机械原理复习题及答案

云南农业大学2012——2013学年度第二学期《机械原理》期末复习题

云南农业大学2012——2013学年度第二学期

《机械原理》期末复习题

一、填空题：

1、外啮合斜齿轮传动的正确啮合条件是 模数 、 压力角

2、构成高副的两构件通过 点线 接触，构成低副的两构件通过 面 接触。 3、曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在 展开 与 重合 共线的两位置之一处。 4、凸轮机构的推杆在运动过程中，如果 速度 有有限值突变，将引起刚性冲击；如果 加速度 有有限值突变，将引起柔性冲击。

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 1.5 。 6、周转轮系根据自由度不同可分为 差动轮系 和 行星轮系 ，其自由度分别为 2 和 1 。

7、基本杆组的自由度应为 0 。

8、铰链四杆机构曲柄存在的条件是：1） 满足杆长定理 2） 最短杆为连架杆 9、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于 0 ，行程速比系数等于 1 。 10、速度瞬心是互作平面相对运动的两构件上 相对 速度为零的重合点，也就是两构件在该瞬时具有相同 绝对 速度的重合点。 11、刚性转子的动平衡条件是 力平衡 、 力矩平衡

12、平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相 反 ，内啮合的两齿轮转向相 同。 13、设计滚子从动件盘形凸轮机构时， 滚子中心的轨迹称为凸轮的 理论 廓线；与滚子相包络的凸轮廓线称为 实际 廓线。

14、斜齿与直齿圆柱齿轮传动相比较，斜齿轮的重合度 大于 直齿轮，斜齿标准齿轮不根切的最小齿数 小于 直齿轮。

15、渐开线上任意点的法线必与基圆 相切 ，直线齿廓的基圆半径为 无穷 。 16、平面连杆机构中的运动副都是 低 副；连杆是不直接 与 机架 相联的构件。

17、对不通过运动副直接相联的两构件间的瞬心位置，可借助 三心定理 来确定，即 三个彼此作平面运动的构件共有 3 个瞬心，它们位于 同一直线上 。

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18 、平面中的一个独立构件共有 3 个自由度，若与另一构件构成 一个低副将带入 2 个约束，保留 1 自由度。 19、机械是 机器 和 机构 的总称。

20、一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于 基 圆。

二、选择题：

1、当机构的的原动件数目大于其自由度数时，该机构将（ C ）。 A、有确定的运动；B、没有确定的运动；C、最薄弱环节发生损坏 2、某机构中有6个构件，则该机构的全部瞬心数目为（ D ）。

A、3 B、6 C、9 D、15

3、静平衡的转子（ B ）是动平衡的，动平衡的转子（ A ）是静平衡。 A、一定 B、不一定 C、一定不 4、机械出现自锁是由于（ A ）。

A. 机械效率小于零 B.驱动力太小 C.阻力太大 D. 约束反力太大

5、当铰链四杆机构的最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余的两杆长之和，此时，当取与最短杆相邻的构件为机架时，机构为（ A ）；当取最短杆为机架时，机构为（ B ）；当取最短杆的对边杆为机架，机构为（ D ）。 A.曲柄摇杆机构 B.双曲柄机构 C.导杆机构 D. 双摇杆机构

6、曲柄滑块机构若存在死点时，其原动件是（ C ），在此位置（ A ）与连杆共线。

A.曲柄 B.机架 C.滑块

7、机构具有确定运动的条件是原动件数目等于（ B ）的数目。

A. 从动件 B. 机构自由度 C. 运动副

8、渐开线外啮合齿轮传动的轴承磨损后，中心距变大，这时传动比将（ A ）。

A.不变 B.减小 C. 增大 9、速度影像原理和加速度影像原理只适用于（ C ）上。

A.整个机构 B.相邻两个构件 C.同一构件

10、有四对正常齿制标准直齿圆柱齿轮，基本参数分别为齿轮1：Z=50，m=3mm；齿轮2：Z=50，m=4mm；齿轮3：Z=30，h=9mm；齿轮4：Z=30，m=5mm，则可正确啮合的一对齿轮是（ A ）。（注：各参数符号与课本中一致）

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A. 齿轮2和齿轮3 B.齿轮1和齿轮4 C. 齿轮1和齿轮2 11、平面四杆的死点位置实际上是机构的（ B ）等于零的位置。

