機械原理期末題庫(附答案)

機械原理期末題庫〔本科類〕一、填空題：1.機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的自由度數(shù)等于。2.同一構(gòu)件上各點的速度多邊形必于對應(yīng)點位置組成的多邊形。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地表示。4.機械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型是具有，其上作用有的等效構(gòu)件。5.無急回運動的曲柄搖桿機構(gòu)，極位夾角等于，行程速比系數(shù)等于。6.平面連桿機構(gòu)中，同一位置的傳動角與壓力角之和等于。7.一個曲柄搖桿機構(gòu)，極位夾角等于36o，那么行程速比系數(shù)等于。8.為減小凸輪機構(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)律運動時，在運動階段的前半程作運動，后半程作運動。10.增大模數(shù)，齒輪傳動的重合度；增多齒數(shù)，齒輪傳動的重合度。11.平行軸齒輪傳動中，外嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相，內(nèi)嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相。12.輪系運轉(zhuǎn)時，如果各齒輪軸線的位置相對于機架都不改變，這種輪系是輪系。13.三個彼此作平面運動的構(gòu)件共有個速度瞬心，且位于。14.鉸鏈四桿機構(gòu)中傳動角為，傳動效率最大。15.連桿是不直接和相聯(lián)的構(gòu)件；平面連桿機構(gòu)中的運動副均為。16.偏心輪機構(gòu)是通過由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而來的。17.機械發(fā)生自鎖時，其機械效率。18.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡的條件是。19.曲柄搖桿機構(gòu)中的最小傳動角出現(xiàn)在與兩次共線的位置時。20.具有急回特性的曲桿搖桿機構(gòu)行程速比系數(shù)k1。21.四桿機構(gòu)的壓力角和傳動角互為，壓力角越大，其傳力性能越。22.一個齒數(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)計蝸桿傳動時蝸桿的分度圓直徑必須取值，且與其相匹配。24.差動輪系是機構(gòu)自由度等于的周轉(zhuǎn)輪系。25.平面低副具有個約束，個自由度。26.兩構(gòu)件組成移動副，那么它們的瞬心位置在。27.機械的效率公式為，當(dāng)機械發(fā)生自鎖時其效率為。28.標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后模數(shù)，齒厚。29.曲柄搖桿機構(gòu)出現(xiàn)死點，是以作主動件，此時機構(gòu)的角等于零。30.為減小凸輪機構(gòu)的壓力角，可采取的措施有和。31.在曲柄搖桿機構(gòu)中，如果將桿作為機架，那么與機架相連的兩桿都可以作____運動，即得到雙曲柄機構(gòu)。32.凸輪從動件作等速運動時在行程始末有性沖擊；當(dāng)其作運動時，從動件沒有沖擊。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.交錯角為90的蝸輪蝸桿傳動的正確嚙合條件是、、。36.具有一個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為輪系，具有兩個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為________________輪系。二、簡答題：1．圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，lAB=55mm，lBC=40mm，lCD=50mm，lAD=25mm。試分析以哪個構(gòu)件為機架可得到曲柄搖桿機構(gòu)？〔畫圖說明〕2．判定機械自鎖的條件有哪些？3．轉(zhuǎn)子靜平衡和動平衡的力學(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？6．凸輪實際工作廓線為什么會出現(xiàn)變尖現(xiàn)象？設(shè)計中如何防止？7．漸開線齒廓嚙合的特點是什么？8．何謂根本桿組？機構(gòu)的組成原理是什么？9．速度瞬心法一般用在什么場合？能否利用它進行加速度分析？10．移動副中總反力的方位如何確定？11．什么是機械的自鎖？移動副和轉(zhuǎn)動副自鎖的條件分別是什么？12．凸輪輪廓曲線設(shè)計的根本原理是什么？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？15．什么是傳動角？它的大小對機構(gòu)的傳力性能有何影響？鉸鏈四桿機構(gòu)的最小傳動角在什么位置？16．機構(gòu)運動分析當(dāng)中的加速度多邊形具有哪些特點？17．造成轉(zhuǎn)子動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．凸輪機構(gòu)從動件的運動一般分為哪幾個階段？什么是推程運動角？20．什么是重合度？其物理意義是什么？增加齒輪的模數(shù)對提高重合度有無好處？21．什么是標(biāo)準(zhǔn)中心距？一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？三、計算與作圖題：1.計算圖示機構(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。2．求圖示機構(gòu)的全部瞬心和構(gòu)件1、3的角速度比。3．用圖解法設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)?；瑝K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和連桿長度lBC。4．曲柄搖桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K＝1.25，搖桿長lCD=40mm，搖桿擺角Ψ=60o,機架長lAD=55mm。作圖設(shè)計此曲柄搖桿機構(gòu)，求連桿和曲柄的長度。5．一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，齒數(shù)Z1＝24，Z2＝64，模數(shù)m＝6mm，安裝的實際中心距a’＝265mm。試求兩輪的嚙合角a’，節(jié)圓半徑r1’和r2’。6．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.計算圖示機構(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．取一機器的主軸為等效構(gòu)件，主軸平均轉(zhuǎn)速nm=1000r/min，在一個穩(wěn)定運動循環(huán)〔2〕中的等效阻力矩Mer如下圖，等效驅(qū)動力矩Med為常數(shù)。假設(shè)不計機器中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，試求：當(dāng)主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)＝0.05時，應(yīng)在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF。9．設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，搖桿長度為40mm，擺角為40度，行程速比系數(shù)K為1.4，機架長度為連桿長度與曲柄長度之差，用作圖法求各個桿件的長度。10．設(shè)計如題圖所示鉸鏈四桿機構(gòu)，其搖桿CD的長度lCD＝75mm，行程速度變化系數(shù)k＝1.5，機架AD的長度lAD＝100mm，搖桿的一個極限位置與機架的夾角φ＝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,=20。，計算其分度圓直徑、基圓直徑、齒距、齒頂圓直徑及齒頂圓上的壓力角。12．如圖，z1=6，z2=z2,=25，z3=57，z4=56，求i14？13.計算圖示機構(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及機架3作用給推桿2的總反力R12及R32的方位〔不計重力和慣性力，虛線小圓為摩擦圓〕。15．請在圖中畫出一個死點位置、最小傳動角的位置以及圖示位置的壓力角。16．機構(gòu)行程速度變化系數(shù)k＝1.25，搖桿長度lCD＝400mm,擺角Ψ＝30°，機架處于水平位置。試用圖解法設(shè)計確定曲柄搖桿機構(gòu)其他桿件的長度。17．一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的中心距a=196mm，傳動比i=3.48，小齒輪齒數(shù)Z1=25。