機(jī)械原理期末復(fù)習(xí)題

概念類

1、三心定理是指三個(gè)彼比作平面平行運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件的三個(gè)瞬心必位于同向來(lái)線上。

2、對(duì)于直動(dòng)推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)講，在其它條件相同的情況下，偏置直動(dòng)推桿與對(duì)心直動(dòng)

推桿相比，兩者在推程段最大壓力角的關(guān)系為對(duì)心比偏置大。

3、對(duì)于不通過(guò)運(yùn)動(dòng)副直接相連的兩構(gòu)件間的瞬心位置，需用三心定理來(lái)確定。

4、機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件是由一個(gè)或者多個(gè)零件所組成，這些零件間不能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

5、漸開(kāi)線自:齒圓柱齒輪傳動(dòng)的重合度是實(shí)際嚙合線段與基圓齒距的比值。

6、在平面機(jī)構(gòu)中若引入P個(gè)高副將引入P個(gè)約束，而弓入P個(gè)低副將引入2P個(gè)約束，H

HLL

則活動(dòng)構(gòu)件數(shù)n、約束數(shù)與機(jī)構(gòu)自由度F的關(guān)系是F=3n-2P7、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)浮

現(xiàn)周期性速度波動(dòng)的原因是在等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣最為常數(shù)時(shí)，各瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)功率和阻抗功率不相等,

但其平均值相等，且有公共周期。

8、在機(jī)械穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期中，慣性力和重力所作之功均為零。9、斜

齒圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角在法面匕1()、決定漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直

齒圓柱齒輪兒何尺寸的五個(gè)基本參數(shù)是齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)，其

中參數(shù)：模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值。

11、平底垂直于導(dǎo)路的直動(dòng)推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)中，其壓力角等于零。

12、在計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，應(yīng)注意：

(1)、要正確計(jì)算運(yùn)動(dòng)副數(shù)目

a.復(fù)合校鏈問(wèn)題；

b.兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，其軸線互相重合時(shí)，只能算一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。

c.兩構(gòu)件構(gòu)成多個(gè)挪移副，其導(dǎo)路互相平行或者重合時(shí)，只能算一個(gè)挪移副。

d.兩構(gòu)件在多處相接觸而構(gòu)成平面高副，旦各接觸點(diǎn)的公法線彼此重合，則只能算一個(gè)

平面高副。

(2)、要除去局部自由度

(3)、要除去虛約束

13、在機(jī)器中安裝飛輪的目的，普通是為了調(diào)節(jié)機(jī)械的周期性速度波動(dòng)，而同時(shí)還可以達(dá)

到利用其儲(chǔ)能來(lái)提供動(dòng)力、匡助克服很大的尖峰工作載荷、實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。14、某

齒輪傳動(dòng)的重合度￡=2.4,這說(shuō)明齒輪在轉(zhuǎn)過(guò)?個(gè)基圓齒距的過(guò)程中有60%的時(shí)間是兩對(duì)齒

嚙合，有40%的時(shí)間是三對(duì)齒嚙合。

15、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)：若機(jī)構(gòu)自由度

F>0,而原動(dòng)件數(shù)<F,則構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)是不徹底確定的；若機(jī)構(gòu)自由度F>(),而原動(dòng)件數(shù)

>F,則各構(gòu)件之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)或者產(chǎn)生破壞。

16、對(duì)于錢鏈四桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)從動(dòng)件的行程速度變化系數(shù)K等于1時(shí)，機(jī)構(gòu)沒(méi)有急回特性。

17、對(duì)于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)搖桿為原動(dòng)件，且曲柄與連桿共線時(shí)，浮現(xiàn)死點(diǎn)。

18、速度多邊形具有以下特點(diǎn)：

(1)作圖起點(diǎn)p稱為速度多邊形的極點(diǎn)p，它代表機(jī)構(gòu)中速度為零的點(diǎn)。

(2)在速度多邊形中，連接p點(diǎn)和任?點(diǎn)的矢量代表該點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)的絕對(duì)速度，

