機(jī)械原理試題及答案(試卷+答案).doc

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2013年機(jī)械原理自測題（一） 一．判斷題（正確的填寫“T”，錯誤的填寫“F”） （20分） 1、根據(jù)漸開線性質(zhì)，基圓內(nèi)無漸開線，所以漸開線齒輪的齒根圓必須設(shè)計比基圓大。 （ F ） 2、對心的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，其行程速比系數(shù)K一定等于一。 （ T ） 3、在平面機(jī)構(gòu)中，一個高副引入二個約束。 （ F ） 4、在直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，若從動件運(yùn)動規(guī)律不變，增大基圓半徑， 則壓力角將減小 （ T ） 5、在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，只要滿足桿長和條件，則該機(jī)構(gòu)一定有曲柄存在。 （ F ） 6、滾子從動件盤形凸輪的實際輪廓曲線是理論輪廓曲線的等距曲線。 （ T ） 7、在機(jī)械運(yùn)動中，總是有摩擦力存在，因此，機(jī)械功總有一部分消耗在克服摩擦力上。 （ T ） 8、任何機(jī)構(gòu)的從動件系統(tǒng)的自由度都等于零。 （ T ） 9、一對直齒輪嚙合傳動，模數(shù)越大，重合度也越大。 （ F ） 10、在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若以曲柄為原動件時，機(jī)構(gòu)會出現(xiàn)死點(diǎn)位置。。（ F ） 二、填空題。 （10分） 1、機(jī)器周期性速度波動采用（ 飛 輪 ）調(diào)節(jié)，非周期性速度波動采用（ 調(diào) 速 器 ）調(diào)節(jié)。 2、對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的極位夾角等于（ 0 ）所以（沒有 ）急回特性。 3、漸開線直齒圓柱齒輪的連續(xù)傳動條件是（ 重合度大于或 等于1 ）。 4、用標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪產(chǎn)生根切的原因是（齒條形刀具齒頂線超過極限嚙合點(diǎn)N1 ）。 5、三角螺紋比矩形螺紋摩擦（ 大 ），故三角螺紋多應(yīng)用（ 聯(lián)接 ），矩形螺紋多用于（ 傳遞運(yùn)動和動力 ）。 三、選擇題 （10分） 1、齒輪漸開線在（ ）上的壓力角最小。 A ） 齒根圓 ； B）齒頂圓； C）分度圓； D）基圓。 2、靜平衡的轉(zhuǎn)子（ ① ）是動平衡的。動平衡的轉(zhuǎn)子（ ②）是靜平衡的 。 ①A）一定 ； B）不一定 ； C）一定不。 ②A）一定 ； B）不一定： C）一定不。 3、滿足正確嚙合傳動的一對直齒圓柱齒輪，當(dāng)傳動比不等于一時，他們的漸開線齒形是（ ）。 A）相同的； B）不相同的。 4、對于轉(zhuǎn)速很高的凸輪機(jī)構(gòu)，為了減小沖擊和振動，從動件運(yùn)動規(guī)律最好采用（ ）的運(yùn)動規(guī)律。 A）等速運(yùn)動； B）等加等減速運(yùn)動 ； C）擺線運(yùn)動。 5、機(jī)械自鎖的效率條件是（ ）。 A）效率為無窮大： B）效率大于等于1； C）效率小于零。 四、計算作圖題： （共60分） 注：凡圖解題均需簡明寫出作圖步驟，直接卷上作圖，保留所有作圖線。 1、計算下列機(jī)構(gòu)的自由度。 （10分） F = 38－211 = 2 F = 38－211 － 1 = 1 2、在圖4-2所示機(jī)構(gòu)中，AB = AC ，用瞬心法說明當(dāng)構(gòu)件1以等角速度轉(zhuǎn)動時，構(gòu)件3與機(jī)架夾角Ψ為多大時，構(gòu)件3的 ω3 與ω1 相等。 （10分） 當(dāng)ψ = 90時，P13趨于無窮遠(yuǎn)處， 在圖4-3所示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知偏心圓盤為凸輪實際輪廓，其余如圖。 試求： （μl =0.001 m/mm ） （10分） 1) 基圓半徑R； 2) 圖示位置凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角α； 3） 凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)90后，推桿移動距離S。 4、已知圖4-4所示車床尾架套筒的微動進(jìn)給機(jī)構(gòu)中Z1 = Z2 = Z4 = 16 Z3 = 48 ， 絲桿的螺距 t = 4 mm 。慢速給時齒輪1和齒輪2嚙合；快速退回時齒輪1插入內(nèi)齒輪4。求慢速進(jìn)給過程中和快速退回過程中手輪回轉(zhuǎn)一周時，套筒移動的距離各為多少？ （10分） 解：慢進(jìn)時：1-2-3-H 為行星輪系 移動距離 快進(jìn)時：1、4為一整體。 