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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 中南高校现代远程训练课程考试复习题及参考答案机械原理一、填空题：1. 机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于；2. 同一构件上各点的速度多边形必 相像 于对应点位置组成的多边形；3. 在转子平稳问题中,偏心质量产生的惯性力可以用 相对地表示；4. 机械系统的等效力学模型是具有 等效转动惯量,其上作用有 等效力矩 的等效构件；5.无急回运动的曲柄摇杆机构,极位夹角等于,行程速比系数等于；6.平面连杆机构中,同一位置的传动角与压力角之和等于；7. 一个曲柄摇杆机构,极位夹角等于 36o,就行程速比系数等于；8. 为减小凸轮机构的压力角,应当 增
2、大 凸轮的基圆半径；9. 凸轮推杆按等加速等减速规律运动时,在运动阶段的前半程作 等加速 运动,后半程作 等减速 运动；10. 增大模数,齿轮传动的重合度 不变；增多齿数,齿轮传动的重合度 增大；11. 平行轴齿轮传动中,外啮合的两齿轮转向相,内啮合的两齿轮转向相；12. 轮系运转时,假如各齿轮轴线的位置相对于机架都不转变,这种轮系是 轮系；13.三个彼此作平面运动的构件共有 3 个速度瞬心,且位于 同一条直线；14.铰链四杆机构中传动角 为 90 度,传动效率最大；15.连杆是不直接和 机架 相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为 低副；16.偏心轮机构是通过 扩大转动副半径 由铰链四杆机构
3、演化而来的；17. 机械发生自锁时,其机械效率 小于等于 0 ；18.刚性转子的动平稳的条件是；19. 曲柄摇杆机构中的最小传动角显现在 曲柄 与 机架 两次共线的位置时；20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数 k 1；21.四杆机构的压力角和传动角互为 余角,压力角越大,其传力性能越；22. 一个齿数为 Z,分度圆螺旋角为 的斜齿圆柱齿轮,其当量齿数为 z/cos 3；23. 设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必需取 值,且与其 模数 相匹配；24.差动轮系是机构自由度等于 2 的周转轮系；机械原理 第 1 页 共 11 页名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精
4、选学习资料 - - - - - - - - - 25.平面低副具有2 个约束,1 个自由度；26.两构件组成移动副,就它们的瞬心位置在垂直移动路线的无穷远处角等于零；27.机械的效率公式为,当机械发生自锁时其效率为；28.标准直齿轮经过正变位后模数不变,齿厚增加；29. 曲柄摇杆机构显现死点,是以摇杆作主动件,此时机构的传动30. 为减小凸轮机构的压力角,可实行的措施有增加基圆半径和推杆合理偏置_ ；31. 在曲柄摇杆机构中,假如将杆作为机架,就与机架相连的两杆都可以作运动,即得到双曲柄机构；32.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有 刚 性冲击；当其作 运动时,从动件没有冲击；33. 标准齿轮
5、 圆上的压力角为标准值,其大小等于；34. 标准直齿轮经过正变位后齿距 不变,齿根圆 增加；35.交叉角为 90 的蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件是 mt2=mx1=m； t2 = x1= ； 1= 2；轮 系 , 具 有 两 个 自 由 度 的 周 转 轮 系 称 为 36. 具 有 一 个 自 由 度 的 周 转 轮 系 称 为 行 星 _差动 _轮系；二、简答题：1图示铰链四杆机构中,已知 l AB=55mm,l BC=40mm,l CD=50mm,l AD=25mm；试分析以哪个构件为机架可得到 曲柄摇杆机构？（画图说明）2判定机械自锁的条件有哪些？3转子静平稳和动平稳的力学条件有什么异同