其指向是從p點(diǎn)指向該點(diǎn)。

(3)在速度多邊形中，連接其他任意兩點(diǎn)的矢量代表該兩點(diǎn)在機(jī)構(gòu)圖中同名點(diǎn)間的相對(duì)

速度，其指向與速度的下角標(biāo)相反。

(4)ABCE^Abcc,圖形bcc稱為圖形BCE的速度影像。

(5)在速度多邊形中，當(dāng)己知同一構(gòu)件上兩點(diǎn)的速度時(shí)，利用速度影像原理可求得此構(gòu)

件上其余各點(diǎn)的速度。B

19、右圖為一對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，若以滑塊3為機(jī)產(chǎn)

架，則該機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為直動(dòng)滑桿機(jī)構(gòu)；若以構(gòu)件2為7

機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為曲柄搖塊機(jī)構(gòu)。

20、何謂凸輪工作廓線的變尖現(xiàn)象和推桿運(yùn)動(dòng)的失真現(xiàn)象？它對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的工作有何影

響？如何加以避免？

答：在用包絡(luò)的方法確定凸輪的工作廓線時(shí)，凸輪的工作廓線浮現(xiàn)尖點(diǎn)的現(xiàn)象稱為變尖現(xiàn)

象：凸輪的工作廓線使推桿不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的現(xiàn)象稱為失真現(xiàn)象。變尖的工作廓

線極易磨損，使推桿運(yùn)動(dòng)失真，而失真時(shí)，推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律徹底達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此應(yīng)

設(shè)法避免。

變尖和失真現(xiàn)象可通過(guò)增大凸輪的基圓半徑，減小滾子半徑以及修改推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律等方法

來(lái)避免。

21、在凸輪機(jī)構(gòu)的推桿的常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，若采用正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則可避免剛性沖

擊和柔性沖擊，若采用等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則存在剛性沖擊。

22、一對(duì)直齒圓柱齒輪的中心距不一定等于兩分度圓半涇之和，但一定等于兩節(jié)圓半徑之

和。

23、在斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中，除了用變位方法來(lái)湊中心距外，還可用改變螺旋角的方法來(lái)

湊中心距。P194

24、經(jīng)過(guò)負(fù)變位的齒輪比標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓齒厚一更薄」齒頂厚變厚，齒頂高減小。

25、當(dāng)原動(dòng)件為整周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使執(zhí)行構(gòu)件能作往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；擺動(dòng)導(dǎo)桿

機(jī)構(gòu)；擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)；撰動(dòng)從動(dòng)件空間凸輪機(jī)構(gòu)或者多桿機(jī)構(gòu)等。

26、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可根據(jù)等效原則：等效構(gòu)件的等效質(zhì)量或者等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所

具有的動(dòng)能等于原機(jī)械系統(tǒng)的總動(dòng)能來(lái)確定。

27、設(shè)有一漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)齒輪，z26,m3mm>1,20，求其齒廓曲線在分度圓和a

齒頂圓卜?的曲率半徑及齒頂圓壓力角。

解：齒頂圓半徑

1一1z21r)mJ.(2621)342uiin

a2a2

分度圓半徑

11

r-yiz斤32639mm

28、理論廓線相同而實(shí)際廓線不同的兩個(gè)對(duì)心直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，其從動(dòng)件的

運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同。

29、滾了?從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的滾了?半徑應(yīng)小于凸輪理論廓線外凸部份的最小曲率半徑。

30、當(dāng)原動(dòng)件為整周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使執(zhí)行構(gòu)件能作往里搜動(dòng)的機(jī)構(gòu)有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；擺動(dòng)導(dǎo)桿

機(jī)構(gòu)；擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)；擺動(dòng)從動(dòng)件空間凸輪機(jī)構(gòu)或者多桿機(jī)構(gòu)等。

31、齒輪的漸開(kāi)線形狀取決于它的基圓直徑。

32、?對(duì)漸開(kāi)線齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，其中心距安裝若有誤差，仍能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比不變,

33、阿基米德蝸桿的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角是在它的軸面中。

34、機(jī)構(gòu)中，傳動(dòng)角越大，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)越有利，效率越高。