5、設(shè)計一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿CD的行程速比系數(shù) K = 1，搖桿長CD = 50 mm , 搖桿極限位置與機(jī)架AD所成的角度φ1 = 30，φ2 = 90如圖4-5所示。求曲柄AB、連桿BC和機(jī)架AD的長度。 （10分） （θ= 180（K-1）/（K+1） ） 6、圖4-6所示為一對互相嚙合的漸開線直齒圓柱齒輪。已知n-n 為兩齒廓接觸點(diǎn)的公法線，試在該圖上 ⑴標(biāo)出節(jié)點(diǎn)P ⑵畫出嚙合角α ⑶畫出理論嚙合線N1 N2 ⑷畫出實際嚙合線B1 B2 ⑸在輪2齒廓上標(biāo)出與輪1齒廓上A1點(diǎn)相嚙合的A2點(diǎn)。 （10分） 機(jī)械原理自測題（二） 機(jī)械原理考試試題 一、（共18分）是非判斷題（對的填T，錯的填F）每小題一分 1.平面運(yùn)動副按其接觸特性,可分成轉(zhuǎn)動副與高副;( F )。 2平面四桿機(jī)構(gòu)中，是否存在死點(diǎn)，取決于機(jī)架是否與連桿共線。(F) 3一個K大于1的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)與K=1的對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合，該串聯(lián) 組合而成的機(jī)構(gòu)的行程變化系數(shù)K大于1。(T) 4．與其他機(jī)構(gòu)相比，凸輪機(jī)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是可實現(xiàn)各種預(yù)期的運(yùn)動規(guī)律。(T) 5．漸開線直齒圓柱齒輪傳動的重合度是實際嚙合線段與齒距的比值。(F) 6．漸開線直齒圓柱齒輪與齒條嚙合時，其嚙合角恒等于齒頂圓上的壓力角。（F） 7．斜齒圓柱齒輪的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)壓力角在法面上。（T） 8、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與機(jī)架處于兩次互相垂直位置之一時，出現(xiàn)最小傳動角。(T) 9.平底垂直于導(dǎo)路的直動推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，其壓力角等于零。 (T) 10．一對漸開線圓柱齒輪傳動，其分度圓總是相切并作純滾動，（F） 11．一對平行軸外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件為摸數(shù)、壓力角、螺旋角大小相等。（F） 12機(jī)械零件和機(jī)構(gòu)是組成機(jī)械系統(tǒng)的基本要素。（F） 13機(jī)電一體化系統(tǒng)由動力系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)三個要素組成。（F） 14機(jī)械設(shè)計有開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計、變型設(shè)計三類不同的設(shè)計。（T） 15運(yùn)動系數(shù)t反映了在一個運(yùn)動循環(huán)中，槽輪的運(yùn)動時間在一個間歇周期中所占的比例。（T） 16在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時，其中至少有一個齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線運(yùn)動的齒輪系稱為復(fù)合齒輪系。（F） 17采用不同的功能原理，能實現(xiàn)機(jī)器的同一使用要求或工藝要求。（T） 18表達(dá)機(jī)械各執(zhí)行機(jī)構(gòu)（構(gòu)件）在一個運(yùn)動環(huán)中各動作的協(xié)調(diào)配合關(guān)系的簡單明確圖，稱為機(jī)械運(yùn)動循環(huán)圖。（T） 二、（6分）試計算下列運(yùn)動鏈的自由度數(shù).(若有復(fù)合鉸鏈,局部自由度或虛約束,必須明確指出)，打箭頭的為原動件，判斷該運(yùn)動鏈?zhǔn)欠癯蔀闄C(jī)構(gòu). 解： n=6; p5=8, p4=1; F=1，（3分） H處虛約束；D處局部自由度。（2分）運(yùn)動確定（1分） 三、（16分）已知如圖所示的平面四桿機(jī)構(gòu)，各構(gòu)件的長度LAB=15mm，LBC=60 mm，LDC=30 mm，LAD=50 mm，試判斷： 1． 該機(jī)構(gòu)為那種基本機(jī)構(gòu)類型。 2． 若構(gòu)件LAB為原動件，此機(jī)構(gòu)是否存在急回。 3． 該機(jī)構(gòu)在何種條件下會出現(xiàn)死點(diǎn)，畫出機(jī)構(gòu)死點(diǎn)發(fā)生的位置。 解： 1. 