請指出）       圖  a)                          圖  b)解：（a） n=4，pl=4,Ph=2； A處

10、為復合鉸鏈。（b）    （b）   n=5，pl=7 ,Ph=1； F處為虛約束，D處為局部自由度。9、在圖示的凸輪機構中，已知凸輪1以等角速度1=10rad/s轉動。凸輪為一偏心圓，其半徑R1=25mm，LAB=15mm，LAD=50mm，1=90°，試用瞬心法求機構2的角速度2。 解：1）作出瞬心（略）； 2） 14、計算圖示機構的自由度（如有復合鉸鏈、局部自由度和虛約束，應指出）。解：n=6，pl=8, Ph=1； B處為局部自由度。15、在圖示鉸鏈四桿機構中，已知：lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30m

11、m，AD為機架。試問：（1）若此機構為曲柄搖桿機構，且AB為曲柄，求lAB的最大值；（2）若此機構為雙曲柄機構，求lAB的最小值；（3）若此機構為雙搖桿機構，求lAB的取值范圍。 解： （1）因AD為機架，AB為曲柄，故AB為最短桿，有l(wèi)AB+lBClCD+lAD則：lABlCDlADlBC=（35+30-50）mm=15mm；所以lAB的最大值為15mm。（2）因AD為機架，AB及CD均為曲柄，故AD為最短桿，有下列兩種情況：若BC為最長桿，則：lABlBC=50mm，且lAD+lBClCD+lAB ，故lABlADlBClCD=（30+50-35）mm=45mm，所以：

12、45mmlAB50mm。若AB為最長桿，則：lABlBC=50mm，且lAD+lABlBC+lCD ，故lABlBClCDlAD=（50+35-30）mm=55mm，所以：50mmlAB55mm。綜上所述：lAB的最小值為45mm。（3）如果機構尺寸不滿足桿長條件，則機構必為雙搖桿機構。若AB為最短桿，則：lBC +lABlCD +lAD ，故lABlCD +lADlBC =（35+30-50）mm=15mm，若AB為最長桿，則：lAD +lABlBC +lCD ，故lABlCDlBClAD=（50+35-30）mm=55mm，若AB既不為最長桿也不為最短桿，則：lADlBClCD+lAB，故

13、lABlADlBClCD=（30+50-35）mm=45mm，綜上所述：若要保證機構成立，則應有： lABlCDlBClAD=（30+50+35）mm=115mm，故當該機構為雙搖桿機構時，lAB的取值范圍為： 15mmlAB45mm，和55mmlAB115mm，22、題12圖所示對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構中，凸輪為一偏心圓，O為凸輪的幾何中心，O1為凸輪的回轉中心。直線AC與BD垂直，且230mm，試計算：（1）該凸輪機構中B、D兩點的壓力角；（2）該凸輪機構推桿的行程h。解：（1） 由圖可知，B、D兩點的壓力角為：23、如圖13所示，已知一偏心圓盤R=40 mm，滾子半徑rT=10 mm

14、，LOA=90 mm，LAB=70 mm，轉軸O到圓盤中心C的距離LOC=20 mm，圓盤逆時針方向回轉。（1）標出凸輪機構在圖示位置時的壓力角，畫出基圓，求基圓半徑r0；（2）作出推桿由最下位置擺到圖示位置時，推桿擺過的角度及相應的凸輪轉角。 解：取尺寸比例尺作圖，得1）    圖示位置凸輪機構的壓力角為=27.5°，基圓半徑r0=30mm；2）    推桿由最下位置擺到圖示位置時所轉過的角度為=17°，相應的凸輪轉角=90°。 38、已知齒輪1的轉速n1=120r/min，而Z1=40，Z2

15、=20，求：（1）Z3；（2）行星架的轉速nH=0時齒輪3的轉速n3（大小及方向）。解：1）求Z3 2）當 時 ， 齒輪3的轉向與齒輪1的轉向相反。39、已知輪系中Z1=60，Z2=1，Z2=20，各系模數均相同，求Z3及i1 解：1）由同心條件得： 2） 齒輪1的轉向與行星架H的轉向相同。40、求如圖所示輪系的傳動比i14.，已知Z1= Z2=25，Z2= Z3=20，ZH=100，Z4=20。解：1） 2）3） 齒輪1和齒輪4的轉向相反。44、在圖示的輪系中，已知各輪齒數為Z1= 20，Z2= 25，Z2=30，Z3=20，Z4=70，n1=750r/min，順時針方向，試求nH

16、大小及方向。解： 所以 的方向與方向相反，為逆時針方向。1、在曲柄等速轉動的曲柄曲柄搖桿機構中，已知：曲柄的極位夾角=30°，搖桿工作時間為7秒，試問：（1）搖桿空回行程所需時間為若干秒？（2）曲柄每分鐘轉速是多少？ 1、答：(1) 5s (2) 5r/min3、在鉸鏈四桿機構ABCD中，已知：lAD = 400mm，lAB = 150mm，lBC = 350mm，lCD = 300mm，且桿AB為原動件，桿AD為機架，試問構件AB能否作整周回轉，為什么？ 答:構件AB能作整周回轉。因為lAB+ lAD=550mmlBC+ lCD=650mm,且AD為機架，構件A

