《機械原理》考研復習

機械原理考研復習

緒論部分

基本內(nèi)容：

1.機械手統(tǒng)的概念及其組成；

2.運動副：

低副：通過面接觸的運動副，如轉(zhuǎn)動副、移動副。

高副：通過點或線接觸的運動副，如齒輪副、凸輪副。

3.機器、機構(gòu)及其作用

典型考題：

1.由機械原理知識可知，手表應屬于—A—。

A機器B機構(gòu)C通用零件D專用零件

2.—B_是構(gòu)成機械的最小單元，也是制造機械時的最小單元。

A.機器B.零件C.構(gòu)件D.機構(gòu)。

3.平面運動副按其接觸特性，可分為—B—。

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

4.機構(gòu)中的構(gòu)件是由一個或多個零件所組成，這些零件間_B—產(chǎn)生相對運

動。

A.可以B.不能C.不一定能

5.機構(gòu)是由構(gòu)件和零件兩個要素組成。（運動副）（F）

6.運動副是機構(gòu)中兩構(gòu)件直接接觸的可動聯(lián)接。（T）

第一章：平面機構(gòu)具有確定運動的條件

基本內(nèi)容：

1.平面機構(gòu)具有確定運動的條件

（1）可動性；（2）機構(gòu)原動件的數(shù)目必須等于機構(gòu)的自由度數(shù)目。

2.機構(gòu)自由度的計算（主要要考慮復合較鏈、局部自由度、虛約束）。

典型考題：

概念題

1、機構(gòu)的自由度就是構(gòu)件的自由度。（F）

2、一切自由度不為1的機構(gòu)，其各構(gòu)件之間都不可能具有確定的相對運動。

計算題：

三、（8分）計算下圖所示機構(gòu)的自由度。打箭頭的為主動件，若圖中含有局

部自由度、復合較鏈和虛約束等情況時，應具體指出，并判斷機構(gòu)是否具有確

定的運動。

I

n=7,Pi=9;Ph=l

F=3n—2PL-Ph=3X7-2X9-1=2

B處為局部自由度；E處為復合較鏈

不具有確定的運動

n=7,PL=9;Ph=2

F=3n-2PL-Ph=3X7-2X9-2=1

B處為局部自由度；E處虛約束；H處為復合錢鏈

具有確定的運動

n=6,PL=8;Ph=l

F=3n-2PL-Ph=3X6—2X8-1=1

B處為局部自由度；E處虛約束；H處為復合錢鏈

具有確定的運動

n=5,Pi.=6;Ph=2

F=3n-2PL-Ph=3X5-2X6-2=1

具有確定的運動

n=4,PL=4;Ph=2

F=3n-2PL-Ph=3X4-2X4-2=2

具有確定的運動，如果在凸輪上再給一個輸入作為原動件,可以使系統(tǒng)具有確定

的運動.

第二章平面連桿機構(gòu)

基本內(nèi)容：

1.四桿機構(gòu)的基本形式

2.判斷四桿機構(gòu)的類型和方法;

3.平面四桿機構(gòu)具有急回特性的條件；

4.最小傳動角的計算，學會判斷曲柄的轉(zhuǎn)向；

5.機構(gòu)的“死點”問題；

5.平面機構(gòu)的設(shè)計，重點按行程速度變化系數(shù)設(shè)計。

典型考題:

概念題

1.錢鏈四桿機構(gòu)的壓力角是指在不計摩擦情況下連桿作用于_D_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

2.與連桿機構(gòu)相比，凸輪機構(gòu)最大的缺點是_B-o

A慣性力難以平衡B點、線接觸，易磨損

C設(shè)計較為復雜D不能實現(xiàn)間歇運動

3.曲柄搖桿機構(gòu)的死點發(fā)生在_C_位置。

A.主動桿與搖桿共線B.主動桿與機架共線

C.從動桿與連桿共線D.從動桿與機架共線

4.偏心輪機構(gòu)是由錢鏈四桿機構(gòu)_A演化而來的。

A.擴大轉(zhuǎn)動副B.取不同的構(gòu)件為機架

C.化轉(zhuǎn)動副為移動副D.化低副為高副

8、錢鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的必要條件是最短桿與最長桿長度之和小于或等于其

他兩桿之和，而充分條件是取A為機架。

A.最短桿或最短桿相鄰邊B.最長桿；C.最短桿的對邊。

/)

