機械原理期末題庫(本科類）一、填空題:1．機構具有擬定運動的條件是機構的自由度數等于。2．同一構件上各點的速度多邊形必于相應點位置組成的多邊形。3.在轉子平衡問題中，偏心質量產生的慣性力可以用相對地表達。4.機械系統的等效力學模型是具有,其上作用有的等效構件。５.無急回運動的曲柄搖桿機構,極位夾角等于，行程速比系數等于。6.平面連桿機構中，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,極位夾角等于36o,則行程速比系數等于。8.為減小凸輪機構的壓力角,應當凸輪的基圓半徑。9．凸輪推桿按等加速等減速規律運動時,在運動階段的前半程作運動，后半程作運動。10.增大模數,齒輪傳動的重合度;增多齒數，齒輪傳動的重合度。11．平行軸齒輪傳動中,外嚙合的兩齒輪轉向相，內嚙合的兩齒輪轉向相。12.輪系運轉時，假如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件共有個速度瞬心,且位于。14．鉸鏈四桿機構中傳動角為，傳動效率最大。１5.連桿是不直接和相聯的構件；平面連桿機構中的運動副均為。16.偏心輪機構是通過由鉸鏈四桿機構演化而來的。17.機械發生自鎖時，其機械效率。1８.剛性轉子的動平衡的條件是。19.曲柄搖桿機構中的最小傳動角出現在與兩次共線的位置時。20.具有急回特性的曲桿搖桿機構行程速比系數k1。２1.四桿機構的壓力角和傳動角互為，壓力角越大,其傳力性能越。２２.一個齒數為Ｚ，分度圓螺旋角為的斜齒圓柱齒輪,其當量齒數為。23.設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.差動輪系是機構自由度等于的周轉輪系。２5．平面低副具有個約束，個自由度。26．兩構件組成移動副,則它們的瞬心位置在。２７．機械的效率公式為,當機械發生自鎖時其效率為。２8.標準直齒輪通過正變位后模數，齒厚。29.曲柄搖桿機構出現死點，是以作積極件，此時機構的角等于零。３0.為減小凸輪機構的壓力角,可采用的措施有和。31.在曲柄搖桿機構中，假如將桿作為機架,則與機架相連的兩桿都可以作__＿_運動,即得到雙曲柄機構。3２.凸輪從動件作等速運動時在行程始末有性沖擊；當其作運動時，從動件沒有沖擊。3３.標準齒輪圓上的壓力角為標準值，其大小等于。34．標準直齒輪通過正變位后齒距，齒根圓。35.交錯角為90的蝸輪蝸桿傳動的對的嚙合條件是、、。36.具有一個自由度的周轉輪系稱為輪系,具有兩個自由度的周轉輪系稱為＿___________＿___輪系。二、簡答題：１.圖示鉸鏈四桿機構中,已知lAB＝５５mm，lBＣ=40mｍ，ｌCＤ=50ｍm，lAD=2５mm。試分析以哪個構件為機架可得到曲柄搖桿機構？(畫圖說明）2.鑒定機械自鎖的條件有哪些？3.轉子靜平衡和動平衡的力學條件有什么異同？4．飛輪是如何調節周期性速度波動的？５．導致轉子不平衡的因素是什么?平衡的目的又是什么？６.凸輪實際工作廓線為什么會出現變尖現象？設計中如何避免？7.漸開線齒廓嚙合的特點是什么？８．何謂基本桿組？機構的組成原理是什么?９．速度瞬心法一般用在什么場合?能否運用它進行加速度分析？10．移動副中總反力的方位如何擬定?11．什么是機械的自鎖？移動副和轉動副自鎖的條件分別是什么？12.凸輪輪廓曲線設計的基本原理是什么?如何選擇推桿滾子的半徑?13.什么是齒輪的節圓?標準直齒輪在什么情況下其節圓與分度圓重合?14．什么是周轉輪系?什么是周轉輪系的轉化輪系?15.什么是傳動角?它的大小對機構的傳力性能有何影響?鉸鏈四桿機構的最小傳動角在什么位置？16.機構運動分析當中的加速度多邊形具有哪些特點？1７.導致轉子動不平衡的因素是什么？如何平衡?18.漸開線具有的特性有哪些？19.凸輪機構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?增長齒輪的模數對提高重合度有無好處？21.什么是標準中心距？一對標準齒輪的實際中心距大于標準中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化?三、計算與作圖題:１.計算圖示機構的自由度,規定指出也許存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。2.求圖示機構的所有瞬心和構件１、3的角速度比。３．用圖解法設計一曲柄滑塊機構。已知滑塊的行程速比系數Ｋ=1.4，滑塊的行程H=６0mm。導路偏距e=2０mm,求曲柄長度lAB和連桿長度lBＣ。4.已知曲柄搖桿機構的行程速比系數K＝1.２5,搖桿長lCD=4０mm,搖桿擺角Ψ=6０o,機架長ｌＡＤ=５5mm。作圖設計此曲柄搖桿機構，求連桿和曲柄的長度。5.一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數Ｚ1＝24，Z２＝64,模數m＝6ｍm,安裝的實際中心距a’＝２65mｍ。試求兩輪的嚙合角a’，節圓半徑r1’和r２’。6．已知輪系中各齒輪齒數Z1=20，Z2=４０，Z2’＝Z3=２0,Z4=6０,n１＝800r／min，求系桿轉速nH的大小和方向。7.計算圖示機構的自由度,規定指出也許存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。8.取一機器的主軸為等效構件，已知主軸平均轉速nm=1０00r/ｍｉn，在一個穩定運動循環(2)中的等效阻力矩Mｅr如圖所示，等效驅動力矩Meｄ為常數。若不計機器中各構件的轉動慣量,試求：當主軸運轉不均勻系數＝0.０5時，應在主軸上加裝的飛輪的轉動慣量ＪF。９．設計一鉸鏈四桿機構,已知搖桿長度為４0ｍm,擺角為４0度，行程速比系數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.設計如題圖所示鉸鏈四桿機構,已知其搖桿CD的長度lCD＝75ｍm，行程速度變化系數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。11.一正常齒制標準直齒輪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，已知z1＝６，z2=z２,=25,z3＝５7,ｚ4=5６，求i14?13．計算圖示機構的自由度，規定指出也許存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。14.