機械原理課程學習指南新版(相比08版略有不同,具體見內(nèi)容)

1、機械原理課程學習指南說明：為配合學生機械原理課程的學習，根據(jù)機電工程學院本科機械原理課程教學大綱的要求，對本課程基本情況、性質(zhì)、任務、教材和多媒體課件的處理、學習參考書、考核要求及各章節(jié)重點、難點等均在本學習指南中做出了較詳細的說明。同時針對各章的不同要求，配備了一定數(shù)量的自測練習題，學生通過自測檢查可以發(fā)現(xiàn)自身學習中存在的問題，有的放矢地進行學習。一、 課程基本情況、性質(zhì)、研究對象和任務總學時：56學時，課堂教學：50學時，實驗教學：6學時。先修課：大學物理、高等數(shù)學、機械制圖、理論力學、材料力學、計算機應用基礎等。機械原理是高等工業(yè)院校機械類專業(yè)普遍開設的一門重要技術基礎課，在整個教學計劃

2、中，以主干課程的角色，起著承上啟下的作用，具有十分重要的地位。本課程主要研究機械系統(tǒng)的運動學和動力學分析及機械系統(tǒng)方案設計基本理論，包括各種機構的結構分析、運動分析和受力分析問題，常用機構的設計問題，機器動力學問題和機械運動系統(tǒng)設計的問題。它的主要任務是： 1)通過本課程的學習，使學生掌握機構學和機器動力學的基本理論、基本知識和基本技能。2)通過本課程的學習，使學生學會常用機構的分析和綜合方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和機械系統(tǒng)運動方案創(chuàng)新設計的能力。二、 教材及多媒體課件說明1教材：本課程教材選用由劉會英、楊志強、張明勤編著，機械工業(yè)出版社出版的新世紀高校機電工程規(guī)劃教材機械原理。本教材內(nèi)容精煉、

3、結構合理、理論性強，是“十一五”國家級規(guī)劃教材。由于計劃學時有限，不可能在課堂上對教材所有內(nèi)容一一進行詳細講解。因此，學生應該抓住每章節(jié)的重點、難點，搞清分析問題、解決問題的基本思路，并注意尋找同類問題間的內(nèi)存規(guī)律。真正做到舉一反三，將問題由“繁”變“易”，將課本由“厚”讀“薄”。2多媒體課件：機械原理多媒體教學課件是本校機械基礎學科組集體創(chuàng)作的，它綜合了圖、文、聲、像、二維圖形、三維動畫等多種媒體手段，經(jīng)科學、合理的重組、整合、加工，構筑了一種虛擬實際場景的教學氛圍。對學生開闊視野、擴展思路、增強工程實踐意識以及提高分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)造能力都具有非常重要的作用。但是，應該提醒的是，

4、在利用多媒體課件進行學習時，不能將注意力只集中在豐富多彩的課件畫面上，而忽視對課程內(nèi)容的關注和理解；課堂學習中，由于信息量較大，課堂進度較快，應注意對重要內(nèi)容作記錄，并在課下及時復習和總結。三、 學習參考書機械原理 孫桓 陳作模 主編機械原理教程 申永勝 主編機械原理學習指南 孫桓 主編機械原理輔導與習題 申永勝 主編機械原理常見題型解析及模擬題 葛文杰 主編機械原理試題精選與答題技巧 焦映厚 編四、 關于課程的考核機械原理課程的考核成績由以下幾部分構成： 課外作業(yè)(未完成作業(yè)者不得參加期末考試) 10 % 平時表現(xiàn)（包括課程出勤、課堂討論、答疑等情況） 10 % 實驗(未完成規(guī)定實驗者不得參

5、加期末考試) 10 % 期末考試 70 %五、 各章基本內(nèi)容、重點難點及自測練習題第一章 緒論1 填空題1）零件是機器中的 單元體；構件是機構中的 單元體。 2）內(nèi)燃機中的連桿屬于 。 A零件 B.機構 C.構件 3）機器與機構的主要區(qū)別是： 。 A.機器較機構運動復雜； B.機器能完成有用的機械功或轉(zhuǎn)換能量； C.機器能變換運動形式。 4）一種相同的機構 機器。 A 只能組成相同的 B.可以組成不同的 C.只能組成一種 2簡答題1） 什么是機械、機器、機構、構件、零件?各舉一例說明。2）機械原理課程研究的對象與內(nèi)容是什么? 第二章 平面機構的結構分析1 填空題 1）兩構件通過點或線接觸而構成