(T

3、偏心輪機構(gòu)是由曲柄搖桿機構(gòu)演化而來的。\

z

/T

(

4、在四桿機構(gòu)中，取最長桿作為機架，則可得到雙搖桿機構(gòu)。\

z\

(F

5、在曲柄搖桿機構(gòu)中，空回行程比工作行程的速度要慢。\7

6、在轉(zhuǎn)動副和移動副中都存在復合錢鏈。(

\

F)

7、曲柄搖桿機構(gòu)的行程速比系數(shù)K不可能等于1。/

()

8、圖示機構(gòu)中，當箭頭所示構(gòu)件為原動件時，該機構(gòu)存在死點。F

(

T

5.平面連桿機構(gòu)其有急回特性的條件是：_原動件作等角速度整周運動一

輸出件具有正反行程的往復運動.，極位夾角不等于零.。

6.試求所示機構(gòu)當前位置的壓力角（標有箭頭的構(gòu)件為主動件）：并試問機構(gòu)在運動中，（a）、

(b)、(c)、三種機構(gòu)哪個機構(gòu)的壓力角為常數(shù)？

計算題：

一、在曲柄搖桿機構(gòu)中，曲柄為主動件，轉(zhuǎn)速〃1=60rpm,且已知曲柄長，8=50mm,

連桿長，8c=70mm,搖桿長/a)=80mm,機架長&,=90mm,要求搖桿工作行程的平均

角速度小于空回行程的平均角速度，

(1)按比例作出機構(gòu)簡圖；

(2)用作圖法求出搖桿的極限位置、極位夾角6,并進而求出行程比系數(shù)K；

(3)在圖上標出滿足搖桿有急回特性的曲柄和搖桿的工作行程方向；

(4)搖桿的工作行程需要多少時間？

二、已知曲柄搖桿機構(gòu)ABCD的搖桿長其擺角-=45°,搖桿的左極限位

置為鉛垂位置，固定較鏈A、D同在水平線上，行程速比系數(shù)K=1.4,

(1)試用圖解法確定機架AD、曲柄AB及連桿BC的長度；

(2)若搖桿CD以順時針方向擺動為工作行程，為了保證搖桿CD回程速度比工作

行程速度快，試確定曲柄AB的合理轉(zhuǎn)動方向？

(注意：題二圖為示意圖)

三、已知一偏置曲柄滑塊機構(gòu)，主動件曲柄AB順時針回轉(zhuǎn)，滑塊C向左為工作行程，行

程速比系數(shù)K=l.l,滑塊行程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)，求出曲柄AB、連桿BC,并畫出機構(gòu)

草圖。

2.試用解析法求其非工作行程時機構(gòu)的最大壓力角amax

3.當滑塊C為主動件時，畫出機構(gòu)的死點位置

四、機構(gòu)傳動出現(xiàn)的''死點”對設(shè)計人員來說是個棘手的問題，試分析以下圖示

機構(gòu)

（1）哪個構(gòu)件為主動件時機構(gòu)會出現(xiàn)死點；

（2）圖示機構(gòu)是如何實現(xiàn)無死點的。

答案：（1）滑塊C為主動件時機構(gòu)會出現(xiàn)死點；（2）利用滑塊C'的慣性作用

可避開死點。

2.將'10kg的重物向上舉升35mm后急速返回可采用何種機構(gòu)？（說出機構(gòu)名

稱即可）

答案：偏置曲柄滑塊機構(gòu)

第三章凸輪機構(gòu)

基本內(nèi)容：

1.凸論機構(gòu)的基本類型

2.從動件的運動規(guī)律（四種），沖擊情況，實用范圍；

3.基本尺寸的計算公式，偏距的確定，基圓半徑餓確定;