35、在凸輪機(jī)構(gòu)的各種常用從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有剛性沖擊；等加速等減

速、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有柔性沖擊；而五次多項(xiàng)式、正弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律無(wú)沖擊。

36、凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角：是指推桿在與凸輪的接觸點(diǎn)處所受正壓力的方向(沿凸輪接觸點(diǎn)的

法線方向)與推桿上接觸點(diǎn)的速度方向之間所夾的銳角。

37、內(nèi)嚙合斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件是mm；；。Pl94H?m

n2I212

38、避免凸輪廓線失真的措施：減小滾子半徑；增大基圓半徑；修改推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

39、在設(shè)計(jì)直動(dòng)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的工作廓線時(shí)發(fā)現(xiàn)壓力角超過(guò)了許用值，且廓線出

現(xiàn)變尖現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)采用的措施是增大基圓半徑。

40、機(jī)器在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段，一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)周期之內(nèi)，等效驅(qū)動(dòng)力矩Md所做的功應(yīng)等于等

效阻力矩所做的功，機(jī)械動(dòng)能的增量等于零。

41、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可根據(jù)等效原則：等效構(gòu)件的等效質(zhì)量或者等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所

具有的動(dòng)能等于原機(jī)械系統(tǒng)的總動(dòng)能來(lái)確定。

綜合類

1.試計(jì)算如圖所示直線機(jī)構(gòu)的自由度。

解：

R、C、D、F處都是由二個(gè)構(gòu)件組成

的復(fù)合較鏈，各有2個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副

n7P10

p01

h

F3n2pp3721001

2.求下列機(jī)構(gòu)的自由度，并說(shuō)明需要幾個(gè)

原動(dòng)件才干保證其有確定的運(yùn)動(dòng)。

解：*.*F=3n-2P￡年x5-2x7=1

???只需要1個(gè)原動(dòng)件就能保證該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。

3、計(jì)算下圖所示機(jī)構(gòu)的自由度，并說(shuō)明該機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)。

解：F3112Pp=3x5-2x7=1

1h

因機(jī)構(gòu)的自由度F等于原動(dòng)件數(shù)，故

該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。E

3.在圖示滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪為一偏心圓盤(pán)，

其半徑R=25mm，滾子半徑r=5mm，偏距e=5mm，凸輪軸心0至

r

圓盤(pán)幾何中心01的距離OO]=15mm,凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，試求：1）

在圖上分別標(biāo)出在圖示位置及凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90。時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角;

2）凸輪由圖示位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)9。）時(shí)，標(biāo)出推桿的位移？

解：1）在圖示位置及凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)90）時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角如圖所示。

2）凸輪由圖示位置逆時(shí)針

轉(zhuǎn)過(guò)9Oo時(shí)，推桿的位移s

如圖所示。

4.如圖a,b所示為兩個(gè)不同結(jié)構(gòu)的錐齒輪周轉(zhuǎn)輪系.已知

z20,z24,z30,z40,n200r/min

12231

n100r/min求兩輪系的n為多少？

-oH

解1）在圖（a）中

inJ“n"z24儡?

13nnzz2030

3H12

n(innn)/(H1)

H133113

[1.6(100)200]/(1.61)600r/min

2)在圖(b)中

iH.nHn"Z2440

1.6

13nnzz2030

3ni2

n(innn)/(H1)

H133113

[1.6(100)200]/(1.61)

其各自

15.385r/min

5.如圖所示輪系中，z5z225,z220,組成輪系的各齒輪模數(shù)相同。

齒輪1和3軸線重合，且齒數(shù)相同。求輪系傳動(dòng)比匕。

解：（1）分清輪系

齒輪1-6-3組成定軸輪系；1

齒輪5-2.2-3及構(gòu)件4組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系。

（2）列方程求傳動(dòng)比i“

?nnzZ/ix

145423(1)

53nnzz

3452

z

316

因齒輪r和3軸線重合，故齒輪2和5的中心距等于齒輪2和3的中心距

m，嗎化%）

故2

Z

即“252公所以

zzzz25252030

3252

nn2530

于是由式（1）可得：科癡"2520⑶

n

?1

因?yàn)辇X輪1'和3齒數(shù)相同，故由式（2）得：n

3

即In因1111，nn做之、⑷

1Ju*

nn

將式（4）代入式（3）知土力1.5(5)