6、的運動副為 ；它引入 個約束。兩構件通過面接觸而構成的運動副為 ，它引入 個約束。 2）根據(jù)平面機構組成原理，任何機構都可看成是由 加 和 組成。 3）機構中相對靜止的構件稱為 ，機構中按給定運動規(guī)律運動的構件稱為 。4）桿組是自由度等于 的運動鏈。 A .1 B.0 C .原動件數(shù)5）某機構為級機構，那么該機構應滿足的必要充分條件是 。A .至少含有一個級桿組 B.至少含有三個基本桿組 C .含有基本機構和二個基本桿組6） 機構中只有一個 。A .原動件 B.從動件 C .機架7）有兩個平面機構的自由度都等于，現(xiàn)用一個有兩鉸鏈的運動構件將它們串成一個平面機構，這時其自由度等于 。A .1 B

7、.0 C .22 計算分析題 1）畫出下圖所示各機構的運動簡圖。(a)(c) ABCD2）計算下圖所示各機構的自由度并判斷機構是否具有確定的運動。（在計算中，如有復合鉸鏈、局部自由度和虛約束應說明） (b)(a)3）下面所示兩圖分別為一機構的初擬設計方案。試：計算圖示各機構的自由度，如有復合鉸鏈，局部自由度和虛約束需說明。分析其設計是否合理，如此初擬方案不合理，請用簡圖表示其修改方案，并對其合理性進行驗證。 (b)(a)4）分析右圖所示機構的桿組組成，畫圖表示拆桿組過程并指出各級桿組的級別和機構的級別。 若構件1為機架、構件5為原動件，分析機構組成； 若構件2為機架、構件3為原動件，分析機構組

8、成。 第三章 平面機構的性能分析1填空題 1）在由6個構件組成的機構中，瞬心總數(shù)為 個，其中有 個相對瞬心，有 個絕對瞬心。 2）當兩構件的相對運動為 動，牽連運動為 動時，兩構件的重合點之間將有哥式加速度。 3）在用矢量方程圖解法對機構進行運動分析時，影像原理適用于 各點之間速度和加速度關系。A任意構件上； B同一機構上； C同一構件上。4）機械效率等于 功與 功之比，它反映了輸入功在機械中的有效利用程度。5）平面移動副的自鎖條件是：驅(qū)動力作用在 ；轉(zhuǎn)動副的自鎖條件是：驅(qū)動力作用在 ；用機械效率判斷自鎖的條件是： 。6）當移動副中摩擦系數(shù)大于零時，滑塊所受導路總反力的方向與滑塊運動方向成 。

9、 A .直角； B. 銳角； C. 鈍角7） 兩運動副的材料一定時，當量摩擦系數(shù)取決于 。A . 運動副元素的幾何形狀 B.運動副元素間的相對運動速度 C .運動副元素間作用力 8）一臺機器空運轉(zhuǎn)，對外不作功，這時機器的效率 。A .大于零 B. 等于零 C. 小于零60°60° 2作圖分析題1）在右圖所示機構中，設已知各構件長度lAD=85mm, lAB=25mm, lCD=45mm, lBC=70mm, 原動件以角速度1=10 rad/s轉(zhuǎn)動，試用圖解法求在圖示位置時E點的速度vE和加速度aE，及構件2的角速度2和角加速度2。2）在下圖a所示曲柄滑塊機構中，已知各構件的

10、尺寸及位置，設原動件的角速度1為常數(shù)。圖b和圖c分別為該機構在圖示位置時的速度多邊形和加速度多邊形，各圖的比例尺分別為：，列出與圖b速度多邊形相對應的速度矢量方程式，并標明速度多邊形中各線段所代表的矢量。列出與圖c加速度多邊形相對應的加速度矢量方程式，并標明加速度多邊形中各線段所代表的矢量。求構件2的角速度2和角加速度2。要求寫出計算關系式，并根據(jù)圖中線段尺寸比例求出其大小，說明其方向。利用影像原理，求出構件2上速度為零的點E2和加速度為零的點F2。123ABC1圖apbn2c圖cpcb圖b3）在右圖所示機構中， 曲柄1上作用著驅(qū)動力矩M，滑塊3上作用有工作阻力Q。設已知機構尺寸、移動副中的摩