6、？4飞轮是如何调剂周期性速度波动的？5造成转子不平稳的缘由是什么？平稳的目的又是什么？6凸轮实际工作廓线为什么会显现变尖现象？设计中如何防止？7渐开线齿廓啮合的特点是什么？8何谓基本杆组？机构的组成原理是什么？9速度瞬心法一般用在什么场合？能否利用它进行加速度分析？10移动副中总反力的方位如何确定？11什么是机械的自锁？移动副和转动副自锁的条件分别是什么？12凸轮轮廓曲线设计的基本原理是什么？如何挑选推杆滚子的半径？名师归纳总结 机械原理第 2 页 共 11 页第 2 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 13什么是齿轮的节圆？标准直齿轮在
7、什么情形下其节圆与分度圆重合？14什么是周转轮系？什么是周转轮系的转化轮系？15什么是传动角？它的大小对机构的传力性能有何影响？铰链四杆机构的最小传动角在什么位置？16机构运动分析当中的加速度多边形具有哪些特点？17造成转子动不平稳的缘由是什么？如何平稳？18渐开线具有的特性有哪些？19凸轮机构从动件的运动一般分为哪几个阶段？什么是推程运动角？20什么是重合度？其物理意义是什么？增加齿轮的模数对提高重合度有无好处？21什么是标准中心距？一对标准齿轮的实际中心距大于标准中心距时,其传动比和啮合角分别有无变 化？三、运算与作图题：1. 运算图示机构的自由度,要求指出可能存在的复合铰链、局部自由度和
8、虚约束；2求图示机构的全部瞬心和构件 1、3 的角速度比；3用图解法设计一曲柄滑块机构；已知滑块的行程速比系数K=1.4 ,滑块的行程H=60mm；导路偏距 e=20mm,求曲柄长度l AB和连杆长度l BC；K 1.25 ,摇杆长 l CD=40mm,摇杆摆角=60o, 机架长 l AD=55mm；作图4已知曲柄摇杆机构的行程速比系数设计此曲柄摇杆机构,求连杆和曲柄的长度；名师归纳总结 - - - - - - -5一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,已知齿数Z124,Z264,模数 m6mm,安装的实际中心距a265mm；试求两轮的啮合角a,节圆半径r1和 r2；6已知轮系中各齿轮齿数Z1=20
9、,Z2=40,Z2= Z3=20,Z4=60,n1=800r/min ,求系杆转速nH的大小和方向；机械原理第 3 页 共 11 页第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7. 运算图示机构的自由度,要求指出可能存在的复合铰链、局部自由度和虚约束；8取一机器的主轴为等效构件,已知主轴平均转速nm=1000r/min ,在一个稳固运动循环（2）中的等效阻力矩 Mer 如下列图,等效驱动力矩 Med 为常数；如不计机器中各构件的转动惯量,试求：当主轴运转不匀称系数0.05 时,应在主轴上加装的飞轮的转动惯量 JF；MeNm3002/3Mer2O4 /39设计一铰链
10、四杆机构,已知摇杆长度为40mm,摆角为40 度,行程速比系数K 为 1.4,机架长度为连杆长度与曲柄长度之差,用作图法求各个杆件的长度；名师归纳总结 - - - - - - -10设计如题图所示铰链四杆机构,已知其摇杆CD的长度 l CD 75mm,行程速度变化系数k1.5 ,机架 AD的长度 l AD100 mm,摇杆的一个极限位置与机架的夹角 45 ,用作图法求曲柄的长度l AB和连杆的长度l BC；机械原理第 4 页 共 11 页第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 11一正常齿制标准直齿轮m =4, z=30, =20；,运算其分度圆直径、基圆直径
11、、齿距、齿顶圆直径及齿顶圆上的压力角；12如图,已知z1=6, z =z2, =25, z3=57, z4=56,求 i 14 ？BAFCEDF（13 题）13. 运算图示机构的自由度,要求指出可能存在的复合铰链、局部自由度和虚约束；14如图 F 为作用在推杆2 上的外力,试确定凸轮1 及机架 3 作用给推杆2 的总反力 R12 及 R32 的方位（不计重力和惯性力,虚线小圆为摩擦圆）；（15 题）15请在图中画出一个死点位置、最小传动角的位置以及图示位置的压力角；16已知机构行程速度变化系数k1.25 ,摇杆长度l CD400mm, 摆角30 ,机架处于水平位置；试用图解法设计确定曲柄摇杆机
12、构其他杆件的长度；机械原理 第 5 页 共 11 页名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 17已知一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的中心距a=196mm,传动比i=3.48 ,小齿轮齿数Z1=25；确定这对齿轮的模数m；分度圆直径d1、d2；齿顶圆直径da1、da2；齿根圆直径df1、df2；（10分）18在图示复合轮系中,已知各齿轮的齿数如括弧内所示；求传动比i1H；机械原理第 6 页 共 11 页名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参