確定這對齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑d1、d2；齒頂圓直徑da1、da2；齒根圓直徑df1、df2?！?0分〕18．在圖示復(fù)合輪系中，各齒輪的齒數(shù)如括弧內(nèi)所示。求傳動比。參考答案一、1．原動件數(shù)目2．相似于3．質(zhì)徑積4．等效轉(zhuǎn)動慣量，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．機架；低副16．?dāng)U大轉(zhuǎn)動副半徑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；機架20．大于21．余角；差22．z/cos3β23．標(biāo)準(zhǔn)值；模數(shù)24．225．2；126．垂直移動路線的無窮遠(yuǎn)處27．η=輸出功/輸入功=理想驅(qū)動力/實際驅(qū)動力；小于等于028．不變；增加29．搖桿；傳動角30．增加基圓半徑；推桿合理偏置31．最短；整周回轉(zhuǎn)32．剛性；五次多項式或正弦加速度運動33．分度圓；20034．不變；增加35．mt2=mx1=m；αt2=αx1=α；γ1=β236．行星；差動二、1．作圖〔略〕最短桿鄰邊AB和CD。2．1)驅(qū)動力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)；2〕機械效率小于或等于03〕工作阻力小于或等于03．靜平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡動平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時平衡4．飛輪實質(zhì)是一個能量儲存器。當(dāng)機械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪軸的角速度只作微小上升，它將多余的能量儲存起來；當(dāng)機械出現(xiàn)虧功速度下降時，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，使實際輪廓的曲率半徑為0。防止措施：在滿足滾子強度條件下，減小其半徑的大小。7．1〕定傳動比2〕可分性3〕輪齒的正壓力方向不變。8．根本桿組：不能拆分的最簡單的自由度為0的構(gòu)件組。機構(gòu)組成原理：任何機構(gòu)都可看成是有假設(shè)干根本桿組依次連接于原動件和機架上而構(gòu)成的。9．簡單機構(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運動方向相反。11．自鎖：無論驅(qū)動力多大，機構(gòu)都不能運動的現(xiàn)象。移動副自鎖的條件是：驅(qū)動力作用在摩擦錐里；轉(zhuǎn)動副自鎖的條件是：驅(qū)動力作用在摩擦圓內(nèi)。12．1〕反轉(zhuǎn)法原理2〕在滿足強度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點和“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、分別以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的兩個相切圓稱為節(jié)圓。當(dāng)兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時其節(jié)圓與分度圓重合。14．至少有一個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-ωH后，行星架相對靜止，此時周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，這個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角，傳動角越大，機構(gòu)傳力性能越好。最小傳動角出現(xiàn)在曲柄和機架共線的位置。16．1〕極點p‘的加速度為02〕由極點向外放射的矢量代表絕對加速度，而連接兩絕對加速度矢端的矢量代表該兩點的相對加速度。3〕加速度多邊形相似于同名點在構(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〕漸開線任一點的法線恒與其基圓相切3〕發(fā)生線與基圓的切點是漸開線的曲率中心4〕漸開線的形狀取決于基圓的大小5〕基圓內(nèi)無漸開線。19．推程、遠(yuǎn)休止、回程、近休止；從動件推桿在推程運動階段，凸輪轉(zhuǎn)過的角度稱為推程運動角。20．實際嚙合線段與輪齒法向齒距之比為重合度，它反映了一對齒輪同時嚙合的平均齒數(shù)對的多少。增加模數(shù)對提高重合度沒有好處。21．一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪安裝時它們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時的中心距為標(biāo)準(zhǔn)中心距。當(dāng)實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，傳動比不變，嚙合角增大。三、計算與作圖題：1、F=3*7-2*12-1=12、ω1/ω3=P13P34/P13P14=43、θ=180*〔k-1〕/(k+1)=30°按題意作C1C2=H,作∠OC1C2=∠OC2C1=90-θ=60°交O點，作以O(shè)圓心的圓如圖，再作偏距直線交于A點。AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。4．θ=180*〔k-1〕/(k+1)=20°1)按條件作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。AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。5．a(chǎn)=0.5m(z1+z2)=264α’=arcos(264*cos20°/265)=20.6°rb1=0.5m*z1cos20°=67.66rb2=0.5m*z2cos20°=180.42r’1=rb1/cosα’=72.3r’2=rb2/cosα’=192.7566.齒輪1、2是一對內(nèi)嚙合傳動：n1/n2=z2/z1=2齒輪2‘-3-4組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n’2-nH)/(n4-nH)=-z4/z’2=-3又因為n2=n’2n4=0解得：nH=100r/min方向與n1相同。7．F=3*6-2*8-1=18．Md=(300*4π/3*1/2)/2π=100Nm△Wmax=89π(用能量指示圖確定)JF=900△Wmax/π2n2δ=0.519．θ=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，它與圓的交點即A點。連接AC1、AC2。AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。AD為機架的長度。10．按題意作圖，θ=180*〔k-1〕/(k+1)=36°AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。11．d=mz=120db=dcos200=112.76P=mπ=12.56da=(z+2)m=128cosαa=db/da=0.881αa=28.24?12．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/z1z’2=-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處于垂直位置時存在最小傳動角。AB1C1為死點位置。壓力角如圖。16．θ=180*〔k-1〕/(k+1)=20°作圖，AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和連桿b的長度。AD為機架的長度。17．z2=iz1=87m=196/[0.5(25+87)]=3.5d1=mz1=87.5d2=mz2=304.5da1=m(z1+2)=94.5da2=m(z2+2)=311.5df1=m(z1-2.5)=78.75df2=m(z2-2.5)=295.7518．齒輪1‘-4-5組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n’1-nH)/(n5-nH)=-z5/z’1=-12/5齒輪1-2-3組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n1-nk)/n3-nk)=-z3/z1=-7/3由圖得：n1=n’1n3=0nk=n5聯(lián)立求解得：i1H=85/431.平面鉸鏈四桿機構(gòu)有曲柄存在的條件為：a.連架桿與機架中必有一桿為四桿機構(gòu)中的最短桿；b.最短桿與最長桿桿長之和應(yīng)小于或等于其余兩桿之和〔通常稱此為桿長和條件〕。2.連桿機構(gòu)：指所以構(gòu)建用低副聯(lián)接而成的機構(gòu)，又稱為低副機構(gòu)。