机械原理总复习.docx

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机械原理总复习

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第二章

一基本概念：

1机构的组成;

2运动副的概念;

3机构自由度的计算,注意复合铰链、局部自由度和虚约束的处理;

4机构具有确定运动的条件

5何谓机构运动简图；它与实际机构有何异同。

二填空题：

1根据机构的组成原理，任何机构都可以看作是由（机架）、（主动件）和（从动件）组成的。

2两构件之间线接触所组成的平面运动副，称为（高）副，它产生（1个）约束，

而保留（2个）自由度。

3机构具有确定运动的条件（原动件数目等于自由度数目）。

三计算分析题：

1计算如图所示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束。

2计算如图所示机构的自由度，并指出复合铰链、局部自由度和虚约束，

如果以凸轮为原动件，该机构是否具有确定的运动？

为什么?

3如图所示为齿轮——连杆机构，试分析：

1）该机构自由度为多少？

（要计算过程）

2）试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω3

第三章

一基本概念：

1连杆机构的传动特点；

2平面四杆机构的类型；；

3有曲柄存在的条件，急回特性，传动角与压力角，死点及死点与自锁的区别等概念；

4矢量方程图解法，瞬心法，三心定理，怎样求瞬心，绝对瞬心与相对瞬心的区别。

二填空题：

1对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角γ为（90°）。

23个彼此作平面平行运动的构件间共有（3）个速度瞬心,这几个瞬心必定位于（同一直线上）;

3含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有（15）个,其中有（5）个是绝对瞬心,有（10）个是

相对瞬心;

4一对心曲柄滑块机构中，若改为以曲柄为机架，则将演化为（回转导杆）机构。

5在平面四杆机构中，能实现急回运动的机构有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）等。

6相对瞬心与绝对瞬心的相同点是（两构件上的同速点），不同点是（绝对速度为零及不为零），在有六个构件组成的机构中，有（15）个瞬心。

7图1三种四杆机构分别是：

1）（曲柄摇杆）、2）（双曲柄）、3）（双摇杆）

三简答题：

1铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？

试加以说明。

答：

不同。

死点位置驱动力在驱动方向的分力为0；自锁是驱动力克服不了摩擦阻力所做的功。

2平面铰链四杆机构存在曲柄的条件是什么？

答：

最长杆最短杆之和小于等于其余两杆之和，机架或连架杆为最短杆。

3在对机构进行速度分析时，速度瞬心法一般适用于什么场合？

能否利用速度瞬心法对机构进行加速度分析?

答：

构件比较简单的场合，且各构件间的速度瞬心容易确定，且直观， 不能对机构进行加速度分析。

4四杆机构中压力角与传动角有什么关系？

它们对传动性能有何影响？

答：

压力角与传动角互余 。

压力角越大，传动越不利；传动角越大，传动越有利。

5在曲柄滑块机构中，当以曲柄为原动件时，是否有死点位置？

为什么？

答：

没有  因为在曲柄滑杆机构的最小传动角始终大于0

四分析计算题：

1如图3所示铰链四杆机构中，各杆的长度为杆1为28mm，杆2为52mm,杆3为50mm，杆4为73mm，当取杆4为机架时，求机构的极为夹角θ，杆3的最大摆角Φmax，机构的最小传动角γmin（结果可以作图量取）。

2　图示铰链四杆机构中，已知BC=50mm,DC=35mm,AD=30mm,试问：

⑴若此机构为曲柄摇杆机构，且AB杆为曲柄，AB的最大值为多少？

⑵若此机构为双曲柄机构，AB的最大值为多少？

⑶若此机构为双摇杆机构，AB应为多少？

3用图解法设计摆动导杆机构，已知行程速比系数K=1.5，曲柄长。

求机架长。

4设计一铰链四杆机构，如图已知其摇杆CD的长度为75mm，极位夹角θ等于36°，机架AD的长度为100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角φ=45°。

求曲柄AB的长度，连杆BC的长度，及该机构的最小传动角γmin（不必求具体值，只需画出出现最小传动角γmin时的机构位置图并在图上标出γmin即可）

T4T5

5图示机构运动简图中，μl=1（mm/mm）,AB杆的角速度为ω1，方向如图6所示，试用瞬心法求CD杆的角速度ω3的大小及方向。

第四章

一基本概念：

1凸轮机构的分类;

2常用的名词术语（如基圆、推程、推程压力角、回程、回程压力角等）；

3推杆常用的运动规律及其特点;

4凸轮机构的压力角有何要求；减小推程压力角可采用哪些措施？

二填空题：

1在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中（一次多项式）运动规律有刚性冲击,（二次多项式）运动规律有柔性冲击;（正弦）运动规律无冲击;

2偏心直动凸轮机构的压力角过大时，可通过（增大基圆半径）和（增大凸轮远程运动角）来减小压力角。

3凸轮的基圆半径是从（凸轮回转轴心）到（凸轮）的最短距离。

三分析题：

1一对心直动尖顶推杆偏心圆凸轮机构，O为凸轮几何中心，O1为凸轮转动中心，O1O=0.5OA，圆盘半径R=60mm。

1）根据图a及上述条件确定基圆半径r0、行程h，C点压力角αc和D点接触时的位移SD及压力角αD.

