机械原理考试题库及答案.pdf

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1、试题1一、选 择 题（每空2 分，共 10分）1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。A、从动件的尺寸B、机构组成情况C、原动件运动规律D、原动件运动规律和机构的组成情况2、一钱链四杆机构各杆长度分别为30mm,60mm,80mm,100m m,当以30mm的杆为机架时，则该机构为 A 机构。A、双摇杆B、双曲柄C、曲柄摇杆D、不能构成四杆机构3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时,既无柔性冲击也无刚性冲击。A、一次多项式运动规律B、二次多项式运动规律C、正弦加速运动规律D、余弦加速运动规律4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是一 B。A、只要在一个平衡面内增加或出去一

2、个平衡质量即可获得平衡B、动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来C、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b 与其直径D之比b/D v0.2）D、使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。A、模数B、分度圆上压力角C、齿数D、前 3 项二、填 空 题（每空2 分，共 20分）1、两构件通过面接触而构成的运动副称为 低副。2、作相对运动的三个构件的三个瞬心必在同一条直线上。3、转 动 副 的 自 锁 条 件 是 驱动力臂W 摩擦圆半径 o4、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点：啮合性能好，重合度大，结构紧凑 o5、在周转轮系中，根据其自由度的数目进

3、行分类：若其自由度为2,则 称 为 差 动 轮 系，若其自由度为 1,则称其为行星轮系。6、装有行星轮的构件称为行 星 架（转臂或系杆）。7、棘轮机构的典型结构中的组成有：摇杆、棘爪、棘轮等。三、简 答 题（15分）1、什么是构件？答：构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的单位体。2、何谓四杆机构的“死点”？答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时丫=0,主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为死点。3、用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切

4、的方法有哪些？答：出现根切现象的原因：刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m）超过了被切齿轮的啮合极限点Ni，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。避免根切的方法：a）减小齿顶高系数ha*b）加大刀具角ac）变位修正四、计 算 题（45 分）1、计算如图1 所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2）图 1小题a：其 中 A、B 处各有一个转动副，B 处有一个移动副，C、D 处的移动副记作一个移动副。即n=3,P/=4,ph=0,p=F=0；所以该机构自由度为：F =3n-(2p+ph-p)-F=3x3-(2x4+0-0)-0=1小题b：其中A、B、C,G、H处各有一个转动副，F处为

5、复合较链有两个转动副，B处有一个局部自由度，D、E处的两个移动副记作一个移动副。即=7,P l=9,p,=l,p=0,F=；所以该机构自由度为：F 3 n-(2 pl +ph-p)-F=3x7-(2 x9+l-0)-l=12、如图2所示机构中，各尺寸为：s=3 0 mm,/J C=1 0 0 mm,/5 D=5 0 mm,/o=4 0 mm,曲柄以等角速度3i=1 0 rad/s 运动，试用图解法求机构在怯=4 5 时，点 D和 E的加速度，以及构件2的角速度和角加速度。（1 5 分）且构件2作平面一般运动，选 C （C 2 和 C 3）为重合点，则 Vc3=VC 4=0,ac3=ac4=0,

6、3 3=3 2,a3=a2 i.速度分析ve=JAB=1 x 0.03=0.3m/s%2 =%+VC2B=%3方向 L A B IB C大小 4?0VC2C3IIBC?取 葭=0.005ms1/mm作上式的速度图（图b）,再根据速度影像原理得点d及e。vD-氏 pd-0.005 x45.2=0.23m/s（沿pd方向）vE=氏 pe=0.005x 34.4=0.17m/s（，即e 方 向）氏 be?0.005x48.5,眸”舛、co,=-=-=2.00raJ Is（瞬 时 针）2 lbc 0.123ii.加速度分析aB=a=CDAB=100 x 0.03=3m/s228=2.002 x 0.1

