1機械原理試題及答案

1機械原理試題及答案1、傳動角越大，則機構傳力性能越好。

2、外嚙合平行軸斜齒輪的正確嚙合條件為：

212121nnnnmmααββ==-=，，。

二、簡答題（每小題5分，共25分）

1、何謂三心定理？

答：三個彼此作平面運動的構件的三個瞬心必位于同始終線上。

2、簡述機械中不平衡慣性力的危害？答：機械中的不平衡慣性力將在運動副中引起附加的動壓力，這不僅會增大運動副中的摩擦和構件中的內(nèi)應力，降低機械效率和使用壽命，而且會引起機械及其基礎產(chǎn)生強迫振動。

3、鉸鏈四桿機構在死點位置時，推動力任意增大也不能使機構產(chǎn)生運動，這與機構的自鎖

現(xiàn)象是否相同？試加以說明？答：（1）不同。

（2）鉸鏈四桿機構的死點指：傳動角=0度時，主動件通過連桿作用于從動件上的力恰好通過其回轉中心，而不能使從動件轉動，消失了頂死現(xiàn)象。死點本質(zhì)：驅(qū)動力不產(chǎn)生轉矩。

機械自鎖指：機構的機構狀況分析是可以運動的，但由于摩擦的存在，卻會消失無論如何增大驅(qū)動力，也無法使其運動的現(xiàn)象。

自鎖的本質(zhì)是：驅(qū)動力引起的摩擦力大于等于驅(qū)動力的有效分力。

4、棘輪機構與槽輪機構均可用來實現(xiàn)從動軸的單向間歇轉動，但在詳細的使用選擇上，又

有什么不同？

答：棘輪機構常用于速度較低和載荷不大的場合，而且棘輪轉動的角度可以轉變。槽輪機構較棘輪機構工作平穩(wěn)，但轉角不能轉變。5、簡述齒廓嚙合基本定律。

答：相互嚙合傳動的一對齒輪，在任一位置時的傳動比，都與其連心線被其嚙合齒廓在接觸點處的公法線所分成的兩段成反比。

三、計算題（共45分）1、機構自由度。（10分）

其中A、B、C處各有一個轉動副；A處有一個移動副；即

0',

0,4,

3====Fppnhl；所以該機構自由度

為：

3

4BC

1

004233')2(3=-+?-?=-+-=）（FppnFhl

3、試求機構在圖示位置的全部瞬心。（5分）

見圖該機構有構件數(shù)n=4；所以瞬心數(shù)為：

62

3

424=?=

C（1）P12、P23、P34可直接推斷獲得，分別在A、B、C點處。

（2）構件1、4組成移動副，所以P14在垂直導路的無窮遠處。（3）求P13？構件1、3非直接接觸，采納三心定理?！馪13在構件1、2、3形成的三個瞬心構成的

直線上，即直線AB上

●P13同時也在構件1、3、4形成的三個瞬心

構成的直線上，即直線c’c’’上

●所以P13在直線AB與直線c’c’’的交點處，

當AB垂直BC時，AB//c’c’’，此時，P13在垂直BC的無窮遠處。

（4）求P24？構件2、4非直接接觸，采納三心定理。

●P24在構件1、2、4形成的三個瞬心構成的直線上，即直線AB上

●P24同時也在構件2、3、4形成的三個瞬心構成的直線上，即直線BC上●所以P24在直線AB與直線BC的交點處，即B點。4、圖示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為32,64,36',34,3243221=====zzzzz，

24,1765==zz。若軸A按圖示方向以1250r/min的轉速回轉，軸B按圖示方向以600r/min

的轉速回轉，試確定軸C的轉速大小和方向。（15分）答：

齒輪1、2、2’、3、4組成行星輪系部分；

齒輪4、5、6組成定軸輪系部分；其中行星輪系部分的傳動比：

9

17

36326434'21323113-=??-=-=--=

zzzznnnniHHH（1）

定軸輪系部分：

AP12

BC

P34P24P23

1

2

31

4P14

∞

c’

c'’