11、擦角以及轉(zhuǎn)動副中摩擦圓（圖中虛線圓所示）。若不計各構件的質(zhì)量，試求：3）題圖構件2上運動副B、C處的反力方向和位置；構件1上運動副A處的反力方向和位置；并分析滑塊的受力情況（列出平衡方程，并畫力多邊形）。 第四章 平面連桿機構1填空題1）當曲柄搖桿機構處于死點位置時，原動件應是 ，此時，機構的壓力角為 。2）在曲柄搖桿機構中，若把搖桿變換為機架，則機構演變成 機構。3）一對心曲柄滑塊機構，若以滑塊為機架，則將演化成 機構。4）在四桿機構中，能實現(xiàn)急回運動的機構有 、 、 。5）擺動導桿機構，當以曲柄為原動件時，傳動角總是 。 A等于0º ； B等于9 0º； C 大于0&#

12、186;而小于9 0º。6）曲柄滑塊機構中，若增大曲柄長度，則滑塊行程將 。 A增大； B不變； C減小。7）鉸鏈四桿機構ABCD各桿長度分別為 lA B= 40mm lBc = 90mm，lcD= 55mm，lAD = 100mm，取AB桿為機架，則該機構為 。 A雙搖桿機構； B雙曲柄機構； C曲柄搖桿機構。2作圖分析題1）已知如左下圖所示曲柄滑塊機構中，LAB=20mm,LBC=70mm，偏距e=10mm。試用作圖法決定：滑塊的行程長度H；極位夾角并計算行程速比系數(shù)K；出現(xiàn)機構最小傳動角的位置ABC及最小傳動角min；如果該機構用作曲柄壓力機，滑塊朝右運動是沖壓工件的工作過程，

13、請確定曲柄的合理轉(zhuǎn)向和傳力效果最好的機構瞬時位置，并說明最大傳動角max？ 2）題圖1）題圖2）設計一曲柄搖桿機構，當曲柄為原動件，從動搖桿處于兩極限位置時，連桿的兩鉸鏈點的連線正好處于右上圖示C11和C22位置。并且在連桿處于C11位置時機構的傳動角為40°。若連桿與搖桿的鉸鏈點取在C點（即圖中C1點或C2點）試用圖解法求曲柄AB、連桿BC、搖桿CD和機架AD之長。 第五章 凸輪機構1填空題1）在凸輪機構推桿常用的運動規(guī)律中， 運動規(guī)律會使機構產(chǎn)生剛性沖擊，而 運動規(guī)律會使機構產(chǎn)生柔性沖擊。2）右圖所示幾種凸輪機構中， 的潤滑條件和傳力性能最好。 A、a圖 B、b圖 C、c圖3）尖

14、頂從動件凸輪機構中，基圓的大小會影響 。A從動件位移 ； B從動件加速度； C機構的壓力角4）與其它機構相比，凸輪機構的最大優(yōu)點是 。A便于潤滑； B制造方便； C可實現(xiàn)各種預期的運動規(guī)律。 5）為避免從動件運動失真，滾子從動件凸輪的理論輪廓不能 。A內(nèi)凹； B有尖點； C變平。 6）若凸輪機構出現(xiàn)運動失真，可采取 的措施。 A增大滾子半徑； B增大基圓半徑； C、減小基圓半徑。 7）設計滾子直動從動桿盤形凸輪機構時，若壓力角超過許用值，則應 。A 、增大滾子半徑 B、增大基圓半徑 C 、減小基圓半徑2作圖分析題1）右圖所示一對心直動滾子從動桿盤形凸輪機構，已知凸輪轉(zhuǎn)向為逆時針方向，凸輪工作輪