如圖F為作用在推桿2上的外力,試擬定凸輪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．已知機構行程速度變化系數k＝１.25，搖桿長度lＣＤ＝40０mｍ，擺角Ψ＝30°,機架處在水平位置。試用圖解法設計擬定曲柄搖桿機構其他桿件的長度。１7．已知一對標準安裝的外嚙合標準直齒圓柱齒輪的中心距a=196mm,傳動比i=3．４8，小齒輪齒數Z1=25。擬定這對齒輪的模數m；分度圓直徑d１、d2；齒頂圓直徑ｄa１、da２;齒根圓直徑df１、dｆ2。(10分）1８.在圖示復合輪系中，已知各齒輪的齒數如括弧內所示。求傳動比。參考答案一、1.原動件數目2.相似于3．質徑積4．等效轉動慣量，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．擴大轉動副半徑17．小于等于0１8.偏心質量產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．標準值；模數２4．２2５．2;１26．垂直移動路線的無窮遠處２7．η=輸出功/輸入功=抱負驅動力/實際驅動力；小于等于0２８．不變;增長29．搖桿;傳動角30.增長基圓半徑；推桿合理偏置31．最短;整周回轉3２．剛性;五次多項式或正弦加速度運動３３．分度圓；2０034．不變;增長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)驅動力位于摩擦錐或摩擦圓內；2)機械效率小于或等于０3)工作阻力小于或等于０3.靜平衡:偏心質量產生的慣性力平衡動平衡：偏心質量產生的慣性力和慣性力矩同時平衡4.飛輪實質是一個能量儲存器。當機械出現盈功速度上升時,飛輪軸的角速度只作微小上升,它將多余的能量儲存起來；當機械出現虧功速度下降時,它將能量釋放出來，飛輪軸的角速度只作微小下降。５．因素:轉子質心與其回轉中心存在偏距;平衡目的：使構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.變尖因素: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。避免措施：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．基本桿組：不能拆分的最簡樸的自由度為0的構件組。機構組成原理:任何機構都可當作是有若干基本桿組依次連接于原動件和機架上而構成的。9．簡樸機構的速度分析;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:無論驅動力多大，機構都不能運動的現象。移動副自鎖的條件是：驅動力作用在摩擦錐里；轉動副自鎖的條件是：驅動力作用在摩擦圓內。1２.1)反轉法原理２）在滿足強度條件下,保證凸輪實際輪廓曲線不出現尖點和“失真”,即小于凸輪理論輪廓的最小曲率半徑。13.通過節點、分別以兩嚙合齒輪回轉中心為圓心的兩個相切圓稱為節圓。當兩標準齒輪按標準中心距安裝時其節圓與分度圓重合。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的輪系稱為周轉輪系。在周轉輪系中加上公共角速度-ωＨ后,行星架相對靜止，此時周轉輪系轉化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系稱為原周轉輪系的轉化輪系。１5.壓力角的余角為傳動角,傳動角越大，機構傳力性能越好。最小傳動角出現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件上組成的多邊形。17.轉子的偏心質量產生的慣性力和慣性力偶矩不平衡;平衡方法:增長或減小配重使轉子偏心質量產生的慣性力和慣性力偶矩同時得以平衡。18.1)發生線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)基圓內無漸開線。19.推程、遠休止、回程、近休止；從動件推桿在推程運動階段,凸輪轉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對的多少。增長模數對提高重合度沒有好處。21.一對標準齒輪安裝時它們的分度圓相切即各自分度圓與節圓重合時的中心距為標準中心距。當實際中心距大于標準中心距時,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)按已知條件作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＝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是一對內嚙合傳動:n1／n2=z2/z１＝2齒輪２‘-3-4組成一周轉輪系，有:(ｎ’2－ｎH)/(n4-nH)=-z4/z’２=－３又由于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(用能量指示圖擬定)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組成一周轉輪系，有:(n1－nH）/(n3-nH）=-z3/z1=－5７/6齒輪１-２-2‘-４組成另一周轉輪系,有:（n1-nH)/(n４-nH）＝-z2z4／z1z’２=－５6/６=-28/３從圖中得：n3=0聯立求解得：i14=n1/ｎ４＝-588１3．F=３*7-2*1０=11４.作圖：15.作圖：AＢ處在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組成一周轉輪系，有：（n’1-nH)/(n5－ｎH）＝-z５/z’1=-12/5齒輪1-2-3組成一周轉輪系,有:(ｎ1-nｋ)/ｎ3-nk)=-ｚ３/z１＝-7/３由圖得:n1=n’１n３=0nk＝n5聯立求解得:i１Ｈ=８５／43１.平面鉸鏈四桿機構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中的最短桿；b.最短桿與最長桿桿長之和應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：指所以構建用低副聯接而成的機構，又稱為低副機構。３.連桿機構優點: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樸，容易制造簡樸，容易獲得較高的制造精度。C.可以實現不同運動規律和特定軌跡規定。缺陷：a低副中存在間隙，會引起運動誤差,使效率減少。