A.极位夹角 B.传动角 C.压力角

12、平面四杆机构若不存在急回运动特性，则表明其行程速比系数等于（ A ）。

A. 1 B. 0 C. -1

13、拟将曲柄摇杆机构改换为双曲柄机构，则应将原机构中的（ A ）作为机架。

A.曲柄 B.连杆 C.摇杆 14、当机械发生自锁现象的时候，该机械的效率（ B ）。 A. 大于零 B. 小于或等于零 C.大于或等于零

15、一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度是 （ C ）变化的。

A.由小到大逐渐 B.由大到小逐渐 C.由小到大再到小逐渐 D.始终保持定值 16、已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮

，齿数，齿顶高系数

，顶圆直径

，则其模数应为（ C ）mm。 A.2 B.4 C.5 D.6

17、用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的分度圆（ C ）。

A.相切 B.相割 C.相离

18、当两运动副的材料一定时，当量摩擦系数取决于（ A ）。 A. 运动副元素的几何形状 B. 运动副元素间的相对运动速度大小 C. 运动副元素间作用力的大小 D. 运动副元素间温差的大小 19、曲柄摇杆机构处于死点位置时（ A ）等于90o。 A. 压力角 B. 传动角 C. 极位夹角

20、对于双摇杆机构，最短构件与最长构件长度之和（ B ）大于其余两构件之和。

A. 一定 B. 不一定 C. 一定不

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三、简答题：

1、简述极位和极位夹角？ 极位：输出构件所能到达的极限位置

极位夹角：在急回运动机构中，输出构件处于两极限位置时，对应的输入曲柄两位置间所夹的锐角。

2、如下图所示的铰链四杆机构中，已知LAB=55mm，LBC=40mm，LCD=50mm，

LAD=25mm。试分析该机构是否存在曲柄；若要使该机构为曲柄摇杆机构，则应以哪个构件为机架？说明理由。

(1) 杆长定理：LAD?LAB?25?55?80?LBC?LCD?40?50?90 且最短杆AD为机架，所以有曲柄存在；

(2)当最短杆临边为机架时该机构为曲柄摇杆机构，即AB或CD为机架时该机构为曲柄摇杆机构

3、刚性转子动平衡的条件是什么？ 要求惯性力和惯性力矩都达到平衡。

?F?0 ?M?0

4、构件和零件的区别与联系？

构件：机器中每一个独立的运动单元；构件可以是单一零件，也可以是几个零件的刚性联接。

零件：组成机器最基本的、不可再拆分的单元； 构件是最小的独立运动单元，零件是最小的制造单元。

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5、机械的自锁条件？

驱动力任意增大时，生产阻抗力G?0

驱动力所做的功总不足以克服其所能引起的最大损失功，即驱动力任意增大时，恒有??0

6、变位齿轮？

采用变位法切制成的齿轮。

7、何谓行程速比系数？试列举三种具有急回运动的连杆机构。

为了衡量机构的急回运动的相对程度，通常把从动件往复摆动时快速行程（回程）与慢速行程（推程）平均角速度的比值称为行程速比系数，用K表示。

一般，

，其中θ为极位夹角。

具有急回运动的连杆机构：牛头刨床、插床、颚式破碎机等

8、何谓根切？它有何危害，如何避免？

答 用范成法切制齿轮时，有时刀具的顶部会过多地切入轮齿根部，因而将齿根的渐开线切去一部分，这种现象称为轮齿的根切。根切将使齿根弯曲强度降低，重合度减小，应尽量避免。 欲使被切齿轮不产生根切，刀具的齿顶线不得超过N1 点，即ha*≤N1 Q=PN1sinα=γ1 sinα=(mzsin2α)/2 2h*a得：Z? 加工标准直齿圆柱齿轮时，ha*=1,α=20o 2sin?不发生根切的最少齿数Zmin=17 采用变位齿轮等可以避免根切。 9、渐开线具有哪些重要性质？渐开线齿轮传动具有哪些优点？ 渐开线的性质：

(1)发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚过的圆弧长度

(2)渐开线上任意点的法线恒与基圆相切。

(3)渐开线愈接近于其基圆的部分，其曲率半径愈小，离基圆愈远，曲率半径越大。

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(4)渐开线的形状取决于基圆的大小。 (5)基圆以内无渐开线。 优点：

（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。

10、什么是齿轮的分度圆和节圆？两者有何区别？什么情况下两圆重合？ 分度圆：齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。 节圆：节点在齿轮动平面上的轨迹。