17、B為曲柄。5、何謂節(jié)圓？單個齒輪有沒有節(jié)圓？什么情況下節(jié)圓與分度圓重合？ 答：節(jié)點所在的圓 、單個齒輪沒有節(jié)圓、在標準安裝情況下節(jié)圓與分度圓重合6、何謂嚙合角？嚙合角和分度圓壓力角及節(jié)圓壓力角有什么關系？ 答：節(jié)點所在的壓力角為嚙合角、嚙合角=節(jié)圓壓力角、在標準安裝情況下，分度圓壓力角=節(jié)圓壓力角，在非標準安裝情況下，分度圓壓力角不等于節(jié)圓壓力角。8、已知用標準齒條型刀具加工標準直齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最少齒數Zmin=2ha*/sin2a，試推導出標準斜齒圓柱齒輪和直齒錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數。 答：標準斜齒圓柱齒輪不發(fā)生根切的最少齒數 直齒錐齒輪不發(fā)生根切的

18、最少齒數10、平面鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件是什么？ 答：平面鉸鏈四桿機構存在曲柄的條件是：       1）最短桿和最長桿的長度之和小于等于其余兩桿的長度之和；       2）連架桿和機架中必有一最短桿。11、壓力角如何定義？并舉一例說明。 答：從動件上某點的力的方向與該點的速度方向之間所夾的銳角即為機構在該位置的壓力角。12、何謂行程速比系數？對心曲柄滑塊機構行程速比系數等于多少？ 答：行程速比系數：從動件回程平均角速度和工作行程平均角速度

19、之比。 對于曲柄作勻速回轉的對心曲柄滑塊機構，其行程速比系數等于1。13、漸開線的形狀取決于什么？若兩個齒輪的模數和壓力角分別相等，但齒數不同，它們的齒廓形狀是否相同？ 答：漸開線的形狀取決于基圓的大小。齒廓形狀不同。14、設計一曲柄滑塊機構。已知滑塊的行程S=50 mm ,偏距e=16 mm , 行程速比系數K=1.2 ,求曲柄和連桿的長度。 答：設計一曲柄滑塊機構。已知滑塊的行程S=50 mm ,偏距e=16 mm , 行程速比系數K=1.2 ,求曲柄和連桿的長度。15、螺旋角為45°的斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數是17嗎？為什么？ 答：不是17。因為

20、：6.0119、在直動推桿盤形凸輪機構中，試問對于同一凸輪用不同端部形狀的推桿，其推桿的運動規(guī)律是否相同？ 答：在直動推桿盤形凸輪機構中，對于同一凸輪用不同端部形狀的推桿，其推桿的運動規(guī)律不全相同，對心和滾子的推桿，其運動規(guī)律相同，對平底推桿，其運動規(guī)律不同。20、如果滾子從動件盤形凸輪機構的實際輪廓線變尖或相交，可以采取哪些辦法來解決。 答：減小滾子半徑，或增大基圓半徑。21、漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合條件是什么？滿足正確嚙合條件的一對齒輪是否一定能連續(xù)傳動。 答：1）漸開線直齒圓柱齒輪正確嚙合條件是：兩輪的法節(jié)相等；對于標準齒輪，正確嚙合條件是兩輪的模數和壓力

21、角分別相等。               2）滿足正確嚙合條件的一對齒輪，不一定能連續(xù)傳動，這只是一個充分條件。22、一對漸開線圓柱直齒輪的嚙合角為20°，它們肯定是標準齒輪嗎？ 答：一對漸開線圓柱直齒輪的嚙合角為20°，它們不一定是標準齒輪。23、何謂漸開線齒輪傳動的可分性？如令一對標準齒輪的中心距稍大于標準中心距，能不能傳動？有什么不良影響？ 答：漸開線齒輪傳動的傳動比等于兩齒輪的基圓半徑之比，與中心距無關，所以具有可分性。如令一對標準齒輪的中心距稍大于標準中心距，這對齒輪能傳動，只是中心距增大后，重合度下降，影響齒輪的傳動平穩(wěn)性。24、何謂機構的壓力角？其值對機構的效率有何影響？ 答：在不計摩擦的情況下，從動件所受力的方向與該點的速度方向之間所夾的銳角稱為機構在該位置的壓力角。其值越大，機構的效率越低，所以要限制機構的壓力角，使25、何謂齒廓的根切現象？產生根切的原因是什么？如何避免根切？ 答：范成法加工外齒輪時，被加工齒輪的根部被刀具的刀刃切去一部分，這種現象稱為根切現象。產生根切的原因是刀具的齒頂線（圓）超過了嚙合極