又因齒輪1-2-54組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，故

nnzzz

j4_J_4_255(6)

15

n5n4z1z27Z1

又由于齒輪1的分度圓半徑應(yīng)等于齒輪2的分度圓直徑與齒輪5的分度

圓半徑之和，即：

mzmz

imz5

222所以

Z\2zZ2252575

*2，

n

)4Z251

所以irir-1—753

聯(lián)立式(5)、式(7)求解得：

6.用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的剪床中，作用在剪床主軸上的阻力矩Mer的變化

規(guī)律如圖所示。等效驅(qū)動(dòng)力矩Med為常數(shù)，機(jī)電轉(zhuǎn)速為1500r/min,

機(jī)組各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量略去不計(jì)，試求保證運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)3不

超過(guò)時(shí)，安裝在電動(dòng)機(jī)主軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量又問(wèn)電動(dòng)機(jī)的

0.05F

平均功率應(yīng)多大？

根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段中每一循環(huán)過(guò)程內(nèi)驅(qū)動(dòng)力所作的功等于阻力所作

5

的功，得MJ20W0020

244

M217.5Nm

ed

2)求最大盈虧功A(217,520)98.75

12-

A217.5—1600.345.625

274

A(217.520)上246.875

34

A0

對(duì)應(yīng)各點(diǎn)盈虧功積累變化量分別為:o

A98.75(Nm)

A98.75(345.625)246.875Nm

b

A(246.875)246.8750Nm

最大盈虧功為：W98.75（246.875）345.625

(Nm)

3）求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

W用平均轉(zhuǎn)速n(單

Jmax若式中的平均角速度m

F2nn

_2_

位）代替，則因：

m:r/minm6030

故有：

345.625

0.88kgm2

(「讖05

-30-

4)平均功率為

NM217.515.34.15kW

ed30

7.一機(jī)器作穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的等效驅(qū)動(dòng)力矩Md和

等效阻力矩Mr的變化如圖所示。機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=lkg.m2,

在運(yùn)動(dòng)循環(huán)開(kāi)始時(shí)，等效構(gòu)件的角速度3=%0rad/s,求：1）等效構(gòu)

件的最大角速度3和最小角速度但2）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系

maxmin

數(shù)5。

解1）求等效驅(qū)動(dòng)力矩M?

d

根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段中每一循環(huán)過(guò)程內(nèi)驅(qū)動(dòng)力所作的功等于阻力所作

的功，得

M2M

dr7M

即得

M2100

dTlOONm

故M25(N.m)

donn3n2n7

2)求3和3

maxmmy丁

等效構(gòu)件在各位置角時(shí)的動(dòng)能:

E.(J2200(Nm)

o時(shí)，。)2°

E(EM20025(Nm)

時(shí),)0d

3

3EEo(MM)d20012.5(Nm)

2

時(shí)，2()dr

EE2(M)d200(Nm)

(2)(L)3r

2時(shí)，22

3

時(shí)，能量最大，此時(shí)max；在?時(shí)，能量

等效構(gòu)件在轉(zhuǎn)角為

最小。此時(shí)min；

fZE

由EJ?得[()23.6(rad/s)

max

17.93(rad/s)

min

(3)求3

yaxmin20.77(rad/s)

m2

maxmin0.273

m

8.如圖所示為曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，試：1)計(jì)算出該機(jī)構(gòu)的

瞬心數(shù)目，并將全部瞬心標(biāo)在圖上相應(yīng)位置;2)寫(xiě)出該機(jī)構(gòu)的速

度和加速度矢量方程式；

3)根據(jù)速度方程式，按比例畫(huà)出速度多邊形，并根據(jù)多邊形圖寫(xiě)

出構(gòu)件2的角速度的表達(dá)式及方向。8、

解：1)機(jī)構(gòu)的瞬心數(shù)目為：比:---------1

KN(N1)2

4(41)26乂