因為 15+60<30+50 且連架桿為最短桿，故為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（6分） 2 . 存在急回 （5分） 3．在DC桿為主動件時會出現(xiàn)死點(diǎn)，位置在AB與BC桿兩次共線處。（5分） 四、（15分）如圖所示的（a）(b)兩圖均為實際輪廓為圓的偏心凸輪機(jī)構(gòu)， 1．畫出圖(a)的基圓半徑rb和圖示位置時的位移S 2．畫出(a) (b)兩圖圖示位置時的壓力角ɑ， 3．分別指出(a) (b)兩圖凸輪機(jī)構(gòu)的理論輪廓是圓還是非圓，其兩凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律是否相同？ 解：1（5分） 2（5分） 3 (a)圖凸輪機(jī)構(gòu)理論輪廓是圓，(b)圖凸輪機(jī)構(gòu)理論輪廓是非圓，運(yùn)動規(guī)律不相同。（5分） 五、（共25分） 1（15分）如圖所示的輪系，已知各輪齒數(shù)分別為:：Z1=20，Z2=14，Z3=13，Z4=20。Z5=16，Z6=32，模數(shù)m=2mm，壓力角α=200， 1．試分別求出齒輪的分度圓直徑d1、d2、d3、d4、d5、d6，， 2．為使各齒輪加工時不產(chǎn)生根切。試確定這三隊齒輪Z1與Z 2，Z3與Z4。Z5與Z6的傳動類型。 3．按不產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)公式,求出Z3與Z4的變位系數(shù)x3,、x4、基圓直徑db1、db2和齒頂圓直徑db1、db2。 解： 1． d1 = 40mm，d2 = 28mm 、d3 =26mm、d4 =40mm d5 =32mm、d6 = 64mm （4分） 2．輪1、2采用等移距變位齒輪傳動，3、4采用正傳動 （5分） 3．最小變位系數(shù) 17-14/17=0.176 da1=43.684mm、da2=28.352mm ；df1=37.852mm、df2=21.148mm （6分） 2．（10分）已知斜齒輪傳動齒數(shù)Z1=20，Z2=40，模數(shù)mn=8mm，壓力角α=200，中心距a=250mm，試求其 1．螺旋角β 2．齒頂圓直徑da1,da2 3．不產(chǎn)生會根切的最少齒數(shù) 解： 1．螺旋角β=16.26 （4分） 2．齒頂圓直徑da1=182.667mm, da2=349.39mm, （4分）2 3．不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù) Zmin = 15 （2分） 六、（15分）在圖示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為, z2=z3=40, z4=100, z5=z6=z7=30，試求傳動比i17。。 解 z1. z2為定軸輪系 z5 z6 z7為定軸輪系 （5分） z2’ z3 z4 z5,(H) 為周轉(zhuǎn)輪系 （7分） 分別列方程聯(lián)立求解得 i17=12 （3分） 七．（5分） 利用四桿機(jī)構(gòu)的功能，將連桿機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動件，去掉廢舊自行車的鏈條，將廢舊自行車改裝成能在宿舍里鍛煉身體的小裝置，試畫出構(gòu)思的機(jī)構(gòu)簡圖，并說出連桿機(jī)構(gòu)的類型和主動件構(gòu)件的名稱 解： 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、（3分）搖桿為主動件。（2分） 2007年《機(jī)械原理》考試題與解答 一、單項選擇題（共18分，每小題2分） 1、____ B _是構(gòu)成機(jī)械的最小單元，也是制造機(jī)械時的最小單元。 A．機(jī)器 B．零件 C．構(gòu)件 D．機(jī)構(gòu)。 2、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)發(fā)生在__ C ___位置。 A．主動桿與搖桿共線 B．主動桿與機(jī)架共線 C．從動桿與連桿共線 D．從動桿與機(jī)架共線 3、偏心輪機(jī)構(gòu)是由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)_ A ____演化而來的。 A．?dāng)U大轉(zhuǎn)動副 B．取不同的構(gòu)件為機(jī)架 C．化轉(zhuǎn)動副為移動副 D．化低副為高副 4、漸開線齒輪齒條嚙合時，其齒條相對齒輪作遠(yuǎn)離圓心的平移時，其嚙合角___ B __。 A．加大 B．不變 C．減小 D．不能確定 5、用齒條型刀具加工αn=20、,ha*n =1、β=30的斜齒圓柱齒輪時不產(chǎn)生根切的最少數(shù)是____ B ____。 A．17 B．14 C．12 D．18 6、基本周轉(zhuǎn)輪系是由___ C ____構(gòu)成。 A．行星輪和中心輪 B．行星輪、惰輪和中心輪 C．行星輪、行星架和中心輪 D．行星輪、惰輪和行星架 7、機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件是由一個或多個零件所組成，這些零件間 B 產(chǎn)生相對運(yùn)動。 