13、考答案一、 1原动件数目2相像于 3质径积 4等效转动惯量 ,等效力矩50,1 6 90 71.5 8增大 9 等加速 ；等减速 10 不变 ；增大 11 相反；相同 12 定轴 13 3；一条直线上1490 0 15 机架；低副 16 扩大转动副半径 17 小于等于 0 18 偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为 0 19 曲柄；机架 20 大于 21 余角 ；差 22 z/cos 3 23 标准值； 模数 24 2 252；1 26垂直移动路线的无穷远处 27 =输出功 / 输入功 =抱负驱动力 / 实际驱动力 ；小于等于 0 28不变；增加 29摇杆；传动角 30增加基圆半径；推杆合理
14、偏置 31最短；整周回转 32刚性；五次多项式或正弦加速度运 33分度圆； 20 0 34不变；增加 35mt2 =mx1=m； t2= x1= ； 1= 2 36 行星；差动二、 1作图（略）最短杆邻边AB和 CD； 2 ）机械效率小于或等于0 3 ）工作阻力小于或等于0 21 驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内；3静平稳：偏心质量产生的惯性力平稳动平稳：偏心质量产生的惯性力和惯性力矩同时平稳4飞轮实质是一个能量储存器；当机械显现盈功速度上升时,飞轮轴的角速度只作微小上升,它将余外的能量储存起来；当机械显现亏功速度下降时,它将能量释放出来,飞轮轴的角速度只作微小下降；5缘由：转子质心与其回转中心存在
15、偏距；平稳目的：使构件的不平稳惯性力和惯性力矩平稳以排除或减小其不良影响；6变尖缘由：滚子半径与凸轮理论轮廓的曲率半径相等,使实际轮廓的曲率半径为 0；防止措施：在满意滚子强度条件下,减小其半径的大小；71）定传动比 2）可分性 3）轮齿的正压力方向不变；8基本杆组：不能拆分的最简洁的自由度为0 的构件组；机构组成原理：任何机构都可看成是有如干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的；9简洁机构的速度分析；不能；101）总反力与法向反力偏斜一摩擦角2）总反力的偏斜方向与相对运动方向相反；11自锁：无论驱动力多大,机构都不能运动的现象；移动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦锥里；转 动副自锁的条件
16、是：驱动力作用在摩擦圆内；121）反转法原理 2 ）在满意强度条件下,保证凸轮实际轮廓曲线不显现尖点和“ 失真”率半径；,即小于凸轮理论轮廓的最小曲13经过节点、分别以两啮合齿轮回转中心为圆心的两个相切圆称为节圆；当两标准齿轮按标准中心距安 装时其节圆与分度圆重合；14至少有一个齿轮的轴线的位置不固定,而绕其他固定轴线回转的轮系称为周转轮系；在周转轮系中加 上公共角速度 - H后,行星架相对静止,此时周转轮系转化成定轴轮系,这个假想的定轴轮系称为原周转 轮系的转化轮系；15压力角的余角为传动角,传动角越大, 机构传力性能越好；最小传动角显现在曲柄和机架共线的位置；161）极点 p 的加速度为
17、0 2）由极点向外放射的矢量代表肯定加速度,而连接两肯定加速度矢端的矢量代表该两点的相对加 速度； 3）加速度多边形相像于同名点在构件上组成的多边形；17转子的偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩不平稳；平稳方法：增加或减小配重使转子偏心质量产生 的惯性力和惯性力偶矩同时得以平稳；名师归纳总结 181）发生线 BK 的长度等于基圆上被滚过的圆弧的长度2）渐开线任一点的法线恒与其基圆相切3）发生线与基圆的切点是渐开线的曲率中心4）渐开线的外形取决于基圆的大小5）基圆内无渐开线；第 7 页,共 11 页机械原理第 7 页 共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - -
18、- - 19推程、远休止、回程、近休止；从动件推杆在推程运动阶段,凸轮转过的角度称为推程运动角；20实际啮合线段与轮齿法向齿距之比为重合度,它反映了一对齿轮同时啮合的平均齿数对的多少；增加 模数对提高重合度没有好处；21一对标准齿轮安装时它们的分度圆相切即各自分度圆与节圆重合时的中心距为标准中心距；当实际中 心距大于标准中心距时,传动比不变,啮合角增大；三、运算与作图题：1、F=3*7-2*12-1=1 2、1/ 3=P13P34/P 13P14=4 P13P24P141P232P124 3P343、 =180*（ k-1 ）/k+1=30 按题意作 C1C2=H,作 OC 1C2=OC2C1