7、23=0.497?/52屋2 c3=2例2c3=2 x 2 x 0.005 X 34.5=0.69m/（方 向O f E）aC2=6+aC2B+aC2R-aC3+2 c 3+aC2C3方向 C B L B C -LBC II BC大小 v v?0 v?以u a=0.04m s-2/mm作加速度图（图c）,再加速度影像原理得点d，和el由图可得:aD=jna pd=0.04x65.14=2.6 bn/52 命 /方 向）4 =4*=04x71.01=2.84m/s2（沿pN方 向）o _ aC2B2 一 G=户“小2。22 0.04x25.85 o.,.2 乩、=-=8 41raJ/.s-2（顺

8、 时 针）CB0.1233、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。己知z/=18,Z2=36,模数尸3,压力角。与齿顶高系数力；为标准值,试求：（10分）1）2）3）答：该圆柱齿轮机构的传动比方两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、求两轮的中心距齿根圆直径、基圆直径、分度圆上齿厚a）该圆柱齿轮机构的传动比.z2 36小=丁m=2b）两轮的分度圆直径:4 =inzi=3 x 1 8 =5 4 m m d2=mz2=3 x 3 6 =1 0 8 A mz齿顶圆直径：daK=(Z +2瓦)2 =(1 8+2 x 1)x3 =6 3 mmda2 (z2+2h：)tn=(3 6 +2 x1)x3 =1 1

9、7 m m齿根圆直径：dj、=(4 -2 6；-2 c)%=(1 8-2 x1-2 x0.2 5)x3 =4 6.5 m加df2=(Z2-2/Z*-2C=(3 6-2 x 1 2 x 0.2 5)x3 =l0 0.5 mm基圆直径：4”二 4 x cos 3 =5 4 x cos 2 0 =5 0.7 4 mmdh2=d2x cos S=1 1 7 x cos 2 0 =1 0 9.9 4 mm分度圆上齿厚：7rm 3.1 4 x3 T -2-=4.7 mmc）两轮中心距:”3=卫明8加2 24、在图示轮系中，已知：Zi=2 2,Z3=8 8,Z3,=Z5O试求传答：齿 轮1、2、3、H组成行

10、星轮系部分；齿轮3:4、5组成定轴轮系部分：其中行星轮系部分的传动比：珞=g一%=一 咨=一 生=_ 竺=-4 （1）外 一 O）H zzi z 2 2定轴轮系部分：图3动比后。（1 0分）5=-=-1 (2)Z丁由图中可知：co5=coH(3)又有：CD.=cov(4)由 式1、2、3、4联立可得:“1 5 =9五、设 计 题（1 0 分）设计一导杆机构，已知机架长度1 0 0 mm,行程速比系数K=1.5 o（要求保留作图轨迹，以及必要的文字说明）解：导杆机构的极位夹角6=180X（T）=180 x（L 5 T）=36oK +1 1.5 +1根据导杆机构的特性知：。=夕；其中为导杆的摆角作

11、图步骤：a）作 Z.mDn-（p-6b）作/相。九 的角平分线，在该线上取4M=d=1 0 0 沏（即机架长度）c）过 A 点作导杆任一极位的垂线A G（或 AC2）,其即为曲柄，故a-d sin（/2）=l（）（）x sin（36/2）=30.90mmm /n A/C试题2一、填 空 题(每题2 分，共 20分)1、机构具有确定运动的条件：机构自由度数=机构的原动件数。2、速度影像的相似原理只能应用于 同一构件上 的各点。3、对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则该机构演化为定块机构(或直动导杆机构)。4、移动副的自锁条件是：驱 动 力 作 用 在 移 动 副 的 摩 擦 角 内。5、凸轮机构

12、推杆的常用运动规律中，一次多项式 运动规律有刚性冲击。6、渐开线的形状取决于 基圆 的大小。7、直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是：模数相等、压力角相等。8、有一外槽轮机构，已知槽轮的槽数z=4,转盘上装有一个圆销，则该槽轮机构的运动系数k=0.259、回转构件进行动平衡时，应在 两个平衡基面 上加平衡质量。10、当两构件组成兼有滑动和滚动的高副时，其瞬心在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _过接触点高副元素的公法线_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _处。二、简 答 题(每小题5 分，共