15、廓由兩段圓弧和兩段直線光滑連接而成，要求： 畫出凸輪的理論輪廓； 畫出凸輪的基圓； 標出從動桿的行程h； 標出凸輪的推程角0、遠休止角01、回程角0、近休止角02； 標出凸輪由圖示位置按逆時針方向轉(zhuǎn)過45°時機構的壓力角。 2）圖示為一偏心圓盤構成的凸輪機構。已知凸輪轉(zhuǎn)向如圖，要求： 標出基圓、推程運動角d0及推桿圖示位置的位移s 。 標出圖示位置的壓力角a及凸輪轉(zhuǎn)過90° 時的壓力角a90。若推桿末端改為平底，試分析其壓力角a和a90 與中情況有何不同。 第六章 齒輪機構1 填空題1）漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是 ；外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是 ；漸開線

16、錐齒輪正確嚙合條件是 ；蝸桿與蝸輪正確嚙合條件是 。2）一對漸開線直齒圓柱齒輪外嚙合傳動時，兩輪的 圓總是相切并相互作純滾動的，而兩輪的中心距不一定總等于兩輪的 圓半徑之和。 3）漸開線標準齒輪除了模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)為標準值外，還應當滿足的條件是 。 4）用齒條刀具加工標準齒輪時，齒條刀具中線與齒輪分度圓 ；加工正變位齒輪時，齒條刀具中線與齒輪分度圓 。 5）一對漸開線齒廓嚙合時，接觸點處兩者的壓力角 ，而在節(jié)點嚙合時兩者的壓力角則 。A .一定相等 B.一定不相等 C. 一般不相等6）漸開線斜齒輪 參數(shù)為標準值；A .端面 B.法向 C. 軸向7）漸開線錐齒輪在 具有標準模數(shù)

17、和標準壓力角。A .大端 B.小端 C. 齒寬中點處8）若兩軸夾角為90°的漸開線直齒錐齒輪的齒數(shù)分別為Z1=25,Z2=40,這兩輪的分度圓錐角分別為1 和2 。9）漸開線齒輪的傳動比不僅與兩輪 圓半徑成反比，也與 圓半徑成反比，還與 圓半徑成反比。10） 的圓稱為分度圓。A .齒厚等于齒槽寬處 B.齒頂高等于齒根高處 C. 具有標準模數(shù)和標準壓力角11）漸開線齒輪傳動的可分性是指 不受中心距變化的影響。A .節(jié)圓半徑 B.傳動比 C. 嚙合角12）斜齒圓柱齒輪的當量齒數(shù)是用來 的。A .計算傳動比 B.計算重合度 C. 選擇盤形銑刀13）范成法加工齒數(shù)少于17的漸開線 時，一定會

18、產(chǎn)生根切。A .標準直齒圓柱齒輪 B.標準斜齒圓柱齒輪 C.變位直齒圓柱齒輪14）正變位齒輪與標準齒輪相比其分度圓 ，齒頂高 ，齒根高 。A .變大 B.變小 C. 不變 2分析計算題1）已知一對正常齒漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，箱體的標準中心距a=150mm ，工作一段時間后小齒輪發(fā)生輪齒折斷。測得大齒輪的齒數(shù)z2 = 60，齒頂圓直徑da2=248mm。試求：小齒輪的模數(shù)m、齒數(shù)z1、分度圓直徑d1、齒頂圓直徑da1、齒根圓直徑df1、基圓直徑db1、齒距p1、齒厚s1、齒槽寬e1及兩輪的節(jié)圓直徑d1d2、嚙合角、傳動比i，并簡要分析小齒輪發(fā)生輪齒折斷的主要原因；若要利用原有箱體及大齒輪，

19、保持傳動比不變，重新恢復并改善這對齒輪傳動，請說明新設計的齒輪傳動應是什么類型？其大小齒輪的主要參數(shù)有何變化？節(jié)圓直徑、嚙合角是否會改變？ 1234a2） 圖示為萬能銑床升降臺進給系統(tǒng)中的兩對漸開線齒輪傳動，已知z1=20, z2=48, m1=m2=2mm z3=18, z4=36, m3=m4=2.5 mm, 各輪均為=20º，ha*=1, c*=0.25。 若兩對齒輪均采用標準齒輪，當安裝兩對齒輪的軸間距離a等于齒輪1、2的標準中心距時，問：齒輪1、2是否為無側隙嚙合？其分度圓直徑d1 d2、節(jié)圓直徑d1 d2、頂隙c、嚙合角、傳動比i12各為多少？齒輪3、4是否為無側隙嚙合？