区别：一对齿轮啮合传动才出现的节点绕齿轮中心的节圆，节圆是啮合时成对出现的；单一的齿轮存在分度圆。

在标准齿轮相互啮合时，节圆跟分度圆重合。

11、验算下列机构能否运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改方法。

F=3n – 2Pl – Ph=3×3 - 2×4-1=0 所以该机构无确定运动

修改方案：上面加一连杆和铰链。

12、利用下图所示铰链四杆机构说明什么是压力角和传动角，并在图上标出铰链四杆机构图示位置的压力角α和传动角γ。

压力角：若不考虑各运动副中的摩擦力及构件重力和

惯性力的影响,作用于点C的力P与点C速度方向之间所夹的锐角. 传动角：压力角的余角

五、计算题：

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1、一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，已知齿数Z1=25，Z2＝55，模数＝2 mm，压力角 ??20?ha?1c*?0.25试求：

*（1）齿轮1在齿顶圆上的压力角；

（2）如果这对齿轮安装后的实际中心距a?=181mm，求啮合角和两齿轮的节圆直径、分度圆直径d1、d2，齿顶圆直径解:（各公式见书P178—180） （1）rb?r?cos??da1、

da2，基圆直径

db1、

db2

。

z?m25?2cos??cos20??25 22*z1?2ha25?2?1ra?m??2?27

22由公式cos?k?所以?a?arccosrbr25 得 cos?a?b? rkra2725 27a?r1??r2??r1?r2?m(z1?z2)4?(25?55)??160 22（2）标准中心距

??20?实际中心距a?=181 压力角

由公式 a?cos???acos? 带入，解得 啮合角???arccosa?cos?160?cos20?arccos?arccos0.88 ?a181节圆d1??d1?mz1?4?25?100

??d2?mz2?4?55?220 d2分度圆d1?mz1?4?25?100；d2?mz2?4?55?220

*齿顶圆da1?(z1?2ha)m?(25?2?1)?4?108； *da2?(z2?2ha)m?(55?2?1)?4?228

基圆db1?d1cos??mz1cos??4?25?cos20??100

db2?d2cos??mz2cos??4?55?cos20??220

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2、下图为一凸轮机构，设各构件尺寸为已知，又已知原动件2的角速度需确定图示位置时从动件3的移动速度

v3?2，现

。（比例尺为

?l）

。

2

3、计算下图所示机构的自由度，若有复合铰链、虚约束和局部自由度的需指出。

解： F=3n-2PL-Ph=1 n=6 PL=8 Ph=1 C点为复合铰链

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4、图示轮系中，已知各轮齿数：Z1＝Z2=15，Z3=50，Z4=20，Z5=60，求传动比并根据齿轮1的转向判断齿轮5的转向（在图中标出箭头）。 解：

由图可知该轮系为定轴轮系，所以

i15，

z2z3z4z515?50?20?60i15???4

z1z2z3z415?15?50?20方向与齿轮1相同。

5、下图为一轮系，各轮齿数见图，试回答以下问题。 ①说明轮系类型及组成； ②计算传动比解：

（1）复合轮系，1、4、5为定轴轮系，2、3为周转轮系； （2）i15?i1H?iH5

iH5?Z51?ZH8

Z1=1Z4=2ZH=80 Z2=1Z3=20 i15并以箭头标出图中各轮的转向；

定轴：

n?nnZ?Z2周转：i?1H?1?1?24?

n4?nHn4Z1?Z33H14HH由 imH?1?imn 得 i1H?1-i14?1?21? 33Z5=10 ?i15?111?? 3824

6、计算下图所示机构的自由度，若有复合铰链、虚约束和局部自由度的需指出。

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解：n = 8 PL= 11 Ph=1 F=3n-2PL-Ph=3?8-2?11–1=1 2为局部自由度 FG为虚约束

7、图中已标出标准安装的一对标准齿轮传动，基圆半径

N2rb1rN、b2，理论啮合点1、

r1￠r2￠、，分

，实际啮合点

B1、

B2，节点P。试在图中标出各齿轮的节圆半径

rrrr度圆半径1、2，齿顶圆半径a1、a2，理论啮合线段和实际啮合线段，啮合角a￠。

注：以上答案均为个人所做，非标准答案，如有错误，望予以谅解为谢！

云南农业大学2011级车辆工程班 舒星

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