機械原理復(fù)習(xí)題

1、機械原理復(fù)習(xí)思考題.構(gòu)件獨立的運動單元。.零件獨立的制造單元。.運動副兩個構(gòu)件的相關(guān)聯(lián)（接觸、聯(lián)接）部位，并能產(chǎn)生某種相對運動。構(gòu)成運動副個條件：a）兩個構(gòu)件、b）直接接觸、c）有相對運動運動副元素直接接觸的部位的形態(tài)（點、線、面）。.P7兩個構(gòu)件之間的相對運動為轉(zhuǎn)動副的運動副稱為轉(zhuǎn)動副或回轉(zhuǎn)副，也稱為鉸鏈；相對運動為移動的運動副稱為移動副；相對運動為螺旋運動的運動副稱為螺旋副；相對運動為球面運動的運動副稱為球面運動副。運動鏈P9構(gòu)件通過運動副的連接，構(gòu)成可相對運動的系統(tǒng)稱為運動鏈。.原動件P10機構(gòu)中按給定運動規(guī)律運動構(gòu)件稱為原動件。（或主動件）.機構(gòu)簡圖用以說明機構(gòu)中各構(gòu)件之間的相對運動關(guān)

2、系的簡單圖形。.機構(gòu)（定義）具有確定運動的運動鏈稱為機構(gòu)。.機構(gòu)運動簡圖的作用1）用以說明機構(gòu)中各構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系的簡單圖形：2）作為運動分析和動力分析的依據(jù)。.機構(gòu)運動簡圖應(yīng)滿足的條件：1）構(gòu)件數(shù)目與實際相同；2）運動副的性質(zhì)、數(shù)目與實際相符；3）.運動副之間的相對位置以及構(gòu)件尺寸與實際機構(gòu)成比例。機構(gòu)具有確定運動的條件為：自由度數(shù)目二原動件數(shù)目.最小阻力定律P15：當(dāng)機構(gòu)原動件數(shù)目小于機構(gòu)自由度數(shù)目時，機構(gòu)的運動將遵守最小阻力定律，即優(yōu)先沿阻力最小的方向運動。.欠驅(qū)動機構(gòu)-機構(gòu)原動件數(shù)目少于自由度。P15圖2-9冗驅(qū)動機構(gòu)一-機構(gòu)原動件數(shù)目多于自由度。P16圖2-10虛約束-對機構(gòu)的

3、運動不起實際作用的約束。試計算下例機構(gòu)簡圖的自由度，首先明確標(biāo)注桿件數(shù)量？復(fù)合鉸鏈點？高副接觸？原動件？對原動件的運動進(jìn)行分析說明。解：機構(gòu)自由度為F=3n-2m-p=3X11-2X15-0=3；原動件為液壓油缸，共有3個與自由度F相等，機構(gòu)能夠作唯一運動。2）裝載機機構(gòu)及自由度計算。解：機構(gòu)自由度為F=3n-2m-p=3X8-2X11-0=2原動件為2個液壓油缸，原動件數(shù)量與自由度F相等，機構(gòu)能夠作唯一運動3*垣合瞬128詛芳653復(fù)合礎(chǔ)3）小汽車機械千斤頂機構(gòu)及自由度計算。解：（1）計算機構(gòu)自由度：F=3n-2m-p=3X8-2X10-2=2；（2）原動件為絲杠,一個雙向作用絲杠，轉(zhuǎn)動絲杠

4、同時驅(qū)動2個復(fù)合滑塊所以原動件為2與自由度2相等，機構(gòu)能夠作唯一運動。4）圓盤鋸機構(gòu)及自由度計算。5）振動篩機構(gòu)及自由度計算解：解：機構(gòu)自由度為F=3n-2m-p=3X7-2X9-1=2；解：圖中原動件為曲柄1和凸輪6。.什么是速度瞬心兩個作平面運動構(gòu)件上速度相同的一對重合點，在某一瞬時兩構(gòu)件相對于該點作相對轉(zhuǎn)動，該點稱瞬時速度中心。.什么是三心定律三個彼此作平面運動的構(gòu)件共有三個瞬心，且它們位于同一條直線上。（此法特別適用于兩構(gòu)件不直接相聯(lián)的場合）。.兩構(gòu)件通過運動副直接相連，試確定其瞬心位置？P39P45以轉(zhuǎn)動副連接鉸鏈中心就是其瞬心位置；以移動副連接瞬心就在垂直于其導(dǎo)路方向無窮遠(yuǎn)處；以純