13、25分)1、简述构件和零件的区别和联系？答：a)构件：从运动角度讲是不可再分的单位体。b)零件：从制造角度讲是不可再分的单位体。c)构件可以由多个零件通过刚性联结获得。2、什么是当量摩擦系数？答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。3、实现往复移动或往复摆动的机构有哪些？答：(1)连杆机构(2)凸轮机构(3)螺旋机构(4)齿轮齿条机构(5)组合机构4、机械的“平衡”与“调速”都可以减轻机械中的动载荷，但两者有何本质区别？答：1）机械平衡是通过消除或减小惯性力和惯性力矩来减轻机械中的动载荷。2）调速是使机械的运

14、动避开其共振区域，从而减小轴的挠度，获得减轻机械中动载荷的目的。5、简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优缺点？答：优点：（1）啮合性能好：逐渐啮入，逐渐啮出，传动平稳，噪音小。（2）重合度大：降低每对齿轮的载荷，提高承载能力。（3）结构紧凑：避免根切的最小齿数小。缺点：运转时有轴向力。三、计 算 题（共45分）1、绘制缝纫机下针机构简图（草图）。（5分）2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度,并分析组成此机构的基本杆组及机构级别。（1 0 分）答：见图所示。活动构件n=7；低副p l=1 0；所以机构的自由度为F=3n-Q paph-P）-F=3 x 7-（2xl0+lx0-0）-0 =

15、l以 AB为原动件：机构可分解成下图。n级机构因此该机构为：n级机构3、试求机构在图示位置的全部瞬心。（5分）答：A点为P 1 3：B点为P P 2 3由三心定理求得，见图。4、在图示导杆机构中，ZBAC=9 0,lA B=60tnm,/数=1 2 0 m m ,曲柄AB以等角速度用=3 0 m d/s转动，试用相对运动图解法求构件3的角速度和角加速度。（1 5分）解：以U i=0.0 0 1 m/m m作机构的位置简图，如图a所示。lB C=+=71202+602=13 4 m ma）速度分析求VB 2vB 2=vB1=COJAB=30 x 0.06=1.8m/s（方向垂直 AB 转向同 a

16、 i）求 以3cVB 2 VB 3+方向 1 A B IB C大小 1.8?取 U v=0.01m s-/mm作上式的速 度 图（图 b）VB2B3/A B?vB3=4，P4=0.0 1 x 80.3 6 0.8m/s（方向见图）以 2z?3=A 3=0.0 1 x 1 6 1.0 7 b 1.6 m/5 （方向见图）v o 0.8co.=-brad/slBC 1 3 4 x 1 0-3（逆时针）“82%a）加速度分析=%2 =3 O2 x 0.0 6 =5 4?/Y（方向5 A）=xlBC=62 x 0.1 3 4、4.8m/s（方向8-C）说2B 3=2&3以283=2 x 6 x 1.6

17、 =1 9 2 /s（方向 _L vf l 2 B 3）aB 2=方 向 B-A大小 5 4aB 3 +BTC4.8矶3BC9+aB 2B 3+-L VB 2B 31 9.2aB 2B 3IIBC2以P a=lm s2/mm作加速度图（图c）ah=1 x 2 9.0 8 x 29m/s2（方向见图）zy 一维3展2 9-=26rad/s20.1 3 4abc5、图示轮系中，己知：Z,=60,Z2=z2 =z3=z4 2 0,z5=1 0 0 1,试求传动比 i 打。（1 0 分）答：H_ z2z5 _ 2 0 x 1 0()_ 5 ,_ T 11 5 0-%z1z2,6 0 x 2 0 331

18、产=例一H=Z2Z3Z4=2 0 x 2 0 =1 (2)颔 H J.5 一H 年 2 4 6 0 x 2 0 3 叩4 广荡一由式1、2联立可得：/4 1=-1.55 T四、设 计 题（10分）如图所示，设已知破碎机的行程速比系数K=L 2,颗 板 长 度 3 0 0 幡，颗板摆角9 =3 5,曲柄长 6 0 m m。试设计该四杆机构。解：作图步骤：d）由给定的行程速比变化系数K,得曲柄摇杆夹角八 1 8 0 x(K l)1 8 0 x(1.2-l)t z=-=-机 构 的 极 位1 6.3 6 K+11.2 +1e）作出摇杆两个极限位置C Q和 C 2 D,使/。182=35。D连接Ci、