2）若偏心圆凸轮几何尺寸不变，仅将推杆由尖顶改为滚子，见图b，滚子半径rT=15mm。

试问上述参数r0、h、αc和SD、αD有否改变？

如认为没有改变需说明理由，可不必计算数值；如有改变也需说明理由，并计算其数值。

在图示的凸轮机构中，凸轮为原动件，其形状为一偏心轮，

（1）画出基圆，并在图上指出其基圆半径rb;

⑶画出机构在图示位置时推杆位移和压力角;

⑷画出凸轮由图示位置沿逆时针方向转90°后推杆位移和压力角.

第五章

一基本概念：

1齿廓啮合基本定律;

2渐开线的特性;

3渐开线齿廓的啮合特点;

4渐开线齿轮的基本参数和几何尺寸;

5一对齿轮的正确啮合条件;

6斜齿轮当量齿轮的含义；

7什么叫齿轮传动的重合度？

其意义何在？

8渐开线齿轮变位修正的目的。

二填空题：

1内啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是（模数和压力角应分别相等且螺旋角相同），蜗轮蜗杆的正确啮合条件是（蜗杆的轴面模数和压力角分别等于涡轮的端面模数和压力角mx1=mt2，ax1=at2=a）;

2一对斜齿圆柱齿轮传动的重合度由（端面重合度，轴向重合度）两部分组成,斜齿轮的当量齿轮是指（以法向压力角为压力角，以法向模数为模数作的）的直齿轮;

3渐开线齿轮的齿廓形状取决于（基圆）半径的大小，其值越大齿廓形状越（接近直线）。

4采用（范成法）切制渐开线齿廓时发生根切的原因是（刀具的顶部会过多的切入轮齿根部，因而将齿根的渐开线切去一部分）。

5斜齿轮的当量齿数ZV=（z/cos3B），圆锥齿轮的当量齿数ZV=（z/cosa）。

6一个采取负变位修正的直齿圆柱齿轮与同样基本参数的标准齿轮相比较，其（齿顶）圆及（齿根）圆变小了；而（基）圆及（分度）圆有大小则没有变。

三简答题：

1简述渐开线的主要特性，并写出参数方程。

答：

（1）发生线上BK线段长度等于基圆上被滚过的弧长AB，即BK=AB 

（2）发生线BK即为渐开线在K点的法线，又因发生线恒切于基圆，故知渐开线上任意点的法线恒与其基圆相切 

（3）发生线与基圆的切点B也是渐开线在K点处的曲率中心，线段BK就是渐开线在K点处的曲率半径。

（4）渐开线的形状取决于基圆的大小 （5）基圆以内无渐开线 ，渐开线极坐标方程：

Rk=Rb/cosαk

2对齿轮进行变位修正的目的是什么？

答：

由于标准齿轮可能会产生根切；可能无法安装；可能产生过大的尺侧间隙，影响传动的平稳性，重合度降低；一对相互啮合的标准齿轮中，由于小齿轮齿廓渐开线的曲率半径较小，齿根厚度也较薄，参与啮合的次数又较多，强度较低，影响到整个齿轮传动的承载能力。

为了改善上述不足，故采用变位修正的方法进行修正。

3一对标准齿轮传动的实际中心距ɑ′大于标准中心距ɑ时，其传动比有无变化？

它们还能正确啮合吗？

其重合度εα有无改变？

答：

无变化;能;减小

4简述渐开线标准斜齿圆柱齿轮当量齿数Zv的用途。

答：

可求得渐开线标斜齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数，并根据换算的结果选择加工的标准齿轮刀具 。

5渐开线齿轮的基本参数有哪几个？

其中哪些是有标准的？

为什么说这些参数是齿轮的基本参数？

答：

齿数z,模数m,压力角α，齿顶高系数ha*，顶隙系数c* 

压力角、齿顶高系数和顶隙系数是标准的，因为这些参数能够决定了齿轮的大小及齿轮齿廓的形状。

6简述渐开线齿廓的啮合特点。

答：

（1）能保证定传动比传动且具有可分性     

（2）渐开线齿廓之间的正压力方向不变

7什么叫齿轮传动的重合度？

其意义何在？

答：

在一对轮齿的啮合传动过程中，实际啮合线段B1B2 与法向齿距Pb的比值εα称为齿轮传动的重合度 

    重合度的大小表示同时参与啮合的齿轮对数的平均值。

重合度大，以为着同时参与啮合的齿轮对数多，对提高齿轮传动的平稳性和承载能力都有重要意义 

第六章

一基本概念：

1轮系传动比的计算，及各轮转向的判定;

2轮系的功用.

