机械原理复习 - 图文

一、 填空题

1. 组成机构的最小单元体是 。

2. 由两个构件所组成的，同时还有产生某些相对运动可能的联接称为 。 3. 平面四杆机构的基本类型是 。如图所示平面四杆机构ABCD 中，与机架AD相连的杆件AB和DC称为 ，杆件BC称为 ，能相对机架作整周回转的杆件AB称为 ，而仅能在一定角度范围内摆动的杆件DC称为 。

4. 由于机械中存在摩擦的缘故，在一定的几何条件下，即使

驱动力增加到无穷大，也无法使机械运动。这种现象称为 。

5机构中有作往复运动或平面运动的构件，其惯性力的平衡方法有 平衡和 平衡。

6. 一般机械在其运转过程中有 、 和 三个阶段。 7. 凸轮机构通常由 、 和 三个主要构件所组成。

8. 目前最常用的齿轮齿廓曲线是 。齿轮的模数m，齿距p之间的数值关系为 。

9. 蜗杆直径d1=qm，式中q称为 。

二、 简答题

1. 何为运动链？运动链如何成为机构？

2. 机构可动的条件是什么？机构具有确定运动的条件是什么？ 3. 何为瞬心？什么是绝对瞬心？什么是相对瞬心？ 4. 刚性转子的静平衡力学条件和动平衡力学条件各是什么？ 5. 为何机械正、反行程中的机械效率可能是不同的？

6. 引起机械周期性速度波动的原因是什么？可用什么方法进行调节？ 7. 铰链四杆机构的基本类型有哪几种？可以如何演化？ 8. 铰链四杆机构有曲柄的条件是哪些？

9. 什么叫极位夹角？急回特性与极位夹角有什么关系？

10. 什么叫连杆机构的压力角、传动角？它们之间有什么关系？它们与机械性能有什么关系？ 11. 什么叫连杆机构的死点？它在什么时候发生？

12. 凸轮机构从动件推杆的运动规律有哪些？各有什么特点？各适用于什么场合？

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13. 简述凸轮轮廓曲线设计方法的基本原理。

14. 齿轮产生根切的原因是什么？避免根切的方法有哪些？ 15. 何为变位齿轮？变位齿轮有什么作用？

16.与直齿轮传动相比，平行轴斜齿轮传动有哪些优缺点？ 17. 何为定轴轮系？何谓周转轮系？

18. 定轴轮系轮系中，哪一种齿轮的齿数对传动比的大小不起作用？它有何用途？ 19. 差动轮系和行星轮系之区别何在？

20. 双万向铰链要获得恒定的传动比，必须满足哪些条件？ 三、 计算与分析题

1. 求图示齿轮-连杆机构的自由度。

2.如图所示为一小型压力机，图中齿轮1与偏心轮1’都固联于轴O上，并绕其固定轴O连续转动。在齿轮5的端面上开有凸轮凹槽，摆杆4上可绕销轴D转动的滚子嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕轴C上下摆动；同时又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使轴C上下移动。最后通过在摆杆4的叉槽中滑动并可绕压头7上的F轴转动的滑块6，使压头7实现冲压运动。试绘制其机构简图，并计算其自由度。

3.求图示曲柄-滑块机构的全部瞬心的位置,用符号Pij直接标注在图上。

题2图 题 1（b） 题 1 （ a ）

第 2 页 共 7 页 题3图

4.在图示的摇臂钻床中，设已知滑套的长度l和 滑套与立柱的间的摩擦系数f，摇臂在其重力G 的作用下应保持不向下滑，求摇臂重心S与立 柱轴线间的距离h之值。

5. 图示双滑块机构中，两导路互相垂直，滑块1为主 动 件，其速度为100mm/s，方向向右；lAB=500 mm，在图示位置时xA=250 mm，求构件2的角速度和构件2

中点C的速度vC的大小和方向。

6.图示为一带式运输机，由电动机1经过带传动及一个两级齿轮减速器，带动运输带8。已知运输带所需的拽引力P=5000N，运输带的运送速度v=1.5m/s，带传动（包括轴承）的效率η1=0.95,每对齿轮（包括轴承）的效率η2=0.98,每个联轴器的效率η3=0.99,运输带的效率η4=0.92。求该传动系统的总效率η及电动机所需功率。