B動平衡較困難,所以一般不宜用于高速傳動。C設計比較復雜，不易精確的實現復雜的運動規律。4.平面四桿機構的基本形式有：(1)曲柄搖桿機構,（2）雙曲柄機構，(３）雙搖桿機構。5．速度變化:是指一段時間前后,速度的大小和方向出現的變化,是個矢量,大小可以用后前速率差表達,方向可以用與規定正方向的夾角表達。物理含義可以導出加速度：單位時間內速度的變化量。6.壓力角:概述壓力角(ｐｒeｓsurｅaｎｇｌｅ）(α）:若不考慮各運動副中的摩擦力及構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.所以設計過程中應當使壓力角小.7.死點:從Ｆｔ=Fcosα知，當壓力角α=90°時,對從動件的作用力或力矩為零，此時連桿不能驅動從動件工作。機構處在這種位置成為死點，又稱止點。8.凸輪機構的特點:優點是只要適當的設計出凸輪的輪廓曲線，就可以是使推桿得到各種預期的運動規律,并且響應快速,機構簡樸緊湊。缺陷：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，幾何封閉的凸輪機構。１0.推桿常用的運動規律;根據推桿常用的運動規律所以數學表達是不同,常用的重要有多項式運動規律和三角函數運動規律兩大類。11．一條直線(稱為發生線(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相應于發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HYPERＬＩNＫ＂jａｖasｃriｐt:mouｓeＴM521（)"曲率半徑不同,離基圓越遠,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jａvascｒiｐt:ｍｏｕseTＭ５23()"基圓半徑越大，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.標準齒輪：是指ｍ、α、ha和c均為標準值，且分度圓齒厚等于齒槽寬（e=s）的齒輪。1４．漸開線齒輪的基本參數：齒數z，模數ｍ，分度圓壓力角，齒頂高系數,頂隙系數。漸開線直齒圓柱齒輪的對的嚙合條件和連續嚙合傳動條件：對的嚙合條件:m1=m２=ｍ。α１=α2=α。連續嚙臺條件:εα=B１B2/Pb≥1。１5．漸開線齒廓的根切現象；用范成法加工齒輪,當加工好的漸開線齒廓又被切掉的現象時稱為根切現象。其因素是；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因素是被加工齒輪的齒數過少,壓力角過小，齒頂高系數過大。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忽然接觸又忽然脫離嚙合,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。(2)重合度大ε=εα+εβ。17.同齒數的變位齒輪與標準齒輪相比,哪些尺寸變了，哪些尺寸不變，為什么?答:齒數、模數、壓力角、分度圓、基圓、分度圓周節、全齒高不變，齒頂圓、齒根圓、分度圓齒厚、齒槽寬發生變了。因素:用標準齒輪刀具加工變位齒輪,加工方法不變,即對的嚙合條件不變,所以分度圓模數、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,基準是分度圓，在加工變位齒輪時，標準刀具中線若從分度圓外移齒根高變小,齒根圓變大,而若要保證全齒高不變則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，又由于分度圓周節不變,齒厚變厚。１8.一對斜齒輪的對的嚙合條件和連續傳動條件是什么?答：對的嚙合條件：mn1=mn２=mαn１=αn2=α。外嚙合β1=-β2內嚙合β1=β２連續傳動條件: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準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。（2）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。(3)蝸桿蝸輪的傳動比,用蝸桿的頭數（線數)參與計算。(4)蝸桿的分度圓直徑不是頭數乘模數而是特性系數乘模數,即d1=ｑm(5)蝸輪蝸桿的中心距也是用特性系數參與計算。a=m（q+Z2)/2(6)可獲得大傳動比,蝸輪積極時自鎖。2１.蝸輪蝸桿的標準參數面是哪個面;可實現對的嚙合條件是什么？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。（２)對的嚙合條件：ｍa１=ｍt2=mαa１=αt2＝αβ1＋β２＝9０0旋向相同2２.為什么擬定蝸桿的特性系數q為標準值？答:(1）有助于蝸桿標準化,減少了蝸桿的數目。（2）減少了加工蝸輪的蝸桿滾刀的數目。２3.當量齒輪和當量齒數的用途是什么?答:一對圓錐齒輪的當量齒輪用來研究圓錐齒輪的嚙合原理,如重合度和對的嚙合條件等,單個當量齒輪用來計算不根切的最小齒數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:定軸齒輪系和周轉輪系(基本類型），第三種是復合輪系。２5:輪系的作用:１實現兩軸間遠距離的運動和動力的傳動、２實現變速傳動、3實現換向傳動、4實現差速作用，5用做運動的合成和分解,6在尺寸及重量較小的條件下,實現大功率傳動。26.瞬心為互相作平面相對運動的兩構件上,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).若該點的絕對速度為零則為絕對瞬心;若不等于零則為相對瞬心.27.機構中各個構件之間必須有擬定的相對運動,因此，構件的連接既要使兩個構件直接接觸,又能產生一定的相對運動,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外圈的滾道,嚙合中的一對齒廓、滑塊與導軌），均保持直接接觸，并能產生一定的相對運動，因而都構成了運動副。兩構件上直接參與接觸而構成運動副的點、線或面稱為運動副元素。28．漸開線標準直齒輪幾何尺寸的計算公式分度圓直徑d1=ｍｚ1d２＝mｚ2齒頂高ha1=ｍha2＝m齒根高hf1=(+)mｈf2＝（+)m齒全高h1=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pb=pcosα齒厚、齒槽寬

