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机械原理复习题(含答案)及解答

《机械原理》复习题一.填空题:1两构件通过点、线接触而构成的运动副称为( 高副 );两构件通过面接触构成的运动副称为( 低副 )。

2在其它条件相同时,槽面摩擦大于平面摩擦,其原因是( 正压力分布不均 )。

3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( v arctgf ≤λ )。

4 度 )。

5 成的。

块机构中以(6( 高速 )轴( 模数和压力角应分 );8一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;9、3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( 同一条直线上 )上;10、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;11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 );12 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;13 凸轮的基圆半径是指( 凸轮回转轴心 )至1415而(基)圆及(分2,则称其为(差动轮系),若自由度为1,则称其为(行星轮系)。

18 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。

19 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。

20 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 )。

21 机构要能动,自由度必须大于或等于1,机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目应等于机构的自由度的数目。

22 相对瞬心与绝对瞬心的相同点是互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点,不同点是绝对瞬心的绝对速度为零,在有六个构件组成的机构中,有15个瞬心。

23刚性回转构件的不平衡可以分为两种类型,一种是静平衡,任何机构都可以看作是由机架、原动件和从动件组成的。

27 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。

28 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。

29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。

30渐开线齿轮在不同圆周上的压力角也不相同,在( 齿顶 )圆上压力角最大;在( 齿根 )圆上压力角为00;在( 分度 )圆上压力角取标准值。

31.图1三种四杆机构分别是:1)( 曲柄摇杆机构 )、2)( 双曲柄机构 )、3)(双摇杆机构)32=1,c*=0.25,α=20°;齿根圆半径a),二、简答题:1 何为机构运动简图?机构运动简图与实际机构有哪些相同之处?有哪些不同之处?答:根据机构的运动尺寸,按一定的比例尺其相对位置的尺寸,并且定出各运动副的类型,采用运动副及常用机构运动简图符号和构件的表示方法,将机构运动传递情况表示出来的简化图形称为机构运动简图。

相同之处:各构件的数目,连接方式,运动规律不同之处:构件的尺寸,形状2 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。

3素有关?称为摩擦圆。

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。

5 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:/costank b kk k k kr rinvαθααα===-6 一对标准齿轮传动的实际中心距答:无变化;7?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。

9 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11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012 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13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。

锁需减小推程压力角,可采用哪些措施?答:减小导轨长度,增大悬臂尺寸16推杆常用的运动规律有那几种?其中存在柔性冲击的有哪几种?答:等速度运动规律,等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律,正弦加速度运动规律。

等加速等减速运动规律、余弦加速度运动规律17 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?答:原动件的数目和机构自由度的数目相等少于:运动不完全确定多于:导致机构中最薄弱的环节的损坏18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,齿顶高系数压力角、齿顶高系数和顶隙系数是标准的19节省空回时间,提高机械效率20 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。

21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max min ωω-与平均角速度m ω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F J 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22 简述渐开线齿廓的啮合特点。

答:(1 (28`-20`,为了控制轴向推力。

确定移动副中总反力的方向?答:为了简化计算,统一计算公式,不论运动副元素的几何形状如何,均将其摩擦力的计算式表示为21f v F f G =,其中v f 称为当量摩擦系数 在此情况下总反力与法向反力之间的夹角即称为当量摩擦角 目的:不必考虑运动副元素的几何形状,简化计算 总反力略 25 什么叫做周转轮系?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。

26 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12B B 与法向齿距b p 的比值αε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27什么?2812R F 与构件1相对构件2的速度方向偏离2πψ+ 圆,对轴心之矩与轴颈相对轴承的相对转动方向相反29在考虑摩擦的情况下,如何确定转动副中总反力的方向?三、 计算题局部自由度和虚约DE 平行且等于FG 。

解:I 滚子处有局部自由度,E 处为复合铰链,N (或O )为虚约束,构件FG 为虚约束构件。

去掉局部自由度和虚约束后,得2,12,9===h l p p n123=--=hlppnF2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/ω31和构件3的相对瞬心P13, V P13= 113213ω1/ω3= P13D/ P13A3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。

解:B滚子处有局部自由度,E处为复合铰链,K为虚约束。

F=9*3-(2*12+1)-1=14束应指出。

解:F=3n-(2Pl+Ph)=3×8-(2×11+1)=1或F=3n-(2Pl+Ph-P′)-F′=3×12-(2×17+1-1)-1=1其中:B、D处为复合铰链,AB、BE、BD杆为虚约束,滚子处为局部自由度。

5 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?(12分)解:F 滚子处有局部自由度,C 处为复合铰链,无虚约束。

F=8*3-(2*10+1)-1=26力矩M r m=20rad/s,(1) 等J F 。

解:(1)因为Wd =Wr, π2∙=d d M wπππϕπ404021402120=∙+∙==⎰d M W r d 所以M d = 20N.m(2)π5max =∆W (3)2.785.0m kg J F ≥7 如图所示为某一机械在一个运动循环中的等效驱动力矩M ed 和等效阻抗力矩M er 的变化曲线。

设两曲线包围的各小块面积所代表的盈亏功分别为S 1=1400J ,S 2=-2000J ,S 3=1200J ,S 1=-1500J ,S 5=1000J ,S 6=-100J 。

试做出能量指示图并确定其最大盈亏功。

解:先画出能量指示图,最大盈亏功就是最高点到最低点之间盈亏功代数和的绝对值。

8如图所示轮系中,已知各轮齿数为Z 1=Z 2´=25,Z 2=Z 3=20,Z H =100,Z 4=20。

试求传动比i 14解:231113312H H HH Hz zn n n nin n n z z'--==-=--9如图2求解:(1)20066.673Hn=≈233111331212H H HH Hz z zn n n nin n n z z z--===-=-=---(2)由 120H H n n n -=-- 得:20066.673H n =≈ r/min 方向与n 1的转向相同。

10如图所示轮系中,已知各轮齿数为Z 1=Z 2=Z 3′=Z 4=20,Z 3=Z 5=60。

1)分析该轮系为何种轮系?(4分)2)试求传动比i 15并指明其转向。

(8分)11如图所示轮系中,已知各轮齿数为Z 1=Z 1´=40,Z 2=Z 4=30,Z 3=Z 5=100,试求传动比i 1H(12分)解:*(1)行星架H,太阳轮1’-1,行星轮4;(2)行星架5,太阳轮3,1’-1iH15=(w1-wH)/(w5-wH)=zz5/z1得到四、分析题作图题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)。

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