19、C2，并作C i M 垂直于C1 C2。g）作/。2 双=90。一夕=90。一1 6.3 6。=7 3.6 4。，N与M相 交 于 P点，由 图 可 见，ZQP Q=6 =1 6.3 6。h）利用余弦定理求A G （令为x）COS。(2 X 1AB+X)+X /C1C22(2xlAB+x)x量得，c i c 2 =1 8 0.4 2/初”代入求得连杆的长度：x=225.44mmi）以 C.为圆心，x 为半径作圆，与前述外接圆的交点即j）量得机架长：3 0 9.4 3 m m为所求的A 点。试题3一、填 空 题（每空2分，共 2 0 分）1、机构中按给定的运动规律对立运动的构件称为 原动件；而其

20、余活动构件称为_ _ _ _ _ _ _ _ 丛动件。2、转动副的自锁条件是：驱动力作用在摩擦圆内 o3、对心曲柄滑块机构，若以曲柄为机架，则该机构演化为 导杆机构。4、机构的压力角是指 力 与 速 度 所 夹 锐 角。5、凸轮机构推杆的常用运动规律中，余弦加速度运动规律有 柔性 冲击。6、齿轮机构的重合度愈大，表明同时参加啮合的轮齿对数愈多。7、棘轮机构的主要组成构件有：棘轮、棘爪、止 动 爪 等。8、机器速度波动的类型有：周期性速度波动、非周期性速度波动。9、设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象时，则尺寸参数上应采取的措施是：加大基圆半径。1 0、在曲柄摇杆机构中，当 曲

21、柄 与 机架两次共线位置时出现最小传动角。二、简 答 题（每小题5分，共 2 5 分）1、何谓运动副及运动副元素？答：运动副是指两构件直接接触具有确定的相对运动关系的一种联结。（书本）：两个构件直接接触而组成的可动的联接。运动副元素：参加接触的部分。两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。2、列举5种能实现连续回转运动的机构。答：1）摩擦传动机构：如带传动、摩擦轮等2）啮合传动机构：如齿轮传动、蜗杆传动、链传动等3）连杆机构：如双曲柄机构、平行四边形机构等。3、简述进行质量代换需要满足的三个条件？动代换和静代换各应满足什么条件?答：质量代换法需满足三个条件：1、代换前后构件的质量不变；2、代换

22、前后构件的质心位置不变；3、代换前后构件对质心轴的转动惯量不变；其中：动代换需要满足前面三个条件；静代换满足前两个条件便可。4、齿轮传动要匀速、平稳地进行，必须满足哪些条件？答：1）对齿廓的要求：齿廓满足定传动比的齿廓啮合基本定律。2）对重合度要求：齿轮啮合的重合度大于1。3）对正确啮合要求：满足正确啮合条件。5、有一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子，问是否可行？为什么？答：不一定。令滚子半径为9 ；凸轮理论轮廓线的最小曲率半径为夕m i n当：4 P m i n 时：工作廓线出现交叉，出现失真现象。这时不可行。当：时：工作廓线出现尖点，凸轮轮廓在尖点处易

23、磨损而导致失真。这时也不可行。当：4 P m i n 时：这时也不可行。三、计 算 题（共 45分）1、绘制唧筒机构简图（草图）。（5分）2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度；以 EG为原动件时分析组成此机构的基本杆组及机构级别。（1 0 分）答：活动构件n=7；低副p l=1 0；所以机构的自由度为F=3 n-（,2p/+ph-p）-F=3 x 7-（2xl0+lx0-0）-0 -l以 AB为元动件：机构可分解成下图。为H 1 级机构3、试求机构在图示位置的全部瞬心。（5分）答：A点为P|2：B点为P 2 3；C点为P 3 4；D点为P 1 4；P|3 由三心定理求得为B点，见图。P