5、滾動高副連接瞬心就在其接觸點處；以滾動兼滑動的高副連接瞬心就在過接觸點高副元素的公法線上，視其他條件確定。用瞬心法和三心定律求下例圖形的速度瞬心？已知構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速32,求構(gòu)件4的角速度34?解：瞬心數(shù)為6個；直接觀察能求出4個，余下的2個用三心定律求出。求瞬心P24的速度，VP24=ul(P24P12)32VP24=ul(P24P14)s434=2(P24P12)/P24P14用瞬心法和三心定律求下例圖形的速度瞬心。已知構(gòu)件2的轉(zhuǎn)速32,求構(gòu)件4的速度V4。.試求圖示各機構(gòu)在圖示位置時全部瞬心的位置，并給出連桿上E點上速度方向位置。試題圖所示，偏心圓凸輪機構(gòu)中，AB=L,凸輪半徑為R,0A二h

6、,N0AB=90,凸輪以角速度3轉(zhuǎn)動，試求推桿2的角速度32?（提示：使用三心定理，正確標(biāo)注瞬心位置）1）應(yīng)用三心定理，瞬心位置標(biāo)注見圖；(2)ZPBC=ZBPC=4500又VOA=AP=h0.AP3=BP0023二AP3/BP=h3/(L+h)200.試題圖所示，滑塊導(dǎo)軌機構(gòu)中，3心法求構(gòu)件3的速度v?（提示:3=10rad/s,e=30,AB=200mm，試用瞬使用瞬心法，正確標(biāo)注瞬心位）解：1）應(yīng)用瞬心法，瞬心位置標(biāo)注見圖；AB=PP=TOC o 1-5 h z1423PP=AB/(V3/2)=33/2)140V=PP3=(V3/2)33140=(M3/2)X10=4/V3速度影像P37

7、同一構(gòu)件上各點間的相對速度矢量構(gòu)成的圖形bee稱為該構(gòu)件圖形BCE的速度影像。機構(gòu)速度分析圖解法P36；P50題3-5；P50題3-6；采用非平面運動副，摩擦力為什么會增大？因為G定時，其法向力N的大小取決于運動副元素的幾何形狀，形21成當(dāng)量摩擦系數(shù)f。v當(dāng)量摩擦系數(shù)fv大于摩擦系數(shù)f,即fvf是因為運動副元素的幾何形狀改變而產(chǎn)生的。稱為當(dāng)量摩擦系數(shù),其取值為:平面接觸:fv=f；槽面接觸：fv=f/sin9；半圓柱面接觸:fv=kf，(k=1n/2)。.為了提高機械效率，在進(jìn)行設(shè)計機械時應(yīng)盡量減少摩擦損失，具體措施有：a）用滾動代替滑動；b）考慮潤滑；c）合理選材。機械效率n輸出功w與輸入功

8、w的比值（n=w/w）。出入出入.當(dāng)機械出現(xiàn)自鎖時，無論驅(qū)動力多大，都不能運動，從能量的觀點來看，就是:驅(qū)動力做的功永遠(yuǎn)W由其引起的摩擦力所做的功.機械的自鎖的條件是什么？。1）傳動效率nvo；2）對于移動副，當(dāng)驅(qū)動力F的作用線落在摩擦錐內(nèi)時，則機械發(fā)生自鎖。3）對于轉(zhuǎn)動副，當(dāng)驅(qū)動力F的作用線穿過摩擦圓（aP）時，發(fā)生自鎖。摩擦圓半徑P摩擦阻力矩M與軸承總反力R之比，即P二M/R=ffl2fl21vr，（al=(ACAC)/222lll2以A為圓心，AC2為半徑作弧交于E,得:l=EC/2；lll=AC(EC/2)2ll圖示為四桿機構(gòu)中連桿BC的兩個極限位置BC和BC,當(dāng)連桿位于BC時,ll2