標準中心距頂隙ｃ＝m傳動比29.自由度:在平面運動鏈中,各構件相對于某一構件所需獨立運動的參變量數目,稱為運動鏈的自由度。它取決于運動鏈中活動構件的數目以及連接各構件的運動副類型和數目。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---活動構件的數目PL－--低副的數目.PH---高副的數目。３0.機械的自鎖：有些機械,就其結果情況分析,只要加上足夠大的驅動力,按常理就應當能沿著有效驅動力的作用的方向運動,而事實上由于摩擦的存在，卻會出現無論這個驅動力如何增大，也無法使它運動的現象,這種現象稱為機械的自鎖。３1．靜平衡:當轉子(回轉件)的寬度與直徑之比(寬徑比）小于０.2時,其所有的質量都可以看作分布在垂直于軸線的同一個平面內。這種轉子的不平衡是由于其質心位置不在回轉軸線上，且不平衡現象在轉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.

或表達為:

消去得:

其中,叫做質徑積它相對地表達了各質量在同一轉速下離心慣性力的大小和方向．靜平衡又稱為單面平衡。３2.機構具有擬定運動的條件:運動鏈和機構都是由機件和運動副組成的系統，機構要實現預期的運動傳遞和變換，必須使其運動具有也許性和擬定性。由3個構件通過3個轉動副聯接而成的系統就沒有運動的也許性。五桿系統,若取構件1作為積極件,當給定角度時，構件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擬定的。但假如給定構件1、4的位置參數，則其余構件的位置就都被擬定下來。四桿機構,當給定構件1的位置時,其他構件的位置也被相應擬定。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律的單元體為構件。３.機構具有擬定運動的條件為積極件數目等于機構的自由度。４．一對標準圓柱齒輪的實際中心距比標準中心距大1%,兩齒輪基圓半徑的反比不發生變化。５．測得某標準直齒圓柱齒輪的全齒高等于1８mm,則模數應為8mm。6、一平面鉸鏈四桿機構尺寸:機構d=44ｍm，搖桿c=40mｍ,連桿ｂ=6０mm曲柄ａ，搖桿c,機架d相鄰.當該機構為曲柄搖桿機構時。求ａ的變化范圍.a＋60<44+4０a＜24mm7、一曲柄搖塊機構的曲柄為積極件,行程速比系數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長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,平底與從動件運動方向垂直,凸輪為積極件,該機構的壓力角=0°。10．在曲柄搖桿機構中,為了提高機構的傳力性能,應當增大傳動角γ。1１.漸開線直齒圓柱齒輪傳動的三個特點：互相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、飛輪的重要作用為減少速度波動。13、汽車實現轉向的過程中,是等腰梯形機構實現輪子與地面幾乎無滑動的轉向。1４.圓盤類零件靜平衡的條件為∑Ｆｉ=0質點的離心力之矢量和為零１5.斜齒圓柱齒輪的標準參數在法面上,當量齒數為()16.在家用縫紉機中,采用曲柄搖桿機構將腳的往復位置轉化為轉動。17．在周轉輪系中,若自由度等于1,則該周轉輪系又被稱為行星輪系．18、圓錐齒輪的標準參數在大端上，當量齒輪數為z/cｏsδ。19、直齒圓柱齒輪傳動的對的嚙合條件是模數相等壓力角相等。2０.縫紉機踏板機構，會出現踩不動的現象，這是由于出現死點現象。21.在齒輪傳動中,標準齒輪是指ｍ、α、ｈ*a、c*為標準值且s=ｅ＝的齒輪。２２.擬定凸輪機構棍子半徑rg時，滾子半徑應當滿足ｒg≤0．8pmin條件。23.在自行車中，采用棘輪機構實現可踩蹬與不踩蹬前行.24、設計一鉸鏈四桿函數生成或軌跡生成機構時，其其設計變量分別為5;925、對于剛性長轉子,長徑比大于1.５,則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分離，而加工負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,直齒齒輪傳動重合度不變，增多齒數,齒輪傳動重合度增長。＝B1B2／Pb28.在直齒圓柱齒輪傳動中,重合度εα＝1．43,其單齒對工作區的長度為0．57pb。2９.在凸輪機構的從動件常用運動規律中,一次多項式運動規律具有剛性沖擊,二次多項式余弦運動規律具有柔性沖擊．30、當曲柄滑塊機構達成極限位置時,滑塊的速度v與加速度a的特性為v＝0;a≠0。31、在曲柄滑塊機構中,當取連桿為機架時，可以得到搖塊機構。３２.等效構件的位移、速度與角速度與機器中某一選定構件的關系為同樣/相同。3３．漸開線標準齒輪圓柱齒輪傳動頂隙的作用為儲存、釋放潤滑油，存在制造誤差時保證正常安裝，升溫時有膨脹的空間。3４.等效構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.等效構件上的等效轉動慣量由什么原理得到:等效轉動慣量所具有的動能與機器中所有構件的動能相同。36．在重型自卸汽車實現自卸過程中,是曲柄搖塊機構實現車廂翻轉卸貨與復位。選擇題１、槽輪機構的運動系數k（?Ａ)ｋ=ｔd/(2π)k＝1/2—１/ｚA、小于1Ｂ、等于１Ｃ、小于1Ｄ、大于22、設計滾子從動件盤形凸輪機構的輪廓曲線時，若將滾子半徑加大,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、也許變大也也許變小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,工件都不也許產生運動，這是由于鉆床夾具處在③①自鎖狀態②效率太低③死點位置④鉆床夾具自身就不能動4.在一個平面六桿機構中，相對瞬心的數目是(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.