24、 2 4 由三心定理求得为D点，见图。4、图示较链四杆机构中，已知=50加机=35，%”,乙 0 =3 0,AD为机架，（1 5 分）（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且 AB为曲柄，求 的 最 大 值;（2）若此机构为双曲柄机构，求 乙8 的最小值;（3）若此机构为双摇杆机构，求乙片值的范围；解：1）曲柄摇杆机构要求满足“杆长条件”；曲柄为连架杆且条件。由“杆长条件”知：lA B+lB C lA D+lCD即：lA B 满足“杆长条件”；最短杆为机架；。满足平行四边形机构条件。（：lBC*lA D：.排 除）当 B C 为最长杆时：由“杆长条件”知：乙。+lB C J +Z J L v*-/=3

25、0+50 35=45 itvn当 A B 为最长杆时：由“杆长条件”知：lA D+lA B lB C+lC D即：lA B 满足“杆长条件”；B C为最短杆（lB C lCD：.排 除）不满足“杆长条件”当A D为最短杆时：要 求:IAD+IB C IA B+IC D；LB W 50 得:45 lA B I,B C +I CD;50 得：I A B 55当A B为最长杆时：要求：IBC+IA B IA D+IC D；/3 0得：1 5 d3&、d5 d6,.2 .为使各齿轮加工时不产生根切。试确定这三队齿轮Z1 与Z 2,Z3与方。Z5 与Z6的传动类型。3.按不产生根切的最小变位系数公式，求

26、出Z3与 Z 的变位系数X 3,、X 、基圆直径 d b i、丸和齿顶圆直径d“、d b 2 o解：1 .d i =40 mm,d2=2 8mm、d3=2 6 mm、d.,=40 mmd5=32 mm、d6=6 4mm（4分）2 .轮1、2 采用等移距变位齿轮传动，3、4采用正传动（5 分）3.最小变位系数1 7-1 4/1 7=0.1 76d a i=43.6 84mm、d a2=2 8.35 2 mm；d n=37.85 2 mm,dr 2=2 1.1 48mm（6 分）2.（1 0 分）已知斜齿轮传动齿数Zi=2 0,Z2=40,模数mn=8mm,压力角a=2 0,中心距a=2 5 0

27、mm,试求其1 .螺旋角B2 .齿顶圆直径心,必3.不产生会根切的最少齿数解：1 .螺旋角6=1 6.2 6 （4分）2 .齿顶圆直径 c L=1 82.6 6 7mm,da 2=349.39mm,（4分）23.不产生根切的最少齿数Zmi n=1 5 （2 分）六、（1 5 分）在图示的轮系中，已知各轮齿数为I-1,Z2=Z3=40,Z.I=100,ZS=Z6=Z7=30 f 成求传动比 i 7o o解Z1,Z2为定轴轮系z5 z6 Z7为定轴轮系（5分）z2-Z3 Z4 z5,（H）为周转轮系（7分）分别列方程联立求解得U=1 2 （3分）七.（5分）利用四杆机构的功能，将连杆机构作为驱动件

28、，去掉废旧自行车的链条，将废旧自行车改装成能在宿舍里锻炼身体的小装置，试画出构思的机构简图，并说出连杆机构的类型和主动件构件的名称解：曲柄摇杆机构、（3分）摇杆为主动件。（2分）2 0 0 7年 机械原理考试题与解答一、单项选择题（共1 8分，每小题2 分）1、B 是构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元。A.机器 B.零件 C.构件 D.机构。2、曲柄摇杆机构的死点发生在 C 位置。A.主动杆与摇杆共线 B.主动杆与机架共线C.从动杆与连杆共线 D.从动杆与机架共线3、偏心轮机构是由较链四杆机构_ A_ 演化而来的。A.扩大转动副 B.取不同的构件为机架C.化转动副为移动副 D.化低副