20、其節(jié)圓直徑d3 d4是否等于各自的分度圓直徑d3 d4？ 頂隙c是否為標準頂隙？嚙合角是否等于壓力角？傳動比i34是否為z4/z3 ? 若可以采用變位齒輪傳動，要求兩對齒輪均為無側隙嚙合，試說明兩對齒輪應采用的傳動類型。第七章 輪系1填空題1）在輪系傳動比計算中，iABH 表示 A、B兩輪的傳動比。A在轉(zhuǎn)化輪系中； B在實際輪系中； C在周轉(zhuǎn)輪系中。2）惰輪對輪系傳動比 。A大小方向均無影響 B僅影響大小，不影響方向； C僅影響方向，不影響大小。3）下圖所示輪系，三個傳動比計算式中， 式是正確的。 3）題圖 4）題圖4) 右上圖示輪系中各輪均為標準齒輪且隙標準安裝，其齒數(shù)分別為z1=25，z2

21、=z5=z6=20，則齒輪3的齒數(shù) ，齒輪4的齒數(shù) 。2計算題1）在右圖所示輪系中，已知各輪的齒數(shù)z1=z3=80,z3=z5=20,齒數(shù)l的轉(zhuǎn)速n1=70r/min,方向如圖所示。試求齒輪5的轉(zhuǎn)速的大小及方向。 1）題圖2） 在左下圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1 = z1= z2 = z2 = z3 = z5 = 20，z4 = 40，。試問：該輪系為何種輪系？為使輪1與輪3轉(zhuǎn)向相反，齒數(shù)z5 應為多少？ 1223145 3）題圖 2）題圖3）已知右上圖所示輪系中各輪齒數(shù)分別為z1=16, z2=24, z3=25, z1=20, z5=50。試問： 該輪系為何種輪系？其組成情況如何？ 若

22、齒輪1，2，23均為模數(shù)相同的標準齒輪，則z2= ? 若齒輪1，4，5均為模數(shù)相同的標準齒輪，z4？傳動比i15？輪5與輪1的轉(zhuǎn)向是相同還是相反？第八章 其他常用機構 1填空題1）單銷外槽輪機構中，槽輪的運動時間總是 靜止時間。A大于； B等于； C小于。 2）若要實現(xiàn)周期性間歇轉(zhuǎn)動，且希望轉(zhuǎn)角大小可調(diào)，可選取 機構。A、槽輪； B、不完全齒輪； C、棘輪。 3）在單向間歇運動機構中，棘輪機構常用于 場合。A低速輕載； B高速重載； C低速重載。4）當輸入運動為連續(xù)勻速轉(zhuǎn)動時，要求輸出運動為單向間歇轉(zhuǎn)動，可選用 機構、 機構和 機構。 5）能滿足超越要求的機構是 。A、外嚙合棘輪機構 B、內(nèi)嚙

23、合槽輪機構 C、內(nèi)嚙合棘輪機構 6）棘輪機構中止動爪的作用是 。 2簡答題1）實現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動的機構有哪幾種？哪一種間歇回轉(zhuǎn)角可調(diào)？那一種較適用于高速情況？為什么？2）右圖所示為一摩擦式單向離合器，若以構件1為原動件，試問構件1在什么轉(zhuǎn)向下能帶動構件3同速轉(zhuǎn)動？在什么轉(zhuǎn)向下構件1不能帶動構件3轉(zhuǎn)動？第九章 機械系統(tǒng)動力學設計（一） 自測練習題1填空題1）在機械系統(tǒng)的 階段，系統(tǒng)的動能增加，并且輸入功大于總消耗功。A啟動； B穩(wěn)定運轉(zhuǎn)； C仃車。2）在研究機械系統(tǒng)動力學問題時，常采用等效力（或力矩）來代替作用在系統(tǒng)中的所有外力，它是按 的原則確定的。A動能相等； B做功相等； C力的平衡。3）對于單自由度的機構系統(tǒng)，假想用一個移動構件等效時其等效質(zhì)量按等效前后 相等的條件進行計算。A動能； B瞬時功率； C