3.連桿機構(gòu)優(yōu)點：a.運動副都是低副，低副亮元素為面接觸，所以耐磨損，承載大。b.低副亮元素幾何形狀簡單，容易制造簡單，容易獲得較高的制造精度。C.可以實現(xiàn)不同運動規(guī)律和特定軌跡要求。缺點：a低副中存在間隙，會引起運動誤差，使效率降低。B動平衡較困難，所以一般不宜用于高速傳動。C設(shè)計比擬復(fù)雜，不易精確的實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)律。4.平面四桿機構(gòu)的根本形式有：〔1〕曲柄搖桿機構(gòu)，〔2〕雙曲柄機構(gòu)，〔3〕雙搖桿機構(gòu)。5.速度變化：是指一段時間前后，速度的大小和方向出現(xiàn)的變化，是個矢量，大小可以用后前速率差表示，方向可以用與規(guī)定正方向的夾角表示。物理含義可以導(dǎo)出加速度：單位時間內(nèi)速度的變化量。6.壓力角：概述壓力角(pressureangle)(α):假設(shè)不考慮各運動副中的摩擦力及構(gòu)件重力和慣性力的影響,作用于點C的力P與點C速度方向之間所夾的銳角。壓力角越大，傳動角就越小．也就意味著壓力角越大，其傳動效率越低．所以設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)使壓力角小.7.死點：從Ft=Fcosα知，當(dāng)壓力角α=90°時，對從動件的作用力或力矩為零，此時連桿不能驅(qū)動從動件工作。機構(gòu)處在這種位置成為死點，又稱止點。8.凸輪機構(gòu)的特點：優(yōu)點是只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計出凸輪的輪廓曲線，就可以是使推桿得到各種預(yù)期的運動規(guī)律，而且響應(yīng)快速，機構(gòu)簡單緊湊。缺點：是凸輪廓線與推桿之間為點。線接觸，易磨損，.凸輪制造較困難。9按.凸輪形狀分：a盤形凸輪，b圓柱凸輪。按推桿形狀分：尖頂推桿，滾子推桿，平底推桿。根據(jù)凸輪與推桿白癡接觸的方法不同，凸輪可以分為：力封閉的凸輪機構(gòu)，幾何封閉的凸輪機構(gòu)。10.推桿常用的運動規(guī)律；根據(jù)推桿常用的運動規(guī)律所以數(shù)學(xué)表達是不同，常用的主要有多項式運動規(guī)律和三角函數(shù)運動規(guī)律兩大類。11.一條直線〔稱為發(fā)生線(generatingline)〕沿著半徑為rb的圓周〔稱為基圓(basecircle)〕作純滾動時，直線上任意點K的軌跡稱為該圓的漸開線。它具有以下特性；a相應(yīng)于發(fā)生線和基圓上滾過的長度相等，即,即為漸開線在K點的法線。b漸開線上各點的曲率半徑不同，離基圓越遠(yuǎn)，其曲率半徑越大，漸開線越平直。c漸開線上任意一點的法線必切于基圓。d漸開基圓以內(nèi)無漸開線。E漸開線線的形狀取決于基圓半徑的大小?；鶊A半徑越大，漸開線越趨平直。12..漸開線齒廓的嚙合特點：漸開線齒廓能保證定傳動比傳動，漸開線齒廓間的正壓力方向不變，漸開線齒廓傳動具有可分性。13.標(biāo)準(zhǔn)齒輪：是指m、α、ha和c均為標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓齒厚等于齒槽寬〔e=s〕的齒輪。14.漸開線齒輪的根本參數(shù)：齒數(shù)z，模數(shù)m，分度圓壓力角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)。漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件和連續(xù)嚙合傳動條件：正確嚙合條件：m1=m2=m。α1=α2=α。連續(xù)嚙臺條件：εα=B1B2/Pb≥1。15.漸開線齒廓的根切現(xiàn)象；用范成法加工齒輪，當(dāng)加工好的漸開線齒廓又被切掉的現(xiàn)象時稱為根切現(xiàn)象。其原因是；刀具的齒頂線與嚙合線的交點超過了被切齒輪的嚙合極限點，刀具齒頂線超過嚙合極限點的原因是被加工齒輪的齒數(shù)過少，壓力角過小，齒頂高系數(shù)過大。16.斜齒輪嚙合特點是什么？答：〔l〕兩輪齒廓由點開始接觸，接觸線由短變長，再變短，直到點接觸，再脫離嚙合，不象直齒圓柱齒輪傳動那樣沿整個齒寬突然接觸又突然脫離嚙合，而是逐漸進入嚙合逐漸脫離嚙合，這樣沖擊小噪音小，傳動平穩(wěn)?！?〕重合度大ε=εα+εβ。17.同齒數(shù)的變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，哪些尺寸變了，哪些尺寸不變，為什么？答：齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、分度圓、基圓、分度圓周節(jié)、全齒高不變，齒頂圓、齒根圓、分度圓齒厚、齒槽寬發(fā)生變了。原因：用標(biāo)準(zhǔn)齒輪刀具加工變位齒輪，加工方法不變，即正確嚙合條件不變，所以分度圓模數(shù)、壓力角不變。因而由公式可知分度圓、基圓不變，再有齒根高、齒頂高、齒根圓、齒項圓的計算，基準(zhǔn)是分度圓，在加工變位齒輪時，標(biāo)準(zhǔn)刀具中線假設(shè)從分度圓外移齒根高變小，齒根圓變大，而假設(shè)要保證全齒高不變那么齒頂高變大齒頂圓變大，因刀具外移在齒輪分度圓處的刀具齒厚變小，即被加工出的齒槽變小，又因為分度圓周節(jié)不變，齒厚變厚。18.一對斜齒輪的正確嚙合條件和連續(xù)傳動條件是什么？答：正確嚙合條件：mn1=mn2=mαn1=αn2=α。外嚙合β1=-β2內(nèi)嚙合β1=β2連續(xù)傳動條件：ε=εα+εβ≥1。19.什么是變位齒輪？答：分度圓齒厚不等于齒槽寬的齒輪及齒頂高不為標(biāo)準(zhǔn)值的齒輪稱為變位齒輪。加工中齒條刀具中線不與被加工齒輪的分度圓相切這樣的齒輪稱為變位齒輪。20..蝸輪蝸桿機構(gòu)的特點有哪些？答：(1)傳遞空間交錯軸之間的運動和動力，即空間機構(gòu)?！?)蝸輪蝸桿嚙合時，在理論上齒廓接觸是點接觸，但是蝸輪是用與蝸輪相嚙合的蝸桿的滾刀加出來的，實際為空間曲線接觸?！?〕蝸桿蝸輪的傳動比，用蝸桿的頭數(shù)〔線數(shù)〕參與計算?！?〕蝸桿的分度圓直徑不是頭數(shù)乘模數(shù)而是特性系數(shù)乘模數(shù)，即d1=qm〔5〕蝸輪蝸桿的中心距也是用特性系數(shù)參與計算。a＝m〔q＋Z2〕/2〔6〕可獲得大傳動比，蝸輪主動時自鎖。21.蝸輪蝸桿的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)面是哪個面；可實現(xiàn)正確嚙合條件是什么？答：〔1〕是主截面，即平行于蝸輪的端面過蝸桿的軸線的剖面稱之為主截面?！?〕正確嚙合條件：ma1=mt2=mαa1=αt2=αβ1+β2=900旋向相同22.為什么確定蝸桿的特性系數(shù)q為標(biāo)準(zhǔn)值？答：〔1〕有利于蝸桿標(biāo)準(zhǔn)化，減少了蝸桿的數(shù)目。〔2〕減少了加工蝸輪的蝸桿滾刀的數(shù)目。23.當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)的用途是什么？答：一對圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪用來研究圓錐齒輪的嚙合原理，如重合度和正確嚙合條件等，單個當(dāng)量齒輪用來計算不根切的最小齒數(shù)和用仿形法加工圓錐齒輪時用它來選擇刀具號及計算圓錐齒輪的彎曲強度。24.輪系可以分為三種：定軸齒輪系和周轉(zhuǎn)輪系〔根本類型〕，第三種是復(fù)合輪系。25：輪系的作用：1實現(xiàn)兩軸間遠(yuǎn)距離的運動和動力的傳動、2實現(xiàn)變速傳動、3實現(xiàn)換向傳動、4實現(xiàn)差速作用，5用做運動的合成和分解，6在尺寸及重量較小的條件下，實現(xiàn)大功率傳動。26.瞬心為互相作平面相對運動的兩構(gòu)件上,瞬時相對速度為零的點;也可以說,就是瞬時速度相等的重合點(即等速重合點).假設(shè)該點的絕對速度為零那么為絕對瞬心;假設(shè)不等于零那么為相對瞬心.27.機構(gòu)中各個構(gòu)件之間必須有確定的相對運動，因此，構(gòu)件的連接既要使兩個構(gòu)件直接接觸，又能產(chǎn)生一定的相對運動，這種直接接觸的活動連接稱為運動副。軸承中的滾動體與內(nèi)外圈的滾道，嚙合中的一對齒廓、滑塊與導(dǎo)軌〕，均保持直接接觸，并能產(chǎn)生一定的相對運動，因而都構(gòu)成了運動副。兩構(gòu)件上直接參與接觸而構(gòu)成運動副的點、線或面稱為運動副元素。28.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒輪幾何尺寸的計算公式分度圓直徑d1=mz1d2=mz2齒頂高h(yuǎn)a1=mha2=m齒根高h(yuǎn)f1=(+)mhf2=(+)m齒全高h(yuǎn)1=ha1+hf1=(2+)mh2=ha2+hf2=(2+)m齒頂圓直徑da1=d1+2ha1=(2+z1)mda2=d2+2ha2=(2+z2)m齒根圓直徑df1=d1-2hf1=(z1-2-2)mdf22=d2-2hf222=(z2-2-2)m基圓直徑db1=d1cosαdb2=d2cosα齒距p=πm