7.如图所示，设已知四杆机构中各构件的长度为：a=200mm，b=800mm，c=500mm，d=600mm，

试问⑴当取杆d为机架时，该机构是否有曲柄存在？⑵能否用选用不同杆为机架的办法来得到双曲柄机构和双摇杆机构？如何得到？

8.在图示的轮系中，已知轮1的转速n1=3549r/min，各轮的齿数为：z1=36，z2=60，z3=23，z4=49，z4=69，z5=31，z6=131，z7=94，z8=36，z9=166，试求行星架H的转速。

第 3 页 共 7 页 ，

题5图 题 4图 题7 题7 题8 9. 已知一正常齿渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动，其模数m=5mm，压力角α=20o，中心距a=350mm，传动比i12=1.8，试求两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿厚与齿宽。

10. 一对标准渐开线齿轮，z1=20，i12=1.5，压力角α=20o，模数m=10mm，中心距a=255mm，试计算两轮的 分度圆、齿顶圆和齿根圆直径。

参考答案： 一、填空题

1、机构 2、运动副 3、铰链四杆机构 连架杆 连杆 曲柄 摇杆 4、自锁 5、利用对称机构 利用配重 6、起动阶段 稳定运转阶段 停车阶段 7、凸轮 推杆 机架 8、渐开线 9、蜗杆直径系数 二、简答题

1、构件通过运动副联接而构成的相对可动的系统称为运动链；运动链成为机构时需将其一个构件加以固定，这个固定构件称为机架。

2、机构可动的条件是：机构的自由度的数目>0，机构具有确定运动的条件是：机构的原动机数目等于自由度的数目。

3、速度瞬心是两构件上瞬时绝对速度相等的重合点，简称为瞬心。如果瞬心的绝对速度为零，则称之为绝对瞬心；如果瞬心的绝对速度不为零，则称之为相对瞬心。

4、转子静平衡条件 ：分布在该转子平面内的各个偏心质量的质径积的矢量和为零，即 转子动平衡条件：各偏心质量所产生的离心惯性力的矢量和以及这些惯性力所构成的惯性力偶矩之矢量和都必须为零，即

5、因为机械正、反行程中的驱动力是不同的，摩擦力的方向也不同。所以其机械效率可能是不同的。 6、作用在机构上的等效驱动力矩和等效阻抗力矩往往是原动件转角的周期函数，当某转角等效驱动力矩大于等效阻抗力矩时，外力对机构有盈余功使构件的角速度由于动能的增加而上升；当某转角等效驱动力矩小于等效阻抗力矩时，外力对机构有亏缺功使构件的角速度由于动能的减少而下降。于是引起机械周期性速度波动，可通过在机械上安装转动惯量较大的飞轮的方法来调节其周期性速度波动。

7、①曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构；

②可以通过改变构件的形状和相对尺寸而演化；可以通过改变运动副的尺寸而演化；可以通过选用不同的构件为机架而演化；

8、①最短杆与最长杆的长度之和必须小于其余二杆长度之和。②连架杆中必须有一杆是最短杆。 9、（祥见72页）曲柄摇杆机构中，在曲柄回转一周的过程中，将有两次与连杆共线的位置，机构所处的这两个位置被称为极位，机构在两极位时，曲柄两位置间所夹的锐角，称为极位夹角。极位夹角不为零时，机构便具有急回运动特性，而且极位夹角愈大，机构的急回特性也愈加明显。 10. （祥见73页）曲柄摇杆机构ABCD的原动件AB传递到从动件CD上的力P，点C的受力方向与其速度方向所夹的锐角称为压力角。压力角的余角称为传动角。压力角与传动角之和为90°，压力角越大，则传力性能越不好。传动角越大，则传力性能越越好。

11. （祥见73-74页）曲柄摇杆机构中，如以摇杆CD作为原动件，当CD经连杆传递给AB的力，刚好经过AB曲柄的回转中心时，其对曲柄AB回转中心的力矩为零，故此时机构将不会产生运动，机构的这种位置被称为死点。当连杆与从动件曲柄AB共线时发生。

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12. 凸轮机构从动件推杆的运动规律有：①等速运动规律，特点：推杆在运动开始和终止的瞬间，由于速度有突变，会产生强烈的刚性冲击，故只能适用于低速。②等加速等减速运动规律、特点：推杆在运动开始、运动中点和终止的三点处，速度也有突变，会产生相对较小的柔性冲击，故不适用于高速。③余玄加速度运动规律，特点：对降-升-降运动方式无冲击，适用于高速。对其余运动方式仍有相对较小的柔性冲击，不适用于高速。（祥见90-92页） 13. (93页) 14. (121页-122页) 15. (122页,124页)