在計算平面機構自由度時，假如機構中,兩構件兩點之間距離………..(老師放速度太快沒跟上…….)…．把這兩點連接起來,則會帶來(Ｄ)A是具體情況而定Ｂ局部自由度C復合鉸鏈D虛約束7、在下面四種平面機構中k=1的是(ＤA、偏置曲柄搖桿B、擺動導桿C、曲柄搖桿D、正弦機構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.在曲柄搖桿機構中，若只增大曲柄的長度，則搖桿的擺角將CA不變B減小C加大D加大或不變10.在機構設計中,引入局部自由度（滾子)的重要作用是（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,每小題１分)1.由機械原理知識可知,自行車應屬于。Ａ機器Ｂ機構C通用零件D專用零件2.平面運動副按其接觸特性,可提成。A移動副與高副B低副與高副C轉動副與高副D轉動副與移動副3．鉸鏈四桿機構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積極件B連架桿C機架D從動件4.與連桿機構相比,凸輪機構最大的缺陷是。A慣性力難于平衡B點、線接觸，易磨損C設計較為復雜D不能實現間歇運動5．盤形凸輪機構的壓力角恒等于常數。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改變凸輪轉向C改用滾子從動件D減小基圓半徑7．齒數z=42，壓力角α＝２0°的漸開線標準直齒外齒輪,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.漸開線標準齒輪是指m、α、ha*、c*均為標準值，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中，的間歇回轉角在較大的范圍內可以調節。A槽輪機構B不完全齒輪機構Ｃ棘輪機構D蝸桿凸輪式間歇運動機構二、(1０分)試計算下列運動的自由度數。（若有復合鉸鏈,局部自由度和虛約束,必須明確指出）,打箭頭的為原動件，判斷該運動鏈是否成為機構。三、已知一偏置曲柄滑塊機構,積極件曲柄AＢ順時鐘回轉，滑塊C向左為工作行程,行程速比系數為Ｋ=1.1，滑塊形成Ｓ=40ｍm，偏距ｅ=10mm。１.試合理擬定其偏置方位,用圖解法設計該機構，求曲柄AB、連桿BC,并畫出機構草圖。2.試用解析法求其非工作形成時機構的最大壓力角αmａx。３.當滑塊C為積極件時，畫出機構的死點位置。４．當規定偏置曲柄滑塊機構尺寸不變的條件下,試串聯一個機構，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、現需設計一偏心直動滾子從動件盤形凸輪機構，設已知凸輪以等角速度ω１=1raｄ/s沿逆時鐘方向回轉,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.試根據在推程段從動件最大速度Vｍａx=２０0mm/s，位移S＝20ｍm的條件下，擬定凸輪的基圓半徑rb。2.合理擬定從動件的偏置方位,用草圖畫出所設計的凸輪機構。３.畫出凸輪從最低位置轉過φ=９0°時，機構的壓力角α及其位移Ｓ。五、（２2分）(一）采用標準齒條刀具加工漸開線直齒圓柱齒輪,已知刀具齒形角α＝２0°,齒距為4πmｍ，加工時刀具移動速度v=６０mｍ/s，輪坯轉動角速度為1rad/s。１．試求被加工齒輪的參數：模數m、壓力角α、齒數z，分度圓直徑ｄ，基圓直徑db；2．假如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變位齒輪,變位系數是多少？（二）已知斜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、構件、原動件-－-----------－－---－----－--－－--－------－-－-－---－－－－－--------------－--3分搖桿連桿從動曲柄----－－－---－-－---－-－--------－---－--－------－－--------------－--－---3分模數相等，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－----－-----－-－--－--－---－-－----2分如圖所示-－-－－-----------－－--－-－---－－-－--------－----－－-－－2分如圖所示－--－－-－－－-－----－－---------－-----－-------－-－-－---２分如圖所示-－－-------－------－-------－－--------------－-－--－-2分如圖所示--－---－－-------------－--－-----－----－--－--－--－--－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分區分輪系－--－--－－------－-－-－--------－------－-----－-------－---5分行星輪系分別計算------－---－-－---－----－－------－-----－-----------－－－--5分在中在中七、如圖所示------－--------－－---－---－--－-－－---－－--－---------－-－－－-－----------－-－－-－-----------－－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)對于繞固定軸回轉的構件，可以采用的方法使構件上所有質量的慣性力形成平衡力系,達成回轉構件的平衡。?2、(２分)漸開線圓錐齒輪的齒廓曲線是,設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,已知,并作軸向等間隔布置,且都在曲軸的同一含軸平面內，則其中軸已達靜平衡,軸已達動平衡。