9、2ll搖桿DC處于鉛垂位置；當(dāng)連桿位于BC時，BB連線為水平線，且此時四22l2桿機構(gòu)的傳動角為最小。試用作圖法求出各桿長度，要求保留作圖線。A1D1解：（保留作圖線）用做圖法設(shè)計導(dǎo)桿機構(gòu)。已知：機架長度d,行程速比K,設(shè)計此機構(gòu)。解：由于e與導(dǎo)桿擺角e相等，設(shè)計此機構(gòu)時，僅需要確定曲柄長度a計算9=180(K-1)/(K+1)；任選D作ZmDn=e=9；作角分線；取A點，使得AD=d,貝寸:a=dsin(e/2)。.用做圖法設(shè)計曲柄滑塊機構(gòu)。已知K,滑塊行程H,偏距e,設(shè)計此機構(gòu)計算:9=180(K-1)/(K+1)；作CC=H；12作射線CO使ZCC0=909,121作射線CO使ZCCO=

10、90e,兩射線交點為0；212以0為圓心，co為半徑作圓；1作偏距線e,交圓弧于A,即為所求的曲柄軸心;以A為圓心，AC為半徑作弧交于E,得：1l=EC/2；l=ACEC/2。12222萬向機構(gòu)用于傳遞兩相交軸或平行軸之間運動和動力的機構(gòu)。.雙萬向鉸鏈機構(gòu)安裝要求是？主動、從動、中間三軸共面;主動軸、從動軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應(yīng)相等;中間軸兩端的叉面應(yīng)在同一平面內(nèi)。.描述凸輪機構(gòu)推桿的運動規(guī)律的名詞術(shù)語有：基圓、基圓半徑、推程運動角、遠(yuǎn)休止角、回程、回程運動角、近休止角、行程。.簡述凸輪廓線設(shè)計方法的基本原理（反轉(zhuǎn)原理）：給整個凸輪機構(gòu)施以-3時，不影響各構(gòu)件之間的相對運動，此時，凸

11、輪將靜止，而從動件尖頂復(fù)合運動的軌跡即為凸輪的輪廓曲線。按從動件運動副元素的形狀分：尖頂從動件、平底從動件、滾子從動件。.當(dāng)凸輪機構(gòu)從動件以余弦規(guī)律運動時，在行程的起點和終點處存在有限的突變，故會產(chǎn)生。P127.當(dāng)凸輪機構(gòu)從動件以正弦規(guī)律運動時，其速度和加速度均無突變，故在運動中不會產(chǎn)生，適用于oP128設(shè)計凸輪機構(gòu)時若發(fā)現(xiàn)設(shè)計結(jié)果aa（壓力角許用壓力角）時，可增大r.（基圓半徑）min設(shè)計凸輪機構(gòu)時，導(dǎo)路和瞬心位于中心同側(cè)時，壓力角將_減匚設(shè)計凸輪機構(gòu)時，導(dǎo)路和瞬心位于中心兩側(cè)時，壓力角將增大漸開線一條直線在圓上作純滾動時，直線上任一點的軌跡.漸開線齒廓的嚙合特性是什么？1）漸開線齒廓滿足定

12、傳動比要求；（2）齒廓間正壓力方向不變；（3）運動可分性。.模數(shù)m.漸開線齒廓參數(shù)之一，人為規(guī)定沒（無理數(shù)）只能取某些。（模數(shù)m漸開線齒廓參數(shù)之一，人為規(guī)定m=p/n（無理數(shù)）只能n取某些簡單數(shù)。）分度圓具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m和壓力角的圓稱為分度圓，或齒厚二齒間距的圓。.漸開線齒輪的三個基本參數(shù)是、和。漸開線齒輪的齒頂圓直徑：d=d+2h=（z+2h*）maaa漸開線齒輪的齒根圓直徑：d=d-2h=（z-2h*-2c*）mffa漸開線齒輪的頂隙系數(shù)：c*；正常齒：c*=；短齒制：c*=漸開線齒輪的基圓直徑：d=dcosa=mzcosab.一對漸開線齒輪的正確嚙合條件是它們模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等。已知一

13、對外嚙合漸開線直齒齒輪模數(shù)為5,壓力角為20，中心距為350mm,傳動比為9：5,分別求:1）齒輪的齒數(shù)？2)小齒輪的分度圓、齒頂圓、齒根圓、基圓直徑和齒距？解：a二m(zl+z2)/2=350mm；il2=sl/s2二z2/zl=9/5得：z1=50；z2=90；d1=mz1=5X50=250mm,d=d+2h=(z1+2h*)m=(50+2X1)5=260mm；aaad=d-2h=(z-2h*-2c*)m=(50-2X1-2X5=ffad=d1cosa=mz1cosa=250cos20=b1P=mn=5X=.一對標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪是否是安裝正確，應(yīng)滿足的兩個要求是？齒側(cè)間隙為零(或兩個齒輪的中