19、=90- =60 交 O点,作以 O圆心的圆如图,再作偏距直线交于 A 点；AC1=b-a AC 2=b+a 由此得曲柄 a 和连杆 b 的长度；4 =180* （ k-1 ） /k+1=2 0 1 按已知条件作 DC1、 DC2 ； 2 作直角三角形及其外接圆如图；C1 C240A55600D200名师归纳总结 3 ）以 D为圆心, 55mm为半径作圆交于A 点；第 8 页,共 11 页机械原理第 8 页 共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a 和连杆 b 的长度；5a=0.5mz 1+z2=264
20、 =arcos264*cos20 /265=20.64-n H=-z4/z2=-3 r rrb1=0.5m*z 1cos20 =67.66 b2=0.5m*z 2cos20 =180.42 1=r b1/cos =72.3 2=r b2/cos =192.756 r6. 齿轮 1、2 是一对内啮合传动：n1/n2=z2/z1=2 齿轮 2 -3-4 组成一周转轮系,有： n2-n H/n又由于 n 2=n2 n4=0 解得： nH=100 r/min 方向与 n1 相同；7F=3*6-2*8-1=1 8Md=300*4 /3*1/2/2 =100Nm C1D的垂直平分线,它与圆的交点即A 点；
21、连 Wmax=89 用能量指示图确定 JF=900 Wmax/ 2n2 =0.51 9 =180*（ k-1 ）/k+1=30如图,按题意作出D,C1,C2,作直角三角形外接圆；作接 AC1、AC2；AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a 和连杆 b 的长度； AD为机架的长度；C1C24040 0D A30 010按题意作图, =180* （k-1 ）/k+1=36AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a 和连杆 b 的长度；机械原理第 9 页 共 11 页名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - C1C2DB
22、2360AB111d=mz=120 db=dcos20 0=112.76 P=m =12.56 da=z+2m=128 3-n H= - z3/z 1= - 57/6 cosa=db/d a=0.881 a=28.24.12齿轮 1-2-3 组成一周转轮系,有：n1-nH/n齿轮 1-2-2 -4 组成另一周转轮系,有：n 1-n H/n4-n H= - z2z4/z 1z2= - 56/6=-28/3 从图中得： n 3=0 F12F32联立求解得： i 14=n1/n 4= - 58813F=3*7-2*10=1 14作图：15作图： AB处于垂直位置时存在最小传动角；AB1C1为死点位置
23、；压力角如图；名师归纳总结 机械原理第 10 页 共 11 页第 10 页,共 11 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - B2AminBB1CC1C216 =180* （k-1 ）/k+1=20作图, AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a 和连杆 b 的长度； AD为机架的长度；C1C2900- 300A D200P17z 2=iz1=87 m=196/0.525+87=3.5 1=-12/5 d1=mz1=87.5 d2=mz2=304.5 da1=mz1+2=94.5 da2=mz2+2=311.5 d f1 =mz1-2.5=78.75 d f2 =mz2-2.5=295.75 18齿轮 1 -4-5 组成一周转轮系,有：n1-n H/n5-n H=-z5/z齿轮 1-2-3 组成一周转轮系,有：n1-nk/n3-n k=-z3/z 1=-7/3 由图得： n1=n1 n3=0 nk=n5 联立求解得： i 1H=85/43 机械原理 第 11 页 共 11 页名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 11 页