基(法)節(jié)pb=pcosα齒厚、齒槽寬

標(biāo)準(zhǔn)中心距頂隙c=m傳動比29.自由度：在平面運動鏈中，各構(gòu)件相對于某一構(gòu)件所需獨立運動的參變量數(shù)目，稱為運動鏈的自由度。它取決于運動鏈中活動構(gòu)件的數(shù)目以及連接各構(gòu)件的運動副類型和數(shù)目。平面運動鏈自由度計算公式：F=3n-2PL-PH〔1.1〕式中：F---運動鏈的自由度n---活動構(gòu)件的數(shù)目PL---低副的數(shù)目.PH---高副的數(shù)目。30.機械的自鎖：有些機械，就其結(jié)果情況分析，只要加上足夠大的驅(qū)動力，按常理就應(yīng)該能沿著有效驅(qū)動力的作用的方向運動，而實際上由于摩擦的存在，卻會出現(xiàn)無論這個驅(qū)動力如何增大，也無法使它運動的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為機械的自鎖。31.靜平衡：當(dāng)轉(zhuǎn)子(回轉(zhuǎn)件)的寬度與直徑之比〔寬徑比〕小于0.2時，其所有的質(zhì)量都可以看作分布在垂直于軸線的同一個平面內(nèi)。這種轉(zhuǎn)子的不平衡是因為其質(zhì)心位置不在回轉(zhuǎn)軸線上，且不平衡現(xiàn)象在轉(zhuǎn)子靜止時就能顯示出來，故稱為靜不平衡。其平衡條件是:不平衡慣性力的矢量和為零，即.或表示為:

消去得:

其中,叫做質(zhì)徑積它相對地表示了各質(zhì)量在同一轉(zhuǎn)速下離心慣性力的大小和方向.靜平衡又稱為單面平衡。32.機構(gòu)具有確定運動的條件：運動鏈和機構(gòu)都是由機件和運動副組成的系統(tǒng)，機構(gòu)要實現(xiàn)預(yù)期的運動傳遞和變換，必須使其運動具有可能性和確定性。由3個構(gòu)件通過3個轉(zhuǎn)動副聯(lián)接而成的系統(tǒng)就沒有運動的可能性。五桿系統(tǒng)，假設(shè)取構(gòu)件1作為主動件，當(dāng)給定角度時，構(gòu)件2、3、4既可以處在實線位置，也可以處在虛線或其他位置，因此，其從動件的位置是不確定的。但如果給定構(gòu)件1、4的位置參數(shù)，那么其余構(gòu)件的位置就都被確定下來。四桿機構(gòu)，當(dāng)給定構(gòu)件1的位置時，其他構(gòu)件的位置也被相應(yīng)確定。填空題1.每一個單獨制造的單元體為零件；2．每一個具有相同運動規(guī)律的單元體為構(gòu)件。3．機構(gòu)具有確定運動的條件為主動件數(shù)目等于機構(gòu)的自由度。4．一對標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪的實際中心距比標(biāo)準(zhǔn)中心距大1%，兩齒輪基圓半徑的反比不發(fā)生變化。5．測得某標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的全齒高等于18mm，那么模數(shù)應(yīng)為8mm。6、一平面鉸鏈四桿機構(gòu)尺寸：機構(gòu)d=44mm，搖桿c=40mm,連桿b=60mm曲柄a，搖桿c,機架d相鄰.當(dāng)該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)時。求a的變化范圍.a+60<44+40a<24mm7、一曲柄搖塊機構(gòu)的曲柄為主動件，行程速比系數(shù)K=1.65，求搖塊的擺角的大小ψ=θ=〔K—1〕180°/(K+1)=〔1.65—1〕180°/〔1.65+1〕=44.15°8.在斜齒圓柱齒輪傳動中，加大斜齒輪的螺旋角可以增加斜齒輪傳動的重合度9．一偏置直動平底從動件盤形凸輪機構(gòu)，平底與從動件運動方向垂直，凸輪為主動件，該機構(gòu)的壓力角=0°。10.在曲柄搖桿機構(gòu)中，為了提高機構(gòu)的傳力性能，應(yīng)該增大傳動角γ。11.漸開線直齒圓柱齒輪傳動的三個特點:相互作用力在一條直線上滿足定傳動比中心距變化不影響傳動比.12、飛輪的主要作用為減少速度波動。13、汽車實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的過程中，是等腰梯形機構(gòu)實現(xiàn)輪子與地面幾乎無滑動的轉(zhuǎn)向。14.圓盤類零件靜平衡的條件為∑Fi=0質(zhì)點的離心力之矢量和為零15.斜齒圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在法面上，當(dāng)量齒數(shù)為()16.在家用縫紉機中，采用曲柄搖桿機構(gòu)將腳的往復(fù)位置轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動。17.在周轉(zhuǎn)輪系中,假設(shè)自由度等于1,那么該周轉(zhuǎn)輪系又被稱為行星輪系.18、圓錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在大端上,當(dāng)量齒輪數(shù)為z/cosδ。19、直齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是模數(shù)相等壓力角相等。20.縫紉機踏板機構(gòu),會出現(xiàn)踩不動的現(xiàn)象，這是因為出現(xiàn)死點現(xiàn)象。21．在齒輪傳動中，標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m、α、h*a、c*為標(biāo)準(zhǔn)值且s=e=的齒輪。22.確定凸輪機構(gòu)棍子半徑rg時，滾子半徑應(yīng)該滿足rg≤0.8pmin條件。23.在自行車中,采用棘輪機構(gòu)實現(xiàn)可踩蹬與不踩蹬前行.24、設(shè)計一鉸鏈四桿函數(shù)生成或軌跡生成機構(gòu)時，其其設(shè)計變量分別為5;925、對于剛性長轉(zhuǎn)子，長徑比大于1.5，那么其動平衡的條件為慣性力之和等于0，慣性力矩之和等于0采用齒條刀具加工正變位直齒圓柱齒輪時，齒條刀具的分度線與輪坯的分度圓別離，而加工負(fù)變位齒輪時刀具的分度線與輪坯的分度圓相交。27.增大模數(shù)，直齒齒輪傳動重合度不變，增多齒數(shù)，齒輪傳動重合度增加。=B1B2/Pb28.在直齒圓柱齒輪傳動中，重合度εα=1.43，其單齒對工作區(qū)的長度為0.57pb。29.在凸輪機構(gòu)的從動件常用運動規(guī)律中,一次多項式運動規(guī)律具有剛性沖擊,二次多項式余弦運動規(guī)律具有柔性沖擊.30、當(dāng)曲柄滑塊機構(gòu)到達極限位置時，滑塊的速度v與加速度a的特征為v=0;a≠0。31、在曲柄滑塊機構(gòu)中，當(dāng)取連桿為機架時，可以得到搖塊機構(gòu)。32.等效構(gòu)件的位移、速度與角速度與機器中某一選定構(gòu)件的關(guān)系為一樣/相同。33．漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪圓柱齒輪傳動頂隙的作用為儲存、釋放潤滑油，存在制造誤差時確保正常安裝，升溫時有膨脹的空間。34.等效構(gòu)件上的等效力矩由什么原理得到：等效力矩所做的功率與機器中所有外力所做的功率相同。35.等效構(gòu)件上的等效轉(zhuǎn)動慣量由什么原理得到:等效轉(zhuǎn)動慣量所具有的動能與機器中所有構(gòu)件的動能相同。36.在重型自卸汽車實現(xiàn)自卸過程中,是曲柄搖塊機構(gòu)實現(xiàn)車廂翻轉(zhuǎn)卸貨與復(fù)位。選擇題1、槽輪機構(gòu)的運動系數(shù)k〔 A〕k=td/(2π)k=1/2—1/zA、小于1B、等于1C、小于1D、大于22、設(shè)計滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的輪廓曲線時，假設(shè)將滾子半徑加大，那么凸輪輪廓線上的各點的曲率半徑〔B〕A、一定變大B、一定變小C、不變D、可能變大也可能變小3.鉆床夾具夾緊工件以后，在鉆削過程中，不管切削阻力有多大，工件都不可能產(chǎn)生運動，這是因為鉆床夾具處于③①自鎖狀態(tài)②效率太低③死點位置④鉆床夾具本身就不能動4.在一個平面六桿機構(gòu)中，相對瞬心的數(shù)目是〔B〕A．15B.10C.5D.1N(N-1)/2-(N-1)5.漸開線直齒圓柱齒輪在基圓上的壓力角等于(①)①0°②15°③20°④25°6.在計算平面機構(gòu)自由度時,如果機構(gòu)中,兩構(gòu)件兩點之間距離………..(老師放速度太快沒跟上…….)….把這兩點連接起來,那么會帶來(D)A是具體情況而定B局部自由度C復(fù)合鉸鏈D虛約束7、在下面四種平面機構(gòu)中k=1的是〔DA、偏置曲柄搖桿B、擺動導(dǎo)桿C、曲柄搖桿D、正弦機構(gòu)8、斜齒圓柱齒輪面的嚙合面在〔B〕A、切于分度圓柱的平面里B、切于基圓柱的平面里C、切于齒根圓柱的平面里D、切于基圓柱的平面里9.在曲柄搖桿機構(gòu)中，假設(shè)只增大曲柄的長度，那么搖桿的擺角將CA不變B減小C加大D加大或不變10.在機構(gòu)設(shè)計中，引入局部自由度〔滾子〕的主要作用是〔D〕……B.……C.……D.減少運動過程中的磨損機械原理考試題一、〔10分〕單項選擇題〔從給出的A、B、C、D中選一個答案，每題1分〕1．由機械原理知識可知，自行車應(yīng)屬于。A機器B機構(gòu)C通用零件D專用零件2．平面運動副按其接觸特性，可分成。A移動副與高副B低副與高副C轉(zhuǎn)動副與高副D轉(zhuǎn)動副與移動副3．鉸鏈四桿機構(gòu)的壓力角是指在不計摩擦情況下作用與上的力與該力作用點速度間所夾的銳角。A主動件B連架桿C機架D從動件4．與連桿機構(gòu)相比，凸輪機構(gòu)最大的缺點是。A慣性力難于平衡B點、線接觸，易磨損C設(shè)計較為復(fù)雜D不能實現(xiàn)間歇運動5．盤形凸輪機構(gòu)的壓力角恒等于常數(shù)。A擺動尖頂推桿B直動滾子推桿C擺動平底推桿D擺動滾子推桿6．對心直動尖頂從動件盤形凸輪機構(gòu)的推程壓力角超過許用值時，可采用措施來解決。A增大基圓半徑B改變凸輪轉(zhuǎn)向C改用滾子從動件D減小基圓半徑7．齒數(shù)z=42，壓力角α=20°的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒外齒輪，其齒根圓基圓A大于B等于C小于D小于且等于8．漸開線直齒圓柱齒輪傳動的重合度是實際嚙合線段與的比值。A齒距B基圓齒距C齒厚D齒槽寬9．漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m、α、ha*、c*均為標(biāo)準(zhǔn)值，且分度圓齒厚齒槽寬的齒輪。A大于B等于C小于D小于且等于10．在單向間歇運動機構(gòu)中，的間歇回轉(zhuǎn)角在較大的范圍內(nèi)可以調(diào)節(jié)。A槽輪機構(gòu)B不完全齒輪機構(gòu)C棘輪機構(gòu)D蝸桿凸輪式間歇運動機構(gòu)二、〔10分〕試計算以下運動的自由度數(shù)?！布僭O(shè)有復(fù)合鉸鏈，局部自由度和虛約束，必須明確指出〕，打箭頭的為原動件，判斷該運動鏈?zhǔn)欠癯蔀闄C構(gòu)。三、一偏置曲柄滑塊機構(gòu)，主動件曲柄AB順時鐘回轉(zhuǎn)，滑塊C向左為工作行程，行程速比系數(shù)為K=1.1，滑塊形成S=40mm，偏距e=10mm。1．試合理確定其偏置方位，用圖解法設(shè)計該機構(gòu)，求曲柄AB、連桿BC，并畫出機構(gòu)草圖。2．試用解析法求其非工作形成時機構(gòu)的最大壓力角αmax。3．當(dāng)滑塊C為主動件時，畫出機構(gòu)的死點位置。4．當(dāng)要求偏置曲柄滑塊機構(gòu)尺寸不變的條件下，試串聯(lián)一個機構(gòu)，使輸出滑塊C的行程有所擴大〔不必計算尺寸，用草圖畫出方案即可〕。四、現(xiàn)需設(shè)計一偏心直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，設(shè)凸輪以等角速度ω1=1rad/s沿逆時鐘方向回轉(zhuǎn)，從動件向上為工作行程，從動件的行程為h=35mm，偏距e=10mm，滾子半徑rr=5mm，凸輪的推程運動角φ1=120°，回程運動角φ2=120°，近停運動角φ3=120°，推程段的許用壓力角[α]=30°。1．試根據(jù)在推程段從動件最大速度Vmax=200mm/s，位移S=20mm的條件下，確定凸輪的基圓半徑rb。2．合理確定從動件的偏置方位，用草圖畫出所設(shè)計的凸輪機構(gòu)。3．畫出凸輪從最低位置轉(zhuǎn)過φ=90°時，機構(gòu)的壓力角α及其位移S。五、〔22分〕〔一〕采用標(biāo)準(zhǔn)齒條刀具加工漸開線直齒圓柱齒輪，刀具齒形角α=20°，齒距為4πmm，加工時刀具移動速度v=60mm/s，輪坯轉(zhuǎn)動角速度為1rad/s。1．試求被加工齒輪的參數(shù)：模數(shù)m、壓力角α、齒數(shù)z，分度圓直徑d，基圓直徑db；2．如果刀具中心線與齒輪毛坯軸心的距離L=58mm，問這樣加工的齒輪是正變位還是負(fù)變位齒輪，變位系數(shù)是多少？〔二〕斜eq\o\ad(機械原理試卷答案,)填空及選擇〔每題1分，共20分〕零件、構(gòu)件、原動件-------------------------------------------------------------------3分搖桿連桿從動曲柄----------------------------------------------------------------3分模數(shù)相等，壓力角相等----------------------------------------------------------------1分Z/cosδ-----------------------------------------------------------------------------------1分蝸桿蝸輪皆可----------------------------------------------------------------------------1分摩擦角摩擦圓------------------------------------------------------------------------2分一定一定不一定一定----------------------------------------------------------1分飛輪調(diào)速器----------------------------------------------------------------------------2分曲柄滑塊齒輪齒條----------------------------------------------------------------2分解：------------------------------------------------------------------------------------------5分F=3×7－2×10－0＝1解：------------------------------------------------------------------------------------------8分AB＋BC＝AC2＝42.5BC－AB＝AC1＝20.5, ∴AB=11, BC=31.5解-------------------------------------------------------------10分它是滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)------------------------------2分如下圖------------------------------------------------2分如下圖------------------------------------------------2分如下圖------------------------------------------------2分如下圖------------------------------------------------2分五、解-------------------------------------------------------------15分1〕i12=z2/z1=2z1=142〕r1=1/2mz1=21mmr2=1/2mz2=42mm3〕cosα’=a/a’cosα=63/65cos20r’1=65/63r1r’2=65/63r24〕采用正傳動5〕S1=m(π/2+2x1tgα)六、解-------------------------------------------------------------------------------------------10分區(qū)分輪系----------------------------------------------------5分行星輪系分別計算----------------------------------------------------5分在中在中七、如下圖------------------------------------------------------------------------------------8分八、解--------------------------------------------------------------------------------------------9分Wd=0.5×π/6×300+π/6×300+0.5×2π/3×300=175π[W]=1/2Wd=87.5πJF=900[W]/δπ2n2=6.966九、解--------------------------------------------------------------------------------------------15分機械原理〔課程名〕期末考試試卷(A卷)〔閉卷〕一、填空選擇題〔共18分〕