29、为高副4、渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角B _oA.加大 B.不变 C.减小 D.不能确定5、用齿条型刀具加工*=2 0。、，九*小 1、=30。的斜齿圆柱齿轮时不产生根切的最少数是_ _ B 。A.1 7 B.1 4 C.1 2 D.1 86、基本周转轮系是由C 构 成。A.行星轮和中心轮 B.行星轮、惰轮和中心轮C.行星轮、行星架和中心轮 D.行星轮、惰轮和行星架7、机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间_B 产生相对运动。A.可以 B.不能 C.不一定能8、较链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而充分条件

30、是取 A 为机架。A.最短杆或最短杆相邻边B.最长杆；C.最短杆的对边。9、渐开线在B_上的压力角、曲率半径最小。A.根圆 B.基圆 C.分度圆 D.齿顶圆10、两渐开线齿轮的齿形相同，则_A _ _A.它们的模数一定相等 B.它们一定满足正确啮合条件C.它们的基圆的压力角一定相等11、在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，齿廓接触处所受的法向作用力方向C 。A.不断变化 B.不能确定 C.保持不变二、判断题(正确的填“，错误填 F”，共10 分，每小题1分)1、机构的自由度就是构件的自由度。(F )2、一切自由度不为1的机构，其各构件之间都不可能具有确定的相对运动。(T )3、偏心轮机构是由曲柄摇

31、杆机构演化而来的。(T )4、在四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得到双摇杆机构。(T )5、在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。(F )6、在转动副和移动副中都存在复合较链。(F )7、曲柄摇杆机构的行程速比系数4不可能等于1。(F )8、图示机构中，当箭头所示构件为原动件时，该机构存在死点。(T )G9、滚子从动件盘形凸轮的压力角必须在实际轮廓曲线上度量。(F )10、所有平底直动从动件凸轮机构，其压力角均为0。(F )三、(8 分)计算下图所示机构的自由度。打箭头的为主动件，若图中含有局部自由度、复合较链和虚约束等情况时，应具体指出，并判断机构是否具有确定的运动。答案n=7,

32、PL=9；Ph=lF =3 n-2PL-R=3 X 7 2 X 9 T=2B处为局部自由度；E处为复合较链不具有确定的运动四、(15 分)1.机构传动出现的“死点”对设计人员来说是个棘手的问题，试分析以下图示机构(1)哪个构件为主动件时机构会出现死点；(2)图示机构是如何实现无死点的。2.将,10 k g的重物向上举升3 5 m m 后急速返回可采用何种机构？(说出机构名称即可)答案：(a)在滑块C 表面的中间部分加上斜度，在行程未端使曲柄销与滑块C 中心线错位的结构可避开死点。(b)偏置曲柄滑块机构五、(25 分)1.已知一对标准齿轮 =24,0=9 6,犷4 m m,a=20,九*=1,c

33、*=0.25。1)试计算大小齿轮的分度圆直径d,d;齿 顶 圆 直 径 办,并用图解法求出重合度 o2)若这对齿轮使用日久磨损严重需要修复，按磨损情况，拟将小齿轮报废，重新制作小齿轮，而大齿轮进行修复，已知修复后的大齿轮的齿顶圆要减小4 m m,试确定这对齿轮修复时的变位系数x.,x2.2.某传动装置采用一对标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数z 尸 20,Z 2=5 4,Z Z F 4 m m,加工时误将箱体孔距键大为a=15 0m m,齿轮尚末加工。当采用斜齿圆柱齿轮进行补救时，求出其螺旋角6。答案：1.(1)齿顶圆直径 d a i,=104 m m da2=392mm等移距变位；大齿轮负变位；小齿

34、轮正变位(2)变位系数 x2;da 2=z m +2 力 m=392mm-2x2m=4 x2=-0.5 nun Xi=0.5 nun2.将齿轮改为斜齿轮，使中心距等于：=冽 4-Z2)/(2COS%-4 x(20+54)/(2 cos jB)=150煦cos 5=148/150=0.9867六、（20分）在图示的脚踏车里程表的机构中，。为车轮轴，已知各轮齿数为为=20,2=100,Z 3=120,Z 4=12,Z 4=3 0,Z5=100O 当&=15 r/m i n 时，试求表上的指针的转速小。答案：(1)3,4,4 5,H(2)为行星轮系：1,2 为定轴轮系(2)i Z =%n)i/n 3