16. ①啮合性能好，不致产生冲击，传动平稳，噪音小。②重合度大。③不易发生根切，使结构更紧凑。缺点：会产生轴向推力。 17. (140页)

18. 定轴轮系轮系中，介轮齿轮的齿数对传动比的大小不起作用，它起中间过渡和改变从动轮方向的作用。

19. (140页) 20. (153页) 三. 1、(a)n=6,pl=7,ph=3,F=3*6-2*7-3=18-14-3=1 (b) n=4,pl=5,ph=1,F=3*4-2*5-1=12-10-1=1 2、 F=3n-2pl-ph=3﹡7-2﹡9-2=1

3、找出可以直接确定的瞬心P14、P12、P23、 P34，再根据三心定理确定P13、P24，如图。

4、设摇臂滑套对立柱正压力为N ，则摩擦力 F=N*f

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题2图 题3图

摇臂保持不向下滑的条件：2F> G， 根据力系平衡条件有：G*h=P* l 由以上关系式即可求出h：h>l/2f

5、作速度多边形如图，p点为速度多边形的极点。由几何关系可知该图中角度 ∠a=30o,∠b=60o图中线段长度与速度的关系： 已知线段pa2=vA=100mm/s，方向向右，如图； 则线段b2a2=vBA=100÷cos30o= 115 mm/s， 算出速度vBA后， 可求出构件2的角速度： ω2= vBA÷ lAB=115÷500=0.23 rad/s 求出构件2中点C的速度

线段pc=vC=0.5* lAB=0.5*115=57.5 mm/s 方向如图。

6、η=η1η2η3η4=0.8226。N=Pv/η

=5000?1.5/0.8226=9116W=9.12kW

7、如图所示，设已知四杆机构中各构件的长度为：a=200mm，b=800mm，c=500mm，d=600mm，试问⑴当取杆d为机架时，该机构是否有曲柄存在？⑵能否用选用不同杆为机架的办法来得到双曲柄机构和双摇杆机构？如何得到？

⑴a+b=200+800=1000mm

⑵能。当取杆a为机架时，可得到双曲柄机构；当取杆c为机架时，可得到双摇柄机构； 7、⑴先计算由轮1、轮2、轮3、轮4组成的定轴轮系的传动比：

2

2

题5解图 i14?zzn1z2z4 n4?n113 ?n4z1z3z2z4⑵计算由轮4、轮6、轮7组成的行星轮系的传动比：

7i46?n4?n7n4?n7z???6

n6?n70?n7z4' i47?z'?z6z4'zn47 n7?n4 ?1?i46?1?6?4n7z4'z4'z4'?z6n7?nHn7?nHznzz?z9H ???9 i7H?7?1?i79?1?9?7n9?nH?nHz7nHz7z7第 6 页 共 7 页

⑶计算由行星架H、轮9、轮7组成的行星轮系的传动比：

Hi79?z4'z7z1z3z7 nH?n7 nH?n1??.z7?z9z2z4z4'?z6z7?z9nH?3549?36?236994??=124.67 r/min

60?4969?13194?166

9、先求出两轮齿数z1、z2：

z1?z2?z2?1.8z12a2?350??140m5

由以上两式可求出两轮齿数z1=50，z2=90，

再按下式求分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿厚与齿宽。

d1?mz1?5?z1?250mmd2?mz2?5?z2?450mm'da2?m(z2?2ha)?5?(90?2)?460mm'da1?m(z1?2ha)?5?(50?2)?260mm'da1?m(z1?2ha?c')?5?(50?2?2?0.5)?mm'da2?m(z2?2ha?c')?5?(90?2?2?0.5)?mms?e??2m?3.14?52mm10. 一对标准渐开线齿轮，z1=20，i12=1.5，压力角α=20o，模数m=10mm，试计算中心距a、两轮的分度圆、齿顶圆和齿根圆直径。 先求出两轮齿数z1、z2：

z2?1.5z1a?z2?z1?1.5?20?1.5?30

1(z1?z2)?2mmd1?mz1?10?20?mm'a'd2?mz2?10?30?mm'da2?m(z2?2ha)?5?(z2?2)?460mm'da1?m(z1?2ha)?5?(z1?2)?260mmda1?m(z1?2h?c)?5?(z1?2?2?0.5)'da2?m(z2?2ha?c')?5?(z2?2?2?0.5)mmmm

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