A．可以 B．不能 C．不一定能 8、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄的必要條件是最短桿與最長桿長度之和小于或等于其他兩桿之和，而充分條件是取 A 為機(jī)架。 A．最短桿或最短桿相鄰邊 B．最長桿； C．最短桿的對邊。 9、漸開線在____ B __上的壓力角、曲率半徑最小。 A．根圓 B．基圓 C．分度圓 D．齒頂圓 10、兩漸開線齒輪的齒形相同，則___ A ___ A．它們的模數(shù)一定相等 B．它們一定滿足正確嚙合條件 C．它們的基圓的壓力角一定相等 11、在一對漸開線直齒圓柱齒輪傳動時，齒廓接觸處所受的法向作用力方向_____ C ____。 A.不斷變化 B.不能確定 C.保持不變 二、判斷題（正確的填“T”，錯誤填“F”，共10分，每小題1分） 1、機(jī)構(gòu)的自由度就是構(gòu)件的自由度。 (F ) 2、一切自由度不為1的機(jī)構(gòu)，其各構(gòu)件之間都不可能具有確定的相對運(yùn)動。 ( T ) 3、偏心輪機(jī)構(gòu)是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化而來的。 (T ) 4、在四桿機(jī)構(gòu)中，取最長桿作為機(jī)架，則可得到雙搖桿機(jī)構(gòu)。 (T ) 5、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，空回行程比工作行程的速度要慢。 (F ) 6、在轉(zhuǎn)動副和移動副中都存在復(fù)合鉸鏈。 (F ) 7、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K不可能等于1。 (F ) 8、圖示機(jī)構(gòu)中，當(dāng)箭頭所示構(gòu)件為原動件時，該機(jī)構(gòu)存在死點(diǎn)。 (T ) 9、滾子從動件盤形凸輪的壓力角必須在實際輪廓曲線上度量。 (F ) 10、所有平底直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)，其壓力角均為0。 (F ) 三、（8分）計算下圖所示機(jī)構(gòu)的自由度。打箭頭的為主動件，若圖中含有局部自由度、復(fù)合鉸鏈和虛約束等情況時，應(yīng)具體指出，并判斷機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動。 答案 n＝ 7，PL＝ 9;Ph=1 F = 3n－2PL - Ph＝ 37－29-1＝ 2 B處為局部自由度； E處為復(fù)合鉸鏈 不具有確定的運(yùn)動 四、（15分） 1．機(jī)構(gòu)傳動出現(xiàn)的“死點(diǎn)”對設(shè)計人員來說是個棘手的問題，試分析以下圖示機(jī)構(gòu) （1）哪個構(gòu)件為主動件時機(jī)構(gòu)會出現(xiàn)死點(diǎn)； （2）圖示機(jī)構(gòu)是如何實現(xiàn)無死點(diǎn)的。 2．將`10kg的重物向上舉升35mm后急速返回可采用何種機(jī)構(gòu)？（說出機(jī)構(gòu)名稱即可） 答案： (a)在滑塊C’表面的中間部分加上斜度，在行程未端使曲柄銷與滑塊C’中心線錯位的結(jié)構(gòu)可避開死點(diǎn)。 （b）偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 五、（25分） 1．已知一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪z1=24，z2=96，m=4mm，α=20，ha*=1，c*=0.25。 1）試計算大小齒輪的分度圓直徑d1，d2；齒頂圓直徑da1，da2,并用圖解法求出重合度ε。 2）若這對齒輪使用日久磨損嚴(yán)重需要修復(fù)，按磨損情況，擬將小齒輪報廢，重新制作小齒輪，而大齒輪進(jìn)行修復(fù)，已知修復(fù)后的大齒輪的齒頂圓要減小4mm，試確定這對齒輪修復(fù)時的變位系數(shù)x1,x2. 2.某傳動裝置采用一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，齒輪參數(shù)z1= 20，z2= 54，m= 4mm，加工時誤將箱體孔距鏜大為a＝150mm，齒輪尚末加工。 當(dāng)采用斜齒圓柱齒輪進(jìn)行補(bǔ)救時，求出其螺旋角β。 答案： 1． （1）齒頂圓直徑 da1,= 104mm da2= 392mm 等移距變位；大齒輪負(fù)變位；小齒輪正變位 （2）變位系數(shù) x2 ; da2= zm + 2 ha* m = 392mm -2x2m = 4 x2 = - 0.5 mm x1 = 0.5 mm 2． 將齒輪改為斜齒輪，使中心距等于： 六、（20分） 在圖示的腳踏車?yán)锍瘫淼臋C(jī)構(gòu)中，C為車輪軸，已知各輪齒數(shù)為z1=20，z2=100，z3=120，z4=12，z4=30，z5=100。