1、(2分)對于繞固定軸回轉(zhuǎn)的構(gòu)件，可以采用的方法使構(gòu)件上所有質(zhì)量的慣性力形成平衡力系，到達回轉(zhuǎn)構(gòu)件的平衡。

2、(2分)漸開線圓錐齒輪的齒廓曲線是，設(shè)計時用上的漸開線來近似地代替它。

3、(2分)斜齒圓柱齒輪的重合度將隨著和的增大而增大。

4、〔4分〕在圖示a、b、c三根曲軸中，，并作軸向等間隔布置，且都在曲軸的同一含軸平面內(nèi)，那么其中軸已達靜平衡，軸已達動平衡。

5、〔2分〕反行程自鎖的機構(gòu)，其正行程效率，反行程效率。

A) B)C) D)6、(3分)圖示軸頸1在驅(qū)動力矩作用下等速運轉(zhuǎn)，為載荷，圖中半徑為的細(xì)線圓為摩擦圓，那么軸承2作用到軸頸1上的全反力應(yīng)是圖中所示的作用線。

1)A；2)B；3)C；4)D；5)E

7、(3分)以下圖兩對蝸桿傳動中，a圖蝸輪的轉(zhuǎn)向為。b圖蝸桿的螺旋方向為。

(請將所有答案寫在答題紙上)

二、〔10分〕試求圖示機構(gòu)的自由度，進行高副低代和結(jié)構(gòu)分析，并判別機構(gòu)級別。

三、〔10分〕圖示為一鉸鏈四桿機構(gòu)的運動簡圖、速度多邊形和加速度多邊形。要求：

(1)根據(jù)兩個矢量多邊形所示的矢量關(guān)系，標(biāo)出多邊形各桿所代表的矢量，并列出相應(yīng)的矢量方程；

(2)求出構(gòu)件2上速度為零的點以及加速度為零的點。

四、〔12分〕在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，各構(gòu)件的長度mm，mm，mm，mm。

〔1〕問該機構(gòu)是否有曲柄，如有，指明哪個構(gòu)件是曲柄；

〔2〕該機構(gòu)是否有搖桿，如有，用作圖法求出搖桿的擺角范圍；

〔3〕以AB桿為主動件時，該機構(gòu)有無急回性？用作圖法求出其極位夾角，并計算行程速度變化系數(shù)K；

〔4〕以AB桿為主動件，確定機構(gòu)的和。

五、〔10分〕如下圖，用一個偏心圓盤作凸輪，繞A軸轉(zhuǎn)動，該圓盤的幾何中心在O點。

〔1〕為減小從動件在推程中的壓力角，試確定凸輪的合理轉(zhuǎn)向；

〔2〕該圖是按比例畫出的，試在該圖上確定凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過時的機構(gòu)壓力角，并注明構(gòu)成角的兩矢量〔如v、或n-等〕的物理含義，并標(biāo)出從動件位移量s。六、〔16分〕在圖示行星輪系中,：,,,各輪的模數(shù)m=4mm，行星輪軸線與中心輪軸線之間的距離=120mm。試求：

(1)指出1、2輪的傳動類型，并說明理由；

(2)按不發(fā)生根切的條件定出,的大?。?/p>

(3)計算1、2兩輪的齒頂圓半徑,；

(4)指出3、4兩輪的傳動類型，并說明理由。七、〔12分〕圖示為卷揚機傳動機構(gòu)簡圖，各輪齒數(shù)：試計算確定：

〔1〕傳動比？

〔2〕當(dāng)時，,并確定轉(zhuǎn)動方向。

〔3〕由于工作需要從軸5輸出運動，試確定?,并確定轉(zhuǎn)動方向。

八、〔12分〕一機器作穩(wěn)定運動，其中一個運動循環(huán)中的等效阻力矩與等效驅(qū)動力矩的變化線如圖示。機器的等效轉(zhuǎn)動慣量J=1kg，在運動循環(huán)開始時，等效構(gòu)件的角速度20rad/s，試求：

(1)等效驅(qū)動力矩Md；

(2)等效構(gòu)件的最大、最小角速度與；并指出其出現(xiàn)的位置；確定運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)；

(3)最大盈虧功;

(4)假設(shè)運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)，那么應(yīng)在等效構(gòu)件上加多大轉(zhuǎn)動慣量的飛輪？機械原理試卷〔B〕一、填空題〔8分〕〔將正確的答案填在題中橫線上方空格處〕。

1、(4分)凸輪機構(gòu)中的從動件速度隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的線圖如下圖。在凸輪轉(zhuǎn)角處存在剛性沖擊，在處，存在柔性沖擊。2、(4分)在以下圖兩對蝸桿傳動中，a圖蝸輪的轉(zhuǎn)向為。b圖蝸桿的螺旋方向為。二、是非題〔用“Y”表示正確，“N”表示錯誤填在題末的括號中〕。(每題2分,共6分)

1、用齒輪滾刀加工一個漸開線直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪，如不發(fā)生根切那么改用齒輪插刀加工該標(biāo)準(zhǔn)齒輪時，也必定不會發(fā)生根切。---------()

2、機器穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的含義是指原動件(機器主軸)作等速轉(zhuǎn)動。-------------〔〕3、三、試求以下各題。(本大題共2小題，總計30分)

1、(本小題15分)如下圖為一對外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動，、分別為主動輪1和從動輪2的角速度，、為兩輪的基圓半徑；、為兩輪的頂圓半徑，、為兩輪的節(jié)圓半徑。試在圖中標(biāo)出理論嚙合線、實際嚙合線;嚙合角和齒廓在頂圓上的壓力角、。2、(本小題15分)圖示一行星輪系起吊裝置。給定各輪的傳動比為，i12=，，m，各輪質(zhì)心均在相對轉(zhuǎn)動軸線上，J1=J2=0.001kg,J4=0.016,J5=1.6，kg，重物W=100N，鼓輪半徑R=0.1m，試求：