35、-n n-3 ；n2=nH;n 3=0；i i 2=n i/n2=5 n2=3 inP=6 r p mm与m同向机械原理考试（3）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 O2.同一构件上各点的速度多边形必 于对应点位置组成的多边形。3.在转子平衡问题中，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,其上作用有 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 o6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于 o7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36。，则行程速比系数等于 o8.为减

36、小凸轮机构的压力角，应该 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 运动,后半程作 运动。10.增大模数，齿 轮 传 动 的 重 合 度；增多齿数，齿轮传动的重合度 O11.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 O12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。13.三个彼此作平面运动的构件共有 个速度瞬心，且位于 o14.钱链四杆机构中传动角/为-，传动效率最大。15.连杆是不直接和 相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为 O16.偏心轮机构是通过 由较链四杆机构演化而来的。17.机械发生自

37、锁时，其机械效率 o18.刚 性 转 子 的 动 平 衡 的 条 件是O19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在 与 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 lo21.四 杆 机 构 的 压 力 角 和 传 动 角 互 为,压力角越大，其传力性能越 O22.一个齿数为Z,分度圆螺旋角为尸的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为O23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取 值，且与其 相匹配。24.差动轮系是机构自由度等于 的周转轮系。25.平面低副具有 个约束，个自由度。26.两构件组成移动副，则它们的瞬心位置在 o27.机械的效率公式为,当机械发生自锁时其效率为 o28.标 准

38、直 齿 轮 经 过 正 变 位 后 模 数,齿厚 o29.曲柄摇杆机构出现死点，是以 作主动件，此时机构的 角等于零。30.为 减 小 凸 轮 机 构 的 压 力 角，可 采 取 的 措 施 有和 O31.在曲柄摇杆机构中，如果将 杆作为机架，则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 性冲击；当其作 运动时，从动件没有冲击。33.标准齿轮 圆上的压力角为标准值，其大小等于 o34.标 准 直 齿 轮 经 过 正 变 位 后 齿 距,齿根圆 o35.交错角为9 0的 蜗 轮 蜗 杆 传 动 的 正 确 啮 合 条 件 是、o36.具有一个自由度

39、的周转轮系称为 轮系，具有两个自由度的周转轮系称为 轮系。二、简答题：1 .图示较链四杆机构中，已知L*B=5 5 m m,4 c=4 0 m m,7C)=5 0 m m,7A()=2 5 m m o 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 .转子静平衡和动平衡的力学条件有什么异同？4 .飞轮是如何调节周期性速度波动的？5 .造成转子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？6.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？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

40、用它进行加速度分析？1 0 .移动副中总反力的方位如何确定？1 1 .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？1 2 .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 3 .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？1 4 .什么是周转轮系？什么是周转轮系的转化轮系？1 5 .什么是传动角？它的大小对机构的传力性能有何影响？较链四杆机构的最小传动角在什么位置？1 6.机构运动分析当中的加速度多边形具有哪些特点？1 7 .造成转子动不平衡的原因是什么？如何平衡？1 8 .渐开线具有的特性有哪些？1 9 .凸轮机构从动件的运动一般分为哪几个阶段？什么是

41、推程运动角？2 0 .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？2 1 .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、计算与作图题：1.计算图示机构的自由度，要求指出可能存在的复合较链、局部自由度和虚约束。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於1.4,滑块的行程代60 m m。导路偏距f 2 0 m m,求曲柄长度心和连杆长度友。4 .已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K=L 2 5,摇杆长7C D=4 0 m m,摇杆摆角中=60。，机架长Z w=5

42、5 m m。作图设计此曲柄摇杆机构，求连杆和曲柄的长度。5 .一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z =2 4,/=64,模数m=6m m,安装的实际中心距a =2 65 m m o试求两轮的啮合角a ,节圆半径rj和四。6.已知轮系中各齿轮齿数 Z i=2 0,Z2=4 0,Z2,=Z3=2 0,Z.,=60,n i=8 0 0 r/m i n,求系杆转速n”的大小和方向。7 .计算图示机构的自由度，要求指出可能存在的复合较链、局部自由度和虚约束。8 .取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速您=1 0 0 0 r/m i n,在一个稳定运动循环（2 万）中的等效阻力矩M e r 如图