當(dāng)nc=15 r/min時，試求表上的指針P的轉(zhuǎn)速nP。 答案： (1) 3，4，，4‘， 5，H（2）為行星輪系：1，2 為定軸輪系 (2) iH53 =n5- nH/n3-nH= 3； n2= nH; n3=0 ；i12=n1/n2= 5 n2= 31 nP= 6 rpm nP與n1同向 機(jī)械原理考試（3） 一、填空題： 1.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動的條件是機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)等于 。 2.同一構(gòu)件上各點(diǎn)的速度多邊形必 于對應(yīng)點(diǎn)位置組成的多邊形。 3.在轉(zhuǎn)子平衡問題中，偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力可以用 相對地表示。 4.機(jī)械系統(tǒng)的等效力學(xué)模型是具有 ，其上作用有 的等效構(gòu)件。 5.無急回運(yùn)動的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，極位夾角等于 ，行程速比系數(shù)等于 。 6.平面連桿機(jī)構(gòu)中，同一位置的傳動角與壓力角之和等于 。 7.一個曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，極位夾角等于36，則行程速比系數(shù)等于 。 8.為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，應(yīng)該 凸輪的基圓半徑。 9.凸輪推桿按等加速等減速規(guī)律運(yùn)動時，在運(yùn)動階段的前半程作 運(yùn)動，后半程 作 運(yùn)動。 10.增大模數(shù)，齒輪傳動的重合度 ；增多齒數(shù)，齒輪傳動的重合度 。 11.平行軸齒輪傳動中，外嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相 ，內(nèi)嚙合的兩齒輪轉(zhuǎn)向相 。 12.輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時，如果各齒輪軸線的位置相對于機(jī)架都不改變，這種輪系是 輪系。 13.三個彼此作平面運(yùn)動的構(gòu)件共有 個速度瞬心，且位于 。 14.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中傳動角為，傳動效率最大。 15.連桿是不直接和 相聯(lián)的構(gòu)件；平面連桿機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動副均為 。 16.偏心輪機(jī)構(gòu)是通過 由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演化而來的。 17.機(jī)械發(fā)生自鎖時，其機(jī)械效率 。 18.剛性轉(zhuǎn)子的動平衡的條件是 。 19.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的最小傳動角出現(xiàn)在 與 兩次共線的位置時。 20.具有急回特性的曲桿搖桿機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)k 1。 21.四桿機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動角互為 ，壓力角越大，其傳力性能越 。 22.一個齒數(shù)為Z，分度圓螺旋角為 的斜齒圓柱齒輪，其當(dāng)量齒數(shù)為 。 23.設(shè)計蝸桿傳動時蝸桿的分度圓直徑必須取 值，且與其 相匹配。 24.差動輪系是機(jī)構(gòu)自由度等于 的周轉(zhuǎn)輪系。 25.平面低副具有 個約束， 個自由度。 26.兩構(gòu)件組成移動副，則它們的瞬心位置在 。 27.機(jī)械的效率公式為 ，當(dāng)機(jī)械發(fā)生自鎖時其效率為 。 28.標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后模數(shù) ，齒厚 。 29.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)出現(xiàn)死點(diǎn)，是以 作主動件，此時機(jī)構(gòu)的 角等于零。 30.為減小凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，可采取的措施有 和 。 31.在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，如果將 桿作為機(jī)架，則與機(jī)架相連的兩桿都可以作____ 運(yùn)動，即得到雙曲柄機(jī)構(gòu)。 32.凸輪從動件作等速運(yùn)動時在行程始末有 性沖擊；當(dāng)其作 運(yùn)動時，從動件沒有沖擊。 33.