5、（２分）反行程自鎖的機構，其正行程效率，反行程效率。?A)??Ｂ）Ｃ)??D）?6、(3分)圖示軸頸1在驅動力矩作用下等速運轉,為載荷，圖中半徑為的細線圓為摩擦圓,則軸承2作用到軸頸1上的全反力應是圖中所示的作用線。

1)Ａ；2）B；３）C；4）D;５)E??７、(3分)下圖兩對蝸桿傳動中，a圖蝸輪的轉向為。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)試求圖示機構的自由度,進行高副低代和結構分析,并判別機構級別。

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

(１)根據兩個矢量多邊形所示的矢量關系,標出多邊形各桿所代表的矢量，并列出相應的矢量方程；?(2)求出構件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中,已知各構件的長度ｍm，ｍｍ，mm,ｍm。

(1)問該機構是否有曲柄，如有,指明哪個構件是曲柄;?(２）該機構是否有搖桿，如有，用作圖法求出搖桿的擺角范圍;

(3）以AB桿為積極件時，該機構有無急回性?用作圖法求出其極位夾角，并計算行程速度變化系數K;

（4)以ＡB桿為積極件,擬定機構的和。

五、(1０分）如圖所示，用一個偏心圓盤作凸輪,繞A軸轉動，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，試擬定凸輪的合理轉向;?(２)該圖是按比例畫出的，試在該圖上擬定凸輪從圖示位置轉過時的機構壓力角，并注明構成角的兩矢量(如v、或n－等)的物理含義，并標出從動件位移量s。?六、（１6分)在圖示行星輪系中,已知：,,，各輪的模數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)按不發生根切的條件定出,的大小；

(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簡圖，已知各輪齒數:試計算擬定：?（1)傳動比？?（2）當時，，并擬定轉動方向。?(3)由于工作需要從軸５輸出運動,試擬定?,并擬定轉動方向。??八、(12分)一機器作穩定運動，其中一個運動循環中的等效阻力矩與等效驅動力矩的變化線如圖示。機器的等效轉動慣量J＝1kg，在運動循環開始時,等效構件的角速度2０rad/s,試求:

（１)等效驅動力矩Md；

(2）等效構件的最大、最小角速度與;并指出其出現的位置;擬定運轉速度不均勻系數;?(3)最大盈虧功;?(4）若運轉速度不均勻系數，則應在等效構件上加多大轉動慣量的飛輪??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)凸輪機構中的從動件速度隨凸輪轉角變化的線圖如圖所示。在凸輪轉角處存在剛性沖擊，在處，存在柔性沖擊。2、（４分)在下圖兩對蝸桿傳動中，a圖蝸輪的轉向為。b圖蝸桿的螺旋方向為。二、是非題（用“Ｙ”表達對的,“N”表達錯誤填在題末的括號中)。(每小題２分，共6分)

1、用齒輪滾刀加工一個漸開線直齒圓柱標準齒輪，如不發生根切則改用齒輪插刀加工該標準齒輪時，也必然不會發生根切。－--－---－－()?2、機器穩定運轉的含義是指原動件(機器主軸)作等速轉動。－－-----------()

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)如圖所示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,、為兩輪的節圓半徑。試在圖中標出理論嚙合線、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，各輪質心均在相對轉動軸線上,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為等效構件時的等效轉動慣量;

（２)使重物等速上升，在輪1上應施加多大的力矩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中，已知最短桿a＝100mm，最長桿b=3０0ｍm,c＝2０0mm。

（1）若此機構為曲柄搖桿機構，試求d的取值范圍；?(２)若以a為原動件，當d＝２５0mm時,用作圖法求該機構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參數）。(本大題20分)?在圖示對心直動滾子從動件盤形凸輪機構中,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逆時針方向轉動，ｍm,滾子半徑ｒｒ=10mm,試問:

(1)該凸輪的理論廓線為什么種廓線??（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)若把滾子半徑改為rr=１5mm，從動件的運動規律有無變化？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參數)。（本大題2０分）