(1)以輪1為等效構(gòu)件時的等效轉(zhuǎn)動慣量；

(2)使重物等速上升，在輪1上應(yīng)施加多大的力矩Md?(計算中不計摩擦)

(3)所加力矩的方向如何？四、(16分)在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，最短桿a=100mm，最長桿b=300mm，c=200mm。〔1〕假設(shè)此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，試求d的取值范圍；〔2〕假設(shè)以a為原動件，當(dāng)d=250mm時，用作圖法求該機構(gòu)的最小傳動角的大小。五、計算題〔列出計算公式，計算出題目所要求解的有關(guān)參數(shù)〕。(本大題20分)

在圖示對心直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)中，凸輪的實際廓線為一個圓，圓心在A點，其半徑mm，凸輪繞軸心線O逆時針方向轉(zhuǎn)動，mm，滾子半徑rr=10mm，試問：〔1〕該凸輪的理論廓線為何種廓線？〔2〕基圓半徑r0為多少？〔3〕從動件的行程h為多少？〔4〕推程中的最大壓力角為多少？〔5〕假設(shè)把滾子半徑改為rr=15mm，從動件的運動規(guī)律有無變化？為什么？六、計算題〔列出計算公式，計算出題目所要求解的有關(guān)參數(shù)〕。(本大題20分)