標(biāo)準(zhǔn)齒輪 圓上的壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值，其大小等于 。 34.標(biāo)準(zhǔn)直齒輪經(jīng)過正變位后齒距 ，齒根圓 。 35.交錯角為90的蝸輪蝸桿傳動的正確嚙合條件是 、 、 。 36.具有一個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為 輪系，具有兩個自由度的周轉(zhuǎn)輪系稱為 ________________輪系。 二、簡答題： 1．圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知lAB=55mm，lBC=40mm，lCD=50mm，lAD=25mm。試分析以哪個構(gòu)件為機(jī)架可得到曲柄搖桿機(jī)構(gòu)？（畫圖說明） 2．判定機(jī)械自鎖的條件有哪些？ 3．轉(zhuǎn)子靜平衡和動平衡的力學(xué)條件有什么異同？ 4．飛輪是如何調(diào)節(jié)周期性速度波動的？ 5．造成轉(zhuǎn)子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？ 6．凸輪實際工作廓線為什么會出現(xiàn)變尖現(xiàn)象？設(shè)計中如何避免？ 7．漸開線齒廓嚙合的特點(diǎn)是什么？ 8．何謂基本桿組？機(jī)構(gòu)的組成原理是什么？ 9．速度瞬心法一般用在什么場合？能否利用它進(jìn)行加速度分析？ 10．移動副中總反力的方位如何確定？ 11．什么是機(jī)械的自鎖？移動副和轉(zhuǎn)動副自鎖的條件分別是什么？ 12．凸輪輪廓曲線設(shè)計的基本原理是什么？如何選擇推桿滾子的半徑？ 13．什么是齒輪的節(jié)圓？標(biāo)準(zhǔn)直齒輪在什么情況下其節(jié)圓與分度圓重合？ 14．什么是周轉(zhuǎn)輪系？什么是周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系？ 15．什么是傳動角？它的大小對機(jī)構(gòu)的傳力性能有何影響？鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動角在什么位置？ 16．機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析當(dāng)中的加速度多邊形具有哪些特點(diǎn)？ 17．造成轉(zhuǎn)子動不平衡的原因是什么？如何平衡？ 18．漸開線具有的特性有哪些？ 19．凸輪機(jī)構(gòu)從動件的運(yùn)動一般分為哪幾個階段？什么是推程運(yùn)動角？ 20．什么是重合度？其物理意義是什么？增加齒輪的模數(shù)對提高重合度有無好處？ 21．什么是標(biāo)準(zhǔn)中心距？一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪的實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，其傳動比和嚙合角分別有無變化？ 三、計算與作圖題： 1.計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。 2．求圖示機(jī)構(gòu)的全部瞬心和構(gòu)件1、3的角速度比。 3．用圖解法設(shè)計一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知滑塊的行程速比系數(shù)K=1.4，滑塊的行程H=60mm。導(dǎo)路偏距e=20mm,求曲柄長度lAB和連桿長度lBC。 4．已知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K＝1.25，搖桿長lCD=40mm，搖桿擺角Ψ=60,機(jī)架長lAD=55mm。作圖設(shè)計此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，求連桿和曲柄的長度。 5．一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數(shù)Z1＝24，Z2＝64，模數(shù)m＝6mm，安裝的實際中心距a’＝265mm。試求兩輪的嚙合角a’，節(jié)圓半徑r1’和r2’。 6．已知輪系中各齒輪齒數(shù)Z1=20，Z2=40，Z2’= Z3=20，Z4=60，n1=800r/min，求系桿轉(zhuǎn)速nH的大小和方向。 7. 計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。 8．取一機(jī)器的主軸為等效構(gòu)件，已知主軸平均轉(zhuǎn)速nm=1000r/min，在一個穩(wěn)定運(yùn)動循環(huán)（2）中的等效阻力矩Mer如圖所示，等效驅(qū)動力矩Med為常數(shù)。