一填空题：

1周转轮系中的基本构件（中心轮，行星轮，行星架）;

2周转轮系中，若自由度为2，则称其为（差动轮系），若自由度为1，则称其为（行星轮系）。

二简答题:

1什么叫周转轮系？

答：

传动时,轮系中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而是绕另一个齿轮的固定轴线回转,这种轮系被称为周转轮系。

2简述轮系的功用。

答：

1实现两轴间远距离的运动和动力的传动、2实现变速传动、3实现换向传动、4实现差速作用。

三计算题：

1如图所示轮系中，已知各轮齿数为Z1＝Z2´＝25，Z2＝Z3=20，ZH=100，Z4＝20。

试求传动比i14。

2如图2所示已知齿轮1的转速n1=200r/min，而Z1=40，Z2=20，Z3=80。

求

1）

2）nH的大小及方向

T2

3如图所示轮系中，已知各轮齿数为Z1＝60，Z2＝20，Z2′＝20，Z3＝20，Z4=20，Z5=100，试求传动比i41。

第十一章

一基本概念：

1力的分类，驱动力与阻抗力的区别；

2惯性力的确定方法；

3运动副中摩擦力的确定；

4总反力的概念及其判定方法。

二分析题：

1如图所示定滑轮2的直径为D，虚线圆为转动副A中的摩擦圆，其半径为ρ，F为驱动力，垂直向下。

若不及绳与轮间的摩擦力，试求：

1）在图上标出转动副A中的总反力FR12的位置和方向；

2）使重物Q等速上升的驱动力F（用Q表示）；

3）该滑轮的机械效率η

在如图2所示机构中，已知各构件的尺寸及ω1为常数（逆时钟方向）。

试确定：

图示位置的瞬心P13及P14的位置及滑块4的速度v4（用ω1表示）；

各运动副中的总反力R51、R12、R52、R23及R54的方位（不考虑各构件重量及惯性力；图中M及P为外力，虚线小圆为摩擦圆，运动副B和移动副E处摩擦角为φ=10°；要求分别作图）。

第十二章

一基本概念：

1机械效率的定义，机械效率的意义；

2什么叫机构的自锁;

3机械自锁的条件.

二填空题：

1设螺纹的升角为λ，接触面的当量摩擦系数为（ fv ）,则螺旋副自锁的条件为（

2移动副的自锁条件是（驱动力作用于摩擦角内），转动副的自锁条件是（驱动力作用于摩擦角圆内），从效率的观点来看，机构的自锁条件是（驱动力做的功小于或等于由其引起摩擦力所做的功）。

三简答题：

1何谓摩擦圆？

为何要引进摩擦圆的概念？

摩擦圆的大小与哪些因素有关？

答：

在转动副中，以轴颈中心为圆心，以肉（密度符号）=fv*r为半径所作的圆称为摩擦圆。

因轴承对轴径的总反力FR始终切于摩擦圆，引入摩擦圆有利于判定总反力的方位。

与轴承半径以及当量摩擦系数有关。

2何谓机构的自锁？

举出两种工程中利用机械自锁完成工作要求的实例。

答：

在某些机械中，由于摩擦的存在，出现无论驱动力如何增大都无法使机械沿着有效驱动力作用的方向运动的现象，称为机械的自锁     千斤顶，斜面压榨机，偏心夹具，炮膛

第十三章

一基本概念：

1刚性转子静平衡的力学条件；刚性转子动平衡的力学条件。

；

2机械平衡的方法。

一填空题：

1刚性回转构件的不平衡可以分为两种类型，一种是（静平衡），其质量分布特点是（在同一平面内）；另一种是（动平衡），其质量分布特点是（在不同平面内）。

2刚性转子的静平衡就是要使（ 离心惯性力）之和为零。

而刚性转子的动平衡则要使（惯性力）之和为零以及（惯性力所构成的力矩）之和为零。

三简述题：

1简述机械中不平衡惯性力的危害。

答：

机械在运转时，构件所产生的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力。

这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且由于这些惯性力一般都是周期性变化的，所以必将引起机械及其基础产生强迫震动。

2造成机械不平衡的原因有哪些？

机械平衡的目的是什么？

答：

所有零件的惯性矩之和不为零，减少或避免机械的晃动或震动。

第十四章

一基本概念

1速度波动的原因；

2速度波动的类型；

3周期性速度波动如何调节？

非周期性速度波动如何调节；

4会画能量指示图；最大盈亏功的概念及其求法；

5等效力（力矩）、等效转动惯量（质量）的概念，以及计算它们的条件。

二填空题：

1为了减小飞轮的质量和尺寸，最好将飞轮安装在机械的（高速）轴上。

2机器中安装飞轮的目的,一般是为了（减小飞轮的转动惯量）,而同时还可达到（满足同样的速度不均匀系数）的目的;

3周期性速度波动和非周期性速度波动的调节方法分别为（安装飞轮）和（使用电动机，使等效的驱动力矩和等效阻力矩彼此相互适应）;

三简答题：

1何谓机器的“运转速度不均匀系数“？

机械的周期性速度波动调节的实质和方法是什么？

[σ]是否选得越小越好？

答：

角速度的幅度maxmin与平均角速度m之比称为机械的运转速度不均匀系数 实质：

能量的储存与释放 方法：

安装飞轮 

不是   可能导致FJ太大。

另还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可能性等因素。

2等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么？

四计算题