圖示輪系中，各輪齒數(shù)分別為，，，。試求輪7的轉(zhuǎn)速及其轉(zhuǎn)向。一、填空題傳動角越大，那么機構(gòu)傳力性能越好。外嚙合平行軸斜齒輪的正確嚙合條件為：。二、簡答題〔每題5分，共25分〕1、何謂三心定理？答：三個彼此作平面運動的構(gòu)件的三個瞬心必位于同一直線上。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(gòu)件中的內(nèi)應(yīng)力，降低機械效率和使用壽命，而且會引起機械及其根底產(chǎn)生強迫振動。鉸鏈四桿機構(gòu)在死點位置時，推動力任意增大也不能使機構(gòu)產(chǎn)生運動，這與機構(gòu)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(gòu)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(zhuǎn)中心，而不能使從動件轉(zhuǎn)動，出現(xiàn)了頂死現(xiàn)象。死點本質(zhì)：驅(qū)動力不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。機械自鎖指：機構(gòu)的機構(gòu)情況分析是可以運動的，但由于摩擦的存在，卻會出現(xiàn)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。棘輪機構(gòu)與槽輪機構(gòu)均可用來實現(xiàn)從動軸的單向間歇轉(zhuǎn)動，但在具體的使用選擇上，又有什么不同？答：棘輪機構(gòu)常用于速度較低和載荷不大的場合，而且棘輪轉(zhuǎn)動的角度可以改變。槽輪機構(gòu)較棘輪機構(gòu)工作平穩(wěn)，但轉(zhuǎn)角不能改變。簡述齒廓嚙合根本定律。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(gòu)自由度?！?0分〕11234ABC其中A、B、C處各有一個轉(zhuǎn)動副；A處有一個移動副；即；所以該機構(gòu)自由度為：3、試求機構(gòu)在圖示位置的全部瞬心?！?分〕AP12AP12BCP34P24P2312314P14∞c’c'’〔1〕P12、P23、P34可直接判斷獲得，分別在A、B、C點處。〔2〕構(gòu)件1、4組成移動副，所以P14在垂直導(dǎo)路的無窮遠(yuǎn)處?！?〕求P13？構(gòu)件1、3非直接接觸，采用三心定理。P13在構(gòu)件1、2、3形成的三個瞬心構(gòu)成的直線上，即直線AB上P13同時也在構(gòu)件1、3、4形成的三個瞬心構(gòu)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(dāng)AB垂直BC時，AB//c’c’’，此時，P13在垂直BC的無窮遠(yuǎn)處。〔4〕求P24？構(gòu)件2、4非直接接觸，采用三心定理。P24在構(gòu)件1、2、4形成的三個瞬心構(gòu)成的直線上，即直線AB上P24同時也在構(gòu)件2、3、4形成的三個瞬心構(gòu)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。圖示的輪系中，各輪齒數(shù)為，。假設(shè)軸A按圖示方向以1250r/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，軸B按圖示方向以600r/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，試確定軸C的轉(zhuǎn)速大小和方向?！?5分〕答：齒輪1、2、2’、3、4組成行星輪系局部；齒輪4、5、6組成定軸輪系局部； 其中行星輪系局部的傳動比：〔1〕定軸輪系局部：〔2〕 由圖中可知：〔3〕由式1、2、3式聯(lián)立可得：〔方向同1、6〕四、設(shè)計題〔10分〕試設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)，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(gòu)的極位夾角 作圖步驟：作作以交點O為圓心，過C1、C2作圓。那么曲柄的軸心A應(yīng)在圓弧上。作一直線與C1C2平行，其間的距離等于偏距e，那么此直線與上述圓弧的交點即為曲柄軸心A的位置。當(dāng)A點確定后，曲柄和連桿的長度a、b也就確定了 6〕作機構(gòu)AB’C’位置，圖中量得試題2壓力角越大，那么機構(gòu)傳力性能越差。機構(gòu)處于死點位置時，其傳動角為0度。二、簡答題〔每題5分，共25分〕4、何謂在四桿機構(gòu)中的死點？答： 在四桿機構(gòu)中，“死點”指以搖桿或滑塊為主動件，曲柄為從動件，那么連桿和曲柄處于共線位置時，機構(gòu)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(zhuǎn)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(gòu)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：傳動效率高傳動比恒定結(jié)構(gòu)緊湊可靠、命長缺點：制造、安裝精度要求較高不適于大中心距傳動使用維護費用較高。三、計算題〔共45分〕2、試求機構(gòu)在圖示位置的全部瞬心?！?分〕AAP12BC圖3-1b)P34P24P132314P14∞P23∞A’xyy’zz’3、一漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合圓柱齒輪機構(gòu)，其模數(shù)，中心距，傳動比，試計算該齒輪機構(gòu)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〕?！?0分〕答：該圓柱齒輪機構(gòu)的傳動比：得：兩輪的分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑：齒厚：4、標(biāo)出圖示位置時凸輪機構(gòu)的壓力角，凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90度后推桿的位移?！?0分〕所求壓力角為：15度所求推桿的位移為：123.83mm5、在圖示的輪系中，各輪的齒數(shù)，且各輪均為正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)齒輪，各齒輪的模數(shù)相同。當(dāng)輪1以900r/min按按圖示方向轉(zhuǎn)動時，求輪6轉(zhuǎn)速的大小和方向。〔15分〕答：利用右手定那么得：蝸輪轉(zhuǎn)向為：輪6、5、4、3、2組成行星輪系局部；輪1、2組成定軸輪系局部； 其中行星輪系局部的傳動比：〔1〕定軸輪系局部：〔2〕由式1、2與參數(shù)聯(lián)立可得：方向與蝸輪相同。四、設(shè)計題〔10分〕設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)?；瑝K的行程s=50mm，偏距e=16mm，行程速度變化系數(shù)K=1.2，求曲柄和連桿的長度。解：1〕極位夾角2〕量得AC1=34mm；AC2=82mm3〕曲柄長：連桿長度：中南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育課程考試復(fù)習(xí)題及參考答案機械原理一、填空題：1.機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的自由度數(shù)等于。2.同一構(gòu)件上各點的速度多邊形必于對應(yīng)點位置組成的多邊形。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地表示。4.機械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型是具有，其上作用有的等效構(gòu)件。5.無急回運動的曲柄搖桿機構(gòu)，極位夾角等于，行程速比系數(shù)等于。6.平面連桿機構(gòu)中，同一位置的傳動角與壓力角之和等于。7.一個曲柄搖桿機構(gòu)，極位夾角等于36o，那么行程速比系數(shù)等于。8.為減小凸輪機構(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)律運動時，在運動階段的前半程作運動，后半程作運動。10.增大模數(shù)，齒輪傳動的重合度；增多齒數(shù)，齒輪傳動的重合度。11.平行軸齒輪傳動中，外嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相，內(nèi)嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相。12.輪系運轉(zhuǎn)時，如果各齒輪軸線的位置相對于機架都不改變，這種輪系是輪系。13.三個彼此作平面運動的構(gòu)件共有個速度瞬心，且位于。14.鉸鏈四桿機構(gòu)中傳動角為，傳動效率最大。15.連桿是不直接和相聯(lián)的構(gòu)件；平面連桿機構(gòu)中的運動副均為。16.偏心輪機構(gòu)是通過由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而來的。17.機械發(fā)生自鎖時，其機械效率。18.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡的條件是。19.曲柄搖桿機構(gòu)中的最小傳動角出現(xiàn)在與兩次共線的位置時。20.具有急回特性的曲桿搖桿機構(gòu)行程速比系數(shù)k1。21.四桿機構(gòu)的壓力角和傳動角互為，壓力角越大，其傳力性能越。22.一個齒數(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)計蝸桿傳動時蝸桿的分度圓直徑必須取值，且與其相匹配。24.差動輪系是機構(gòu)自由度等于的周轉(zhuǎn)輪系。25.平面低副具有個約束，個自由度。26.兩構(gòu)件組成移動副，那么它們的瞬心位置在。27.機械的效率公式為，當(dāng)機械發(fā)生自鎖時其效率為。28.標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后模數(shù)，齒厚。29.曲柄搖桿機構(gòu)出現(xiàn)死點，是以作主動件，此時機構(gòu)的角等于零。30.為減小凸輪機構(gòu)的壓力角，可采取的措施有和。31.在曲柄搖桿機構(gòu)中，如果將桿作為機架，那么與機架相連的兩桿都可以作____運動，即得到雙曲柄機構(gòu)。32.凸輪從動件作等速運動時在行程始末有性沖擊；當(dāng)其作運動時，從動件沒有沖擊。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.交錯角為90的蝸輪蝸桿傳動的正確嚙合條件是、、。36.具有一個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為輪系，具有兩個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為________________輪系。二、簡答題：1．圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，lAB=55mm，lBC=40mm，lCD=50mm，lAD=25mm。試分析以哪個構(gòu)件為機架可得到曲柄搖桿機構(gòu)？〔畫圖說明〕2．判定機械自鎖的條件有哪些？3．轉(zhuǎn)子靜平衡和動平衡的力學(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？6．凸輪實際工作廓線為什么會出現(xiàn)變尖現(xiàn)象？設(shè)計中如何防止？7．漸開線齒廓嚙合的特點是什么？8．何謂根本桿組？機構(gòu)的組成原理是什么？9．速度瞬心法一般用在什么場合？能否利用它進行加速度分析？10．移動副中總反力的方位如何確定？11．什么是機械的自鎖？移動副和轉(zhuǎn)動副自鎖的條件分別是什么？12．凸輪輪廓曲線設(shè)計的根本原理是什么？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？15．什么是傳動角？它的大小對機構(gòu)的傳力性能有何影響？鉸鏈四桿機構(gòu)的最小傳動角在什么位置？16．機構(gòu)運動分析當(dāng)中的加速度多邊形具有哪些特點？17．造成轉(zhuǎn)子動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．凸輪機構(gòu)從動件的運動一般分為哪幾個階段？什么是推程運動角？20．什么是重合度？其物理意義是什么？增加齒輪的模數(shù)對提高重合度有無好處？21．什么是標(biāo)準(zhǔn)中心距？一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？三、計算與作圖題：1.計算圖示機構(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。2．求圖示機構(gòu)的全部瞬心和構(gòu)件1、3的角速度比。3．用圖解法設(shè)計一曲柄滑塊機構(gòu)?；瑝K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和連桿長度lBC。4．曲柄搖桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K＝1.25，搖桿長lCD=40mm，搖桿擺角Ψ=60o,機架長lAD=55mm。作圖設(shè)計此曲柄搖桿機構(gòu)，求連桿和曲柄的長度。5．一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，齒數(shù)Z1＝24，Z2＝64，模數(shù)m＝6mm，安裝的實際中心距a’＝265mm。試求兩輪的嚙合角a’，節(jié)圓半徑r1’和r2’。6．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.計算圖示機構(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．取一機器的主軸為等效構(gòu)件，主軸平均轉(zhuǎn)速nm=1000r/min，在一個穩(wěn)定運動循環(huán)〔2〕中的等效阻力矩Mer如下圖，等效驅(qū)動力矩Med為常數(shù)。假設(shè)不計機器中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，試求：當(dāng)主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)＝0.05時，應(yīng)在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF。9．設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，搖桿長度為40mm，擺角為40度，行程速比系數(shù)K為1.4，機架長度為連桿長度與曲柄長度之差，用作圖法求各個桿件的長度。10．設(shè)計如題圖所示鉸鏈四桿機構(gòu)，其搖桿CD的長度lCD＝75mm，行程速度變化系數(shù)k＝1.5，機架AD的長度lAD＝100mm，搖桿的一個極限位置與機架的夾角φ＝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,=20。，計算其分度圓直徑、基圓直徑、齒距、齒頂圓直徑及齒頂圓上的壓力角。12．如圖，z1=6，z2=z2,=25，z3=57，z4=56，求i14？13.計算圖示機構(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及機架3作用給推桿2的總反力R12及R32的方位〔不計重力和慣性力，虛線小圓為摩擦圓〕。15．請在圖中畫出一個死點位置、最小傳動角的位置以及圖示位置的壓力角。16．機構(gòu)行程速度變化系數(shù)k＝1.25，搖桿長度lCD＝400mm,擺角Ψ＝30°，機架處于水平位置。試用圖解法設(shè)計確定曲柄搖桿機構(gòu)其他桿件的長度。17．一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的中心距a=196mm，傳動比i=3.48，小齒輪齒數(shù)Z1=25。確定這對齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑d1、d2；齒頂圓直徑da1、da2；齒根圓直徑df1、df2?！?0分〕18．在圖示復(fù)合輪系中，各齒輪的齒數(shù)如括弧內(nèi)所示。求傳動比。參考答案一、1．原動件數(shù)目2．相似于3．質(zhì)徑積4．等效轉(zhuǎn)動慣量，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．機架；低副16．?dāng)U大轉(zhuǎn)動副半徑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；機架20．大于21．余角；差22．z/cos3β23．標(biāo)準(zhǔn)值；模數(shù)24．225．2；126．垂直移動路線的無窮遠(yuǎn)處27．η=輸出功/輸入功=理想驅(qū)動力/實際驅(qū)動力；小于等于028．不變；增加29．搖桿；傳動角30．增加基圓半徑；推桿合理偏置31．最短；整周回轉(zhuǎn)32．剛性；五次多項式或正弦加速度運動33．分度圓；20034．不變；增加35．mt2=mx1=m；αt2=αx1=α；γ1=β236．行星；差動二、1．作圖〔略〕最短桿鄰邊AB和CD。2．1)驅(qū)動力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)；2〕機械效率小于或等于03〕工