43、所示，等效驱动力矩M e d 为常数。若不计机器中各构件的转动惯量，试求：当主轴运转不均匀系数5=0.0 5 时，应在主轴上加装的飞轮的转动惯量J r o9 .设计一较链四杆机构，已知摇杆长度为40 m ll1,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。1 0 .设计如题图所示较链四杆机构，已知其摇杆C D 的长度，C D =7 5m m,行程速度变化系数A=L 5,机架A D 的长度/A D=1 0 0 m m,摇杆的一个极限位置与机架的夹角0=45,用作图法求曲柄的长度/AB和连杆的长度，B C。1 1 .一正常齿制标准直齿轮m=

44、4,z=30,a=20 ,计算其分度圆直径、基圆直径、齿距、齿顶圆直径及齿顶圆上的压力角。1 2.如图，已知 Z i=6,z2=z2=25,Z3=57,Z4=56,求 九？1 3.计算图示机构的自由度，要求指出可能存在的复合较链、局部自由度和虚约束。BA1 4.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R|2及R32的方位（不计重力和惯性力，虚线小圆为摩擦圆）。1 5.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。1 6.已知机构行程速度变化系数=1.25,摇杆长度，C D=40 0 m m,摆角歹=30 ,机架处于水平位置。试用图解法设计

45、确定曲柄摇杆机构其他杆件的长度。1 7 .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=1 9 6m m,传动比i=3.48,小齿轮齿数Z i=25。确定这对齿轮的模数m；分度圆直径小、d2；齿顶圆直径d a 1、d a2;齿根圆直径d n、df 2o（1 0 分）1 8.在图示复合轮系中，已知各齿轮的齿数如括弧内所示。求传动比喘。参考答案一、1.原动件数目2.相似于3.质径积4.等效转动惯量，等效力矩5.0,16.9 07 .1.58 .增大9 .等加速；等减速1 0 .不变；增大1 1 .相反；相同1 2.定轴1 3.3；一条直线上1 4.9 0 1 5.机架；低副1 6.扩大转动副

46、半径1 7 .小于等于01 8 .偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为01 9 .曲柄；机架20 .大于21 .余角；差4022.z/c o s B23.标准值；模数24.225.2；126.垂直移动路线的无穷远处27 .1 1=输出功/输入功=理想驱动力/实际驱动力；小于等于028 .不变；增加29 .摇杆；传动角30 .增加基圆半径；推杆合理偏置31 .最短；整周回转32.刚性；五次多项式或正弦加速度运动33.分度圆；20 34.不变；增加35.mt2=mxi=i i i；a t 2=a xl=a ；Y 尸 B 236.行星；差动二、1.作 图（略）最短杆邻边A B 和C D。2 .1）

47、驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内；2）机械效率小于或等于03）工作阻力小于或等于03 .静平衡：偏心质量产生的惯性力平衡动平衡：偏心质量产生的惯性力和惯性力矩同时平衡414.飞轮实质是一个能量储存器。当机械出现盈功速度上升时，飞轮轴的角速度只作微小上升，它将多余的能量储存起来；当机械出现亏功速度下降时，它将能量释放出来，飞轮轴的角速度只作微小下降。5.原因：转子质心与其回转中心存在偏距；平衡目的：使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡以消除或减小其不良影响。6.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。7.1）定传动比2）

48、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。9.简单机构的速度分析；不能。10.1）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；转动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦圆内。12.1）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。4213.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

49、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-3“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。最小传动角出现在曲柄和机架共线的位置。16.1）极点p 的加速度为02）由极点向外放射的矢量代表绝对加速度，而连接两绝对加速度矢端的矢量代表该两点的相对加速度。3）加速度多边形相似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衡；平衡方法:增加或减小配重使转子

50、偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩同时得以平衡。18.1）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。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。4321.一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：