圖示輪系中，已知各輪齒數分別為,,，。試求輪7的轉速及其轉向。一、填空題傳動角越大,則機構傳力性能越好。外嚙合平行軸斜齒輪的對的嚙合條件為：。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件中的內應力,減少機械效率和使用壽命，并且會引起機械及其基礎產生逼迫振動。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生運動，這與機構的自鎖現象是否相同？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,積極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，出現了頂死現象。死點本質：驅動力不產生轉矩。機械自鎖指：機構的機構情況分析是可以運動的,但由于摩擦的存在，卻會出現無論如何增大驅動力,也無法使其運動的現象。自鎖的本質是:驅動力引起的摩擦力大于等于驅動力的有效分力。棘輪機構與槽輪機構均可用來實現從動軸的單向間歇轉動，但在具體的使用選擇上,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,并且棘輪轉動的角度可以改變。槽輪機構較棘輪機構工作平穩,但轉角不能改變。簡述齒廓嚙合基本定律。答:互相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提成的兩段成反比。三、計算題(共45分）1、機構自由度。（１0分)11234ABC其中A、B、C處各有一個轉動副；A處有一個移動副；即；所以該機構自由度為:3、試求機構在圖示位置的所有瞬心。(5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，采用三心定理。Ｐ13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，采用三心定理。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。圖示的輪系中,已知各輪齒數為，。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,試擬定軸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:（１)定軸輪系部分:(2) 由圖中可知：(3）由式1、2、3式聯立可得：??(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?作圖環節:作作以交點O為圓心，過Ｃ1、C2作圓。則曲柄的軸心Ａ應在圓弧上。作一直線與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。當A點擬定后,曲柄和連桿的長度ａ、b也就擬定了?6）作機構ＡＢ’C’位置,圖中量得試題2壓力角越大，則機構傳力性能越差。機構處在死點位置時,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”指以搖桿或滑塊為積極件，曲柄為從動件，則連桿和曲柄處在共線位置時,機構的傳動角γ=０°，積極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:優點：傳動效率高傳動比恒定結構緊湊可靠、命長缺陷：制造、安裝精度規定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、試求機構在圖示位置的所有瞬心。(5分)AAP12BC圖3-1b)P34P24P132314P14∞P23∞A’xyy’zz’３、已知一漸開線標準外嚙合圓柱齒輪機構,其模數，中心距，傳動比，試計算該齒輪機構的幾何尺寸（各輪的齒數、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、齒厚)。（1０分)答:該圓柱齒輪機構的傳動比: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：123.83mｍ５、在圖示的輪系中，已知各輪的齒數,且各輪均為對的安裝的標準齒輪,各齒輪的模數相同。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:運用右手定則得: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:(1）定軸輪系部分:(2)由式１、2與已知參數聯立可得: ?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：中南大學現代遠程教育課程考試復習題及參考答案機械原理一、填空題:１．機構具有擬定運動的條件是機構的自由度數等于。2．同一構件上各點的速度多邊形必于相應點位置組成的多邊形。３.在轉子平衡問題中，偏心質量產生的慣性力可以用相對地表達。４.機械系統的等效力學模型是具有,其上作用有的等效構件。5.無急回運動的曲柄搖桿機構,極位夾角等于,行程速比系數等于。6.平面連桿機構中，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,極位夾角等于36o,則行程速比系數等于。8.為減小凸輪機構的壓力角,應當凸輪的基圓半徑。9.凸輪推桿按等加速等減速規律運動時,在運動階段的前半程作運動，后半程作運動。10.增大模數,齒輪傳動的重合度;增多齒數，齒輪傳動的重合度。11.平行軸齒輪傳動中,外嚙合的兩齒輪轉向相，內嚙合的兩齒輪轉向相。12.輪系運轉時，假如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件共有個速度瞬心,且位于。14.鉸鏈四桿機構中傳動角為，傳動效率最大。15.連桿是不直接和相聯的構件;平面連桿機構中的運動副均為。１6.偏心輪機構是通過由鉸鏈四桿機構演化而來的。1７.機械發生自鎖時,其機械效率。１8．剛性轉子的動平衡的條件是。19.曲柄搖桿機構中的最小傳動角出現在與兩次共線的位置時。20．具有急回特性的曲桿搖桿機構行程速比系數k１。