4.凸輪輪廓曲線設(shè)計，幾何法；

5.滾子從動件凸輪設(shè)計。

典型考題：

概念題

1.—c一盤形凸輪機構(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

2.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_A措施來

解決。

A增大基圓半徑B改用滾子從動件

C改變凸輪轉(zhuǎn)向D減小基圓半徑

3.在凸輪機構(gòu)中，從動件作正弦加速運動規(guī)律時是會產(chǎn)生柔性沖擊的。（F）

4.滾子從動件凸輪機構(gòu)中，為了避免出現(xiàn)運動失真和應力集中，滾子半徑應小

于或等于理論輪廓曲線的最小曲率半徑。（F）

4.滾子從動件盤形凸輪的壓力角必須在實際輪廓曲線上度量。（F）

5.所有平底直動從動件凸輪機構(gòu)，其壓力角均為0°。（F）

在于

計算題：

一、圖示為一偏置滾子移動從動件凸輪的初始位置，凸輪為一偏心圓盤，圓盤的幾何中心（圓

心）為A,凸輪轉(zhuǎn)動中心為O,試直接在圖上作出：

（1）理論輪廓曲線及凸輪的基圓半徑與;

（2）當從動件遠離凸輪轉(zhuǎn)動中心作為其工作行程，試標出凸輪的合理轉(zhuǎn)向；簡單說明

為什么要取這樣的轉(zhuǎn)向？

用反轉(zhuǎn)法標出凸輪轉(zhuǎn)過90°時從動件移動的位移S及該位置的機構(gòu)壓力角a。（注意：不用

反轉(zhuǎn)法者不得分）

二、下圖所示為一偏置滾子移動從動件盤形凸輪機構(gòu)。凸輪為一偏心圓盤（圓心為A,轉(zhuǎn)動

中心為O）,試在圖上作出：

（1）凸輪的理論輪廓和基圓（標明基圓半徑%）；

（2）該凸輪機構(gòu)的初始位置機構(gòu)圖；

（3）當從動件遠離凸輪轉(zhuǎn)動中心作為其工作行程，試標出凸輪的合理轉(zhuǎn)向；

（4）試標出圖示位置時從動件位移s和機構(gòu)壓力角a,以及凸輪從初始位置轉(zhuǎn)過的

角度夕；

（5）其他條件不變：（a）若改變凸輪轉(zhuǎn)向，從動件的運動規(guī)律是否改變？為什么？

（b）若凸輪的偏距變?yōu)?,從動件的運動規(guī)律是否改變？為什么？

三、有一偏置滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，其凸輪為一半徑R=35mm的偏心圓盤，圓盤幾何

中心在0點，它繞定軸A等角速度逆時針轉(zhuǎn)動。0A=15mm,滾子半徑r「=5mm,為減小

從動件在工作行程中的最大壓力角，采用偏置從動件，其偏距e=10mm。

1.試按1：1畫出凸輪機構(gòu)。

2.若從動件遠離凸輪轉(zhuǎn)動中心為工作行程，試合理確定從動件的偏置方位。

3.試畫出基圓，求出凸輪從最低點轉(zhuǎn)過90。時從動件的位移S,并在圖上標出此時的壓

力角a。

第四章齒輪機構(gòu)

典型考題：

概念題

1.按給定角速度傳遞兩平行軸回轉(zhuǎn)運動的一對齒輪，其齒廓應該滿足的條件為:

兩齒廓每一瞬時接觸點的—公法線—必須通過一兩回轉(zhuǎn)中心連線上的—給定的

點，這一定點為一節(jié)點___o

2.漸開線齒輪齒條嚙合時，其齒條相對齒輪作遠離圓心的平移時，其嚙合角—

B_o

A.加大B.不變C.減小D.不能確定

3.用齒條型刀具加工*=20°、，/za*n=1、￡=30°的斜齒圓柱齒輪時不產(chǎn)生根

切的最少數(shù)是Bo

A.17B.14C.12D.18

4.漸開線在—B—上的壓力角、曲率半徑最小。

A.根圓B.基圓C.分度圓D.齒頂圓

5.兩漸開線齒輪的齒形相同，則—A—

A.它們的模數(shù)一定相等B.它們一定滿足正確嚙合條件

C.它們的基圓的壓力角一定相等

6.在一對漸開線直齒圓柱齒輪傳動時，齒廓接觸處所受的法向作用力方向

Co

A.不斷變化B.不能確定C.保持不變

7.直齒錐齒輪的標準模數(shù)和標準壓力角在_C_上。

A端面B軸面C大端D小端

8.漸開線直齒圓柱齒輪傳動的重合度是實際嚙合線段與_B的比值。

A齒距B基圓齒距C齒厚D齒槽寬

9.漸開線標準齒輪是指m、a、h*a、c*均為標準值，且分度圓齒厚_C一齒

槽寬的齒輪。

A小于B大于C等于D小于且等于

10.無論是標準齒輪與齒條嚙合，還是變位齒輪與齒條嚙合，齒條的速度都等

于齒輪分度圓的圓周速度。(T)