3

4243256454664====

zzzznni（2）

由圖中可知：

Hnn=4（3）

由式1、2、3式聯(lián)立可得：

min/303rn=（方向同1、6）

四、設計題（10分）

試設計一曲柄滑塊機構，已知滑塊行程速比系數(shù)K=1.5，滑塊的行程H=60mm，偏距25mm。解：

曲柄滑塊機構的極位夾角?=+-??=+-??=361

5.1)

15.1(1801)1(180KKθ

作圖步驟：

1）作mmhCC6021==

2）作?=?-?=-?=∠=∠543690902112θCOCCOC

3）以交點O為圓心，過C1、C2作圓。則曲柄的軸心A應在圓弧21ACC上。4）作始終線與C1C2平行，其間的距離等于偏距e，則此直線與上述圓弧的交點即為

曲柄軸心A的位置。

5）當A點確定后，曲柄和連桿的長度a、b也就確定了

mmACACa62.252

02.3126.82221=-=-=

mmACACb64.56202.3126.82221=+=+=

6）作機構AB’C’位置，圖中量得?=27minγ

試題2

1、壓力角越大，則機構傳力性能越差。

2、機構處于死點位置時，其傳動角為0度。

二、簡答題（每小題5分，共25分）

4、何謂在四桿機構中的死點？答：在四桿機構中，“死點”指以搖桿或滑塊為主動件，曲柄為從動件，則連桿和曲柄處于共線位置時，機構的傳動角γ=0°，主動件通過連桿作用于從動件上的力將通過其回轉中心，從而使驅(qū)動從動件運動的有效分力為零，從動件就不能運動，機構的這種傳動角為零的位置稱為死點。

5、簡述齒輪傳動的特點。答：優(yōu)點：

1）傳動效率高2）傳動比恒定3）結構緊湊4）牢靠、命長缺點：

1）制造、安裝精度要求較高2）不適于大中心距傳動3）使用維護費用較高。

三、計算題（共45分）

2、試求機構在圖示位置的全部瞬心。（5分）

3、已知一漸開線標準外嚙合圓柱齒輪機構，其模數(shù)mmm10=，中心距mma350=，傳動比5/912=i，試計算該齒輪機構的幾何尺寸（各輪的齒數(shù)、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒厚）。（10分）答：

a)該圓柱齒輪機構的傳動比：5

91212==

zzimmzzzzma350)(2

10

)(22121=+=+=

AP12B

C圖3-1b)

P34

P24P1323

14P14∞

P23∞

A’

xy

y’z

z’

得：45;2521==zzb)兩輪的分度圓直徑：

mmmzd250251011=?==mmmzd450451022=?==

齒頂圓直徑：

mmmhzdaa27010)1225()2(*

11=??+=+=mmmhzdaa47010)1245()2(*22=??+=+=

齒根圓直徑：

mmmchzdaf22510)25.021225()22(**

11=??-?-=--=

mmmchzdaf42510)25.021245()22(**22=??-?-=--=

齒厚：

mmmS7.152

102===

π

π

4、標出圖示位置時凸輪機構的壓力角，凸輪從圖示位置轉過90度后推桿的位移。（10分）

所求壓力角為：15度

所求推桿的位移為：123.83mm

5、在圖示的輪系中，已知各輪的齒數(shù)

20,50,40,60,2536421======zzzzzz（右旋），且各輪均為正確安裝的標準齒輪，

各齒輪的模數(shù)相同。當輪1以900r/min按按圖示方向轉動時，求輪6轉速的大小和方向。（15分）答：

利用右手定則得：蝸輪轉向為：↓輪6、5、4、3、2組成行星輪系部分；輪1、2組成定軸輪系部分；其中行星輪系部分的傳動比：

8

5

4040502024635226263-=??-=-=--=

zzzznnni（1）

定軸輪系部分：

302

60

122112====

zznni（2）由式1、2與已知參數(shù)聯(lián)立可得：

min/75.486rn=方向與蝸輪相同。

四、設計題（10分）

設計一曲柄滑塊機構。已知滑塊的行程s=50mm，偏距e=16mm，行程速度變化系數(shù)