２1.四桿機構的壓力角和傳動角互為,壓力角越大，其傳力性能越。22.一個齒數為Ｚ,分度圓螺旋角為的斜齒圓柱齒輪，其當量齒數為。２３.設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.差動輪系是機構自由度等于的周轉輪系。２5．平面低副具有個約束,個自由度。2６.兩構件組成移動副，則它們的瞬心位置在。27.機械的效率公式為,當機械發生自鎖時其效率為。２8.標準直齒輪通過正變位后模數，齒厚。29．曲柄搖桿機構出現死點，是以作積極件，此時機構的角等于零。30.為減小凸輪機構的壓力角，可采用的措施有和。31.在曲柄搖桿機構中，假如將桿作為機架，則與機架相連的兩桿都可以作____運動,即得到雙曲柄機構。3２.凸輪從動件作等速運動時在行程始末有性沖擊；當其作運動時，從動件沒有沖擊。３3.標準齒輪圓上的壓力角為標準值，其大小等于。3４.標準直齒輪通過正變位后齒距，齒根圓。35.交錯角為9０的蝸輪蝸桿傳動的對的嚙合條件是、、。36.具有一個自由度的周轉輪系稱為輪系,具有兩個自由度的周轉輪系稱為________＿__＿_＿__輪系。二、簡答題：１．圖示鉸鏈四桿機構中,已知lAB=55mｍ,lBC=40ｍm，lＣD=50ｍm,lAD＝２5ｍm。試分析以哪個構件為機架可得到曲柄搖桿機構？(畫圖說明)2．鑒定機械自鎖的條件有哪些?3.轉子靜平衡和動平衡的力學條件有什么異同？4.飛輪是如何調節周期性速度波動的?5．導致轉子不平衡的因素是什么?平衡的目的又是什么？６.凸輪實際工作廓線為什么會出現變尖現象？設計中如何避免？７．漸開線齒廓嚙合的特點是什么？８.何謂基本桿組?機構的組成原理是什么？9．速度瞬心法一般用在什么場合？能否運用它進行加速度分析?１0．移動副中總反力的方位如何擬定?11．什么是機械的自鎖?移動副和轉動副自鎖的條件分別是什么？１２.凸輪輪廓曲線設計的基本原理是什么?如何選擇推桿滾子的半徑?1３.什么是齒輪的節圓?標準直齒輪在什么情況下其節圓與分度圓重合？14．什么是周轉輪系？什么是周轉輪系的轉化輪系？15．什么是傳動角？它的大小對機構的傳力性能有何影響?鉸鏈四桿機構的最小傳動角在什么位置？1６.機構運動分析當中的加速度多邊形具有哪些特點？17．導致轉子動不平衡的因素是什么？如何平衡?18.漸開線具有的特性有哪些?１9.凸輪機構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?增長齒輪的模數對提高重合度有無好處?2１.什么是標準中心距?一對標準齒輪的實際中心距大于標準中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化?三、計算與作圖題：1.計算圖示機構的自由度，規定指出也許存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。2．求圖示機構的所有瞬心和構件１、３的角速度比。3．用圖解法設計一曲柄滑塊機構。已知滑塊的行程速比系數Ｋ=1.4，滑塊的行程Ｈ=60mm。導路偏距e=20mm,求曲柄長度lAB和連桿長度lＢC。4．已知曲柄搖桿機構的行程速比系數K=１．25，搖桿長lCD=40mm，搖桿擺角Ψ=60o，機架長lＡD=5５mm。作圖設計此曲柄搖桿機構，求連桿和曲柄的長度。5.一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數Z1＝24，Z２＝64，模數m＝6ｍm，安裝的實際中心距ａ’＝265mｍ。試求兩輪的嚙合角a’，節圓半徑ｒ1’和r2’。6．已知輪系中各齒輪齒數Z1=20，Z2=4０，Z2’=Z３＝２0,Z4＝6０,n１=8０0r／min,求系桿轉速nＨ的大小和方向。7.計算圖示機構的自由度,規定指出也許存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。8．取一機器的主軸為等效構件,已知主軸平均轉速nm=1000r/min，在一個穩定運動循環(2）中的等效阻力矩Mer如圖所示,等效驅動力矩Ｍｅd為常數。若不計機器中各構件的轉動慣量，試求:當主軸運轉不均勻系數=0．05時,應在主軸上加裝的飛輪的轉動慣量JF。9．設計一鉸鏈四桿機構,已知搖桿長度為4０ｍm，擺角為40度,行程速比系數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．設計如題圖所示鉸鏈四桿機構，已知其搖桿CＤ的長度lCＤ=75ｍm,行程速度變化系數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。1１.一正常齒制標準直齒輪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,已知z1＝6,z2=ｚ2,＝25,ｚ3=5７，z４=56，求i14?13.計算圖示機構的自由度,規定指出也許存在的復合鉸鏈、局部自由度和虛約束。1４.如圖F為作用在推桿2上的外力，試擬定凸輪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.已知機構行程速度變化系數k＝１．2５,搖桿長度lCD＝400ｍm,擺角Ψ=30°，機架處在水平位置。試用圖解法設計擬定曲柄搖桿機構其他桿件的長度。１7.已知一對標準安裝的外嚙合標準直齒圓柱齒輪的中心距a=196mm,傳動比ｉ＝3.48，小齒輪齒數Z1=25。擬定這對齒輪的模數m;分度圓直徑d1、d2;齒頂圓直徑dａ1、dａ2；齒根圓直徑dｆ1、df2。(10分）1８．在圖示復合輪系中，已知各齒輪的齒數如括弧內所示。求傳動比。參考答案一、1．原動件數目2.相似于3．質徑積4．等效轉動慣量，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.擴大轉動副半徑1７．小于等于018．偏心質量產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.標準值;模數2４．２25.2；126.垂直移動路線的無窮遠處2７．η=輸出功/輸入功=抱負驅動力/實際驅動力;小于等于0２8.不變;增長29.搖桿