11.斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是兩輪模數(shù)相等，兩輪壓力角相等。(F)

12.漸開線齒廓上各點具有不同的壓力角，離開基圓愈遠，壓力角愈小。

(F)

計算題：

一、一對正確安裝的外嚙合漸開線標準直圓柱齒輪，齒數(shù)Z|=19,Z2=42,模數(shù)m=5mm,

壓力角a=20°,齒高系數(shù)4*=1,C*=0.25,

(1)試計算這對齒輪的基圓半徑5、52；齒頂圓半徑%、“；節(jié)圓半徑斗、弓及

標準中心距a；

(2)若這對齒輪的安裝中心距a比標準中心距a加大2mm,求其節(jié)圓半徑小、r2；嚙

合角a及頂隙c；并用作圖法求出實際嚙合線的長度，進而求出重合度之。(18

分)

二、在下圖所示的齒輪機構(gòu)中，已知各直齒圓柱齒輪模數(shù)加=2,勿77,齒數(shù)

Z,=15,Z2=32,Z2=18,Z3=30,壓力角a=20,齒頂高系數(shù)%=1,頂隙系數(shù)

C*=0.25。

(1)齒輪2'、3為標準齒輪傳動，試計算這對齒輪的分度圓直徑d,.、德；基圓直

徑，2，、"方3；齒頂直徑d*、4B；齒根圓直徑4/2、dQ；

(2)要求齒輪1、3的軸線重合，齒輪1、2應選什么傳動類型？

(3)若齒輪1、2改為斜齒輪傳動來湊中心距，當齒數(shù)、模數(shù)不變時，斜齒輪的螺旋

角為多少？

(4)當用范成法來加工齒數(shù)馬=15的斜齒輪1時，是否會產(chǎn)生根切？說明理由。

三、采用標準齒輪條刀加工漸開線直齒圓柱齒輪。已知刀具齒形角a=20。，齒距為47tmm,

加工時刀具移動速度v=60mm/s,齒坯轉(zhuǎn)動角速度co=lrad/s。

1.試求被加工齒輪的參數(shù)：模數(shù)m、壓力角a、齒數(shù)z,分度圓直徑d、基

圓直徑db.齒根圓直徑df。

2.如果刀具中線與齒輪毛坯軸心的距離為L=58mm,被這樣加工出來的齒

輪是正變位還是負變位齒輪，變位系數(shù)是多少？分度圓齒厚S是多少？

四、已知斜齒輪傳動齒數(shù)Z|=20,Z2=40,模數(shù)mn=8mm,壓力角a=20°,齒寬B=30mm,

中心距a=250tnm,試求其螺旋角0。

五、

1.已知一對標準齒輪zi=24,Z2=96,/n=4mm,a=20°,/ia*=Lc*=0.25。

1)試計算大小齒輪的分度圓直徑d\,d2；齒頂圓直徑dal,da2,并用圖解

法求出重合度￡o

2)若這對齒輪使用日久磨損嚴重需要修復，按磨損情況，擬將小齒輪報廢,

重新制作小齒輪，而大齒輪進行修復，已知修復后的大齒輪的齒頂圓要減小

4mm,試確定這對齒輪修復時的變位系數(shù)Xi,X2.

答案：

(1)齒頂圓直徑ch,=104mmda2=392mm

(2)等移距變位；大齒輪負變位；小齒輪正變位

變位系數(shù)x2;da2=zm+2為a*ill=392mm

-2x2m=4x2=-0.5mmx,=0.5im

2.某傳動裝置采用一對標準直齒圓柱齒輪，齒輪參數(shù)zi=20,Z2=54,

m=4mm,加工時誤將箱體孔距鍵大為〃=150mm,齒輪尚末加工。

當采用斜齒圓柱齒輪進行補救時，求出其螺旋角

答案：將齒輪改為斜齒輪，使中心距等于：

a=m(Zj4-Z2)/(2COS^)=4X(20+54)/(2COS/?)=150mm

cos/?=a/d=148/150=0.9867

第五章齒輪系

1.基本周轉(zhuǎn)輪系是由一C―構(gòu)成。

A.行星輪和中心輪B.行星輪、惰