14、心距為a=mz1+mz2)；齒頂間隙c為標(biāo)準(zhǔn)值。一對標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪在標(biāo)準(zhǔn)安裝時節(jié)圓與分度圓重合。對于漸開線齒輪分度圓和壓力角是單個齒輪就有的；而節(jié)圓和嚙合角是兩個齒輪嚙合后才出現(xiàn)的。重合度一一定義：=BB/p或嚙合線長度與齒節(jié)距（法向齒距）-2b之比。一對齒輪的連續(xù)傳動條件是：工1.成形法（仿形法）加工的特點：產(chǎn)生齒形誤差和分度誤差，精度較低，加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低。適于單件生產(chǎn)。.范成法加工的特點：一種模數(shù)只需要一把刀具連續(xù)切削，生產(chǎn)效率高，精度高，用于批量生產(chǎn)。1014漸開線齒輪產(chǎn)生根切的原因是:被加工齒輪的模數(shù)m確定之后，根切隨z和D的出現(xiàn)而出現(xiàn)。minbmin漸開線齒輪的根切現(xiàn)象是在展

15、成法加工齒輪時發(fā)生的，使用齒條型刀具比用齒輪型刀具更易產(chǎn)生根切。漸開線齒輪的根切的后果：弱輪齒的抗彎強度；使重合度下降。漸開線齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)z=17。min正變位齒輪的特點是：齒厚變寬,齒槽變窄；負(fù)變位齒輪的特點是：正好相反。變位齒輪優(yōu)缺點？可采用zlWzmin的小齒輪，仍不根切，使結(jié)構(gòu)更緊湊；改善了小齒輪的磨損情況；因大小齒輪強度趨于接近，相對提高了小齒輪的承載能力；缺點是：沒有互換性，必須成對使用，略有減小。.一對斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件：外嚙合：B；內(nèi)嚙合：B=Bl2l2法面模數(shù)m=m，法面壓力角a二anln2nlnl端面模數(shù)m=m，端面法面a=atlt2tlt2.斜齒圓柱齒

16、輪的當(dāng)量齒數(shù)與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪，稱為該斜齒輪的當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)稱當(dāng)量齒數(shù)。斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)：z=14。min與直齒齒輪相比斜齒輪傳動的優(yōu)缺點是什么？嚙合線變化規(guī)律是短、長、短；傳動平穩(wěn)：重合度大于直齒齒輪，承載能力大;沖擊、振動小，噪音小;缺點，傳動時會產(chǎn)生軸向載荷。一對斜齒輪中心距：a=r+r=m（z+z）/2cosB可通過改變B來調(diào)122整a的大小。圖示為一固定輪系。已知各輪齒數(shù)，z1=20,z2=20,z3=60,z3=20,z4=20,z5=20。求傳動比i冶15并判斷z與z旋向是否相同。=15若周轉(zhuǎn)輪系的自由度為2,則稱其為差動輪系。圖示為滾齒機工作臺的傳動機構(gòu)，

17、工作臺與蝸輪5相互固定連結(jié)。已知z1=z1=20；z2=35；蝸桿z4=1（右旋）；z5=40；滾刀z6=1（左旋）;z7=30若加工一個z5=64齒輪，試確定各交換齒輪的齒數(shù)z2=?和z4=？解：要加工一個z5=64齒輪，必要的條件是滾刀與齒輪毛壞的傳動比叮應(yīng)等于電機與工作臺之間的傳動比i。即i二i。5151515i=(z7/zl)X(z5/z6)15=(-1)2(30/20)X(64/1)=96i=(-1)4(z2/zl)X(z3/z2)X(z4/z3)X(z5/z4)15=35/20Xz4/z2X40/l=70Xz4/z2z4/z2=96/70=48/35得：z4=48；z2=35TOC

18、 o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark72 圖示為電動卷揚機減速速器簡圖。已知z=24,z=33,zz=21,z=78,1223z=18,z=30,z=78,試求傳動比i二？345151)解：首先將輪系分解為由齒輪1、2、2、3、H(即齒輪5)組成的差動輪系（b）和由齒輪3、4、5組成的定軸輪系，分別列出它們的傳動比。1)差動輪系傳動比為ih=(s1-sH)/(s3-sH)1335533=一3Z/Z3553兩個基本輪系之間的關(guān)系是33=331將上式代入差動輪系傳動比(1)公式得：i=31/s5二z/zXz/z(1+z/z)+115213253將各齒輪齒數(shù)代入上式得i=3

