机械原理复习试题及答案修改版

机械原理机械原理 一、填空题：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原动件数目。 2. 同一构件上各点的速度多边形必相似于于对应点位置组成的多边形。 3. 无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于 0，行程速比等于 1。 4. 平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于90。 5. 一 个 曲 柄 摇 杆 机 构 ， 极 位 夹 角 等 于 36o ， 则 行 程 速 比 系 数 等 于 K=(180+36)/(180-36)=1.5。 6. 为减小凸轮机构的压力角，应该增大凸轮的基圆半径。 7. 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。 8. 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。 9. 平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相 相反，内啮合的两齿轮转向相相 同。 10.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是定 轴轮系。 11. 12. 13. 14. 15. 16. 三个彼此作平面运动的构件共有 3 个速度瞬心，且位于一条直线上。 铰链四杆机构中传动角 为 90。，传动效率最大。 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。 ★偏心轮机构是通过扩大转动副半径由铰链四杆机构演化而来的。 机械发生自锁时，其机械效率小于等于零。 曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在曲柄与机架两次共线的位置时。 仅供个人学习参考 17. 18. 19. 20. 具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 大于 1。 四杆机构的压力角和传动角互为余角，压力角越大，其传力性能越差。 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/cos3β 。 ※设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取 标准值值，且与其模数相匹 配。 21. 22. 23. 24. 25. 差动轮系是机构自由度等于 2 的周转轮系。 平面低副具有 2 个约束，1 个自由度。 两构件组成移动副，则它们的瞬心位置在垂直移动路线的无穷远处。 ※标准直齿轮经过正变位后模数不变，齿厚增加。 ※曲柄摇杆机构出现死点，是以摇杆作主动件，此时机构的传动角角等于 零。 26.※为减小凸轮机构的压力角，可采取的措施有 增加基圆半径和推杆合理 偏置。 27.在曲柄摇杆机构中，如果将最短杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以 作___整周回转运动，即得到双曲柄机构。 28.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有刚性性冲击；当其作正弦加速度运 动运动时，从动件没有冲击。 29. 30. 31. 标准齿轮分度圆上的压力角为标准值，其大小等于20。。 标准直齿轮经过正变位后齿距不变，齿根圆增加。 交错角为 90 的蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件是 mt2=mx1=m、α t2=αx1=α、 γ1=β 2。 32.具有一个自由度的周转轮系称为行星轮系，具有两个自由度的周转轮系称 为__差动__轮系。 仅供个人学习参考 二、简答题：二、简答题： 1) 图示铰链四杆机构中，已知l AB=55mm，lBC=40mm，lCD=50mm，lAD=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) 凸轮实际工作廓线为什么会出现变尖现象？设计中如何避免？ 答:变尖原因：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。避免措施：在满足滚子强度条件下，减小其半径的大小。 3) 渐开线齿廓啮合的特点是什么？ 1）定传动比 2）可分性 3）啮合线为一直线。 4) 何谓基本杆组？机构的组成原理是什么？ 基本杆组：不能拆分的最简单的自由度为0 的构件组。机构组成原理：任何机构 都可看成是有若干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。 5) 凸轮轮廓曲线设计的基本原理是什么？如何选择推杆滚子的半径？ 1）反转法原理 2）在满足强度条件下，保证凸轮实际轮廓曲线不出现尖点和“失真” ，即小于凸 轮理论轮廓的最小曲率半径。 6) 什么是齿轮的节圆？标准直齿轮在什么情况下其节圆与分度圆重合？ 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。 7) 什么是周转轮系？什么是周转轮系的转化轮系？ 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-ω 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。 8) 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？ 压力角的余角为传动角，传动角越大，机构传力性能越好。最小传动角出现在 曲柄和机架共线的位置。 9) 渐开线具有的特性有哪些？ 1）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）渐开线的形状取决于 基圆的大小 5）基圆内无渐开线。 10)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？ 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 仅供个人学习参考 称为推程运动角。 11)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？ 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。 12)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？ 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、计算与作图题：三、计算与作图题： (一)求图示机构的全部瞬心和构件 1、3 的角速度比。 ω 1/ω3=P13P34/P13P14=4 (二)一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z 1＝24，Z2＝64，模数 m＝6mm， 安装的实际中心距a’＝265mm。试求两轮的啮合角a’，节圆半径r 1’和 r 2’。 答：a=0.5m(z1+z2)=264；α ’=arcos(264*cos20°/265)=20.6° rb1=0.5m*z1cos20°=67.66；rb2=0.5m*z2cos20°=180.42 r’1=rb1/cosα ’=72.3；r’2=rb2/cosα ’=192.756 (三)已知轮系中各齿轮齿数 Z 1=20，Z2=40，Z2’=Z3=20，Z4=60，n1=800r/min，求系 杆转速 n H 的大小和方向。 齿轮 1、2 是定轴轮系传动：n 1/n2=z2/z1=2 齿轮 2‘-3-4 组成差动轮系：(n’ 2-nH)/(n4-nH)=-z4/z ’ 2=-3 又因为 n 2=n ’ 2n4=0 解得：n H=100r/min 方向与 n1 相同。 (四)设计如题图所示铰链四杆机构，已知其摇杆 CD 的长度lCD＝75mm，行程速度 变化系数k＝1.5，机架 AD 的长度lAD＝100mm，摇杆的一个极限位置与机架的夹 角φ＝45°