19、3/21X78/21X(1+78/18)+1=15圖示為輸送帶的行星輪減速速器。已知z=18,z=32,z=20,z=82,z=68；12234電動機轉(zhuǎn)速為1450r/min；求輸出軸的轉(zhuǎn)速n=？41）求n=?4圖示的輪系中，已知：zl=20,z2=30,z3=80,z4=40，z5=20。求：傳動比訂5?并確定輪1和輪5轉(zhuǎn)向是否相同？H1H3TOC o 1-5 h z一一解1）iH=13=1H=1H一0一3HHzzcc23zz12=-80/20=-4IH=5;132）定軸輪系的傳動比I15=-z5/z4=-20/40-1/23）輪系的傳動比I二IhXI=5X20/40=；151345Z1和Z

20、5方向相同。在圖示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為z=20,z=40,z=15,z=45,z=30,12234z=20。試求傳動比i?并說明軸1與軸5的轉(zhuǎn)向關(guān)系。515解：由圖知3=061）求z=?mz=266圖示錐齒輪組成的周轉(zhuǎn)輪系。已知各輪齒數(shù)為zi=60,z2=40,z2=z3=20ni=n3=120r/min設(shè)太陽輪】、3轉(zhuǎn)向相反，試求nH的大小與方向。解：由圖知3=06IH=(nl-nH)/(n3-nH)=+z/zz/zi132132等式右邊的“+”號，是在轉(zhuǎn)化輪系中用劃箭頭的方法判斷的。表示輪1與輪3轉(zhuǎn)向相同。而在圖a的輪系中輪1輪3的箭頭是輸入真實的轉(zhuǎn)向，這兩個概念不能混淆。根據(jù)已知條件

21、，輪1、3轉(zhuǎn)向相反，故若設(shè)n為正，則n為負(fù)；12取n二+120r/min，則n二+120r/min，分別帶入上式得12(120-n)/(-120-n)=+40X20/60X20HHn=+600r/minH上式表示系桿H的轉(zhuǎn)向與太陽輪1相同。53棘輪機構(gòu)的類型與應(yīng)用按棘輪轉(zhuǎn)向是否可調(diào):單向、雙向運動棘輪機構(gòu)。按轉(zhuǎn)角是否可調(diào):固定轉(zhuǎn)角、可調(diào)轉(zhuǎn)角按工作原理分:輪齒棘輪、摩擦棘輪填空題正變位直齒圓柱齒輪與標(biāo)準(zhǔn)直齒輪相比，其齒厚將會。斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)較直齒輪。f稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)，平面接觸時：f=f;槽面接觸時：f二Vvv;半圓柱面接觸時：f=(=)。v漸開線齒輪的齒頂圓直徑：d=d+2h=，齒

22、根圓直徑：aad=d-2h=，基圓直徑：d=dcosa二；漸開線齒ffb輪的頂隙系數(shù)，正常齒：c*=；短齒制：c*=；分度圓和壓力角是單個齒輪就有的，而和是兩個齒輪嚙合后才出現(xiàn)的。漸開線齒輪的根切現(xiàn)象是在展成法加工齒輪時發(fā)生的，使用刀具比使用刀具更易產(chǎn)生根切。TOC o 1-5 h z一對斜齒輪中心距：a=r1+r2=mn(zl+z2)/2cos&可通過改變B來調(diào)整a的大小。為了提高機械效率，在進(jìn)行設(shè)計機械時應(yīng)盡量減少摩擦損失，具體措施有：用滾動代替滑動;、考慮潤滑和合理選材。機器中每一個獨立的運動單元體稱為。機構(gòu)具有確定運動的條件為：=。周期性速度波動的調(diào)節(jié)一般用，而非周期性速度波動的調(diào)節(jié)一般用。在空間平面內(nèi)，蝸輪與蝸桿的嚙合就相當(dāng)于和的嚙合。凸輪機構(gòu)中推桿的運動規(guī)律若按三角函數(shù)變化，既不會產(chǎn)生柔性沖擊，也不會產(chǎn)生剛性沖擊。具有自鎖性的蝸桿傳動，只能由作主動件。模數(shù)m是.漸開線齒廓參數(shù)之一