若不計機(jī)器中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量，試求：當(dāng)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)＝0.05時，應(yīng)在主軸上加裝的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF。 9．設(shè)計一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿長度為40mm，擺角為40度，行程速比系數(shù)K為1.4，機(jī)架長度為連桿長度與曲柄長度之差，用作圖法求各個桿件的長度。 10．設(shè)計如題圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿CD的長度lCD＝75mm，行程速度變化系數(shù)k＝1.5，機(jī)架AD的長度lAD＝100 mm，搖桿的一個極限位置與機(jī)架的夾角φ＝45，用作圖法求曲柄的長度lAB和連桿的長度lBC。 11．一正常齒制標(biāo)準(zhǔn)直齒輪m =4, z=30, a=20。，計算其分度圓直徑、基圓直徑、齒距、齒頂圓直徑及齒頂圓上的壓力角。 12．如圖，已知 z1=6， z2=z2, =25， z3=57， z4=56，求i14 ？ 13. 計算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，要求指出可能存在的復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束。 14．如圖F為作用在推桿2上的外力，試確定凸輪1及機(jī)架3作用給推桿2的總反力R12 及R32 的方位（不計重力和慣性力，虛線小圓為摩擦圓）。 15．請在圖中畫出一個死點(diǎn)位置、最小傳動角的位置以及圖示位置的壓力角。 16．已知機(jī)構(gòu)行程速度變化系數(shù)k＝1.25，搖桿長度lCD＝400mm, 擺角Ψ＝30，機(jī)架處于水平位置。試用圖解法設(shè)計確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)其他桿件的長度。 17．已知一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的中心距a=196mm，傳動比i=3.48，小齒輪齒數(shù)Z1=25。確定這對齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑d1、d2；齒頂圓直徑da1、da2；齒根圓直徑df1、df2。（10分） 18．在圖示復(fù)合輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)如括弧內(nèi)所示。求傳動比。 參考答案 一、1．原動件數(shù)目 2．相似于 3．質(zhì)徑積 4．等效轉(zhuǎn)動慣量，等效力矩 5．0，1 6．90 7．1.5 8．增大 9．等加速；等減速 10．不變；增大 11．相反；相同 12．定軸 13．3；一條直線上 14．900 15．機(jī)架；低副 16．?dāng)U大轉(zhuǎn)動副半徑 17．小于等于0 18．偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩矢量和為0 19．曲柄；機(jī)架 20．大于 21．余角；差 22．z/cos3β 23．標(biāo)準(zhǔn)值；模數(shù) 24．2 25．2；1 26．垂直移動路線的無窮遠(yuǎn)處 27．η=輸出功/輸入功=理想驅(qū)動力/實際驅(qū)動力；小于等于0 28．不變；增加 29．搖桿；傳動角 30．增加基圓半徑；推桿合理偏置 31．最短；整周回轉(zhuǎn) 32．剛性；五次多項式或正弦加速度運(yùn)動 33．分度圓；200 34．不變；增加 35．mt2=mx1=m； αt2=αx1=α； γ1=β2 36．行星；差動 二、1．作圖（略）最短桿鄰邊AB和CD。 2．1)驅(qū)動力位于摩擦錐或摩擦圓內(nèi)； 2）機(jī)械效率小于或等于0 3）工作阻力小于或等于0 3．靜平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力平衡 動平衡：偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩同時平衡 4．飛輪實質(zhì)是一個能量儲存器。當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪軸的角速度只作微小上升，它將多余的能量儲存起來；當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)虧功速度下降時，它將能量釋放出來，飛輪軸的角速度只作微小下降。 5．原因：轉(zhuǎn)子質(zhì)心與其回轉(zhuǎn)中心存在偏距； 平衡目的：使構(gòu)件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。 6．變尖原因：滾子半徑與凸輪理論輪廓的曲率半徑相等，使實際輪廓的曲率半徑為0。避免措施：在滿足滾子強(qiáng)度條件下，減小其半徑的大小。 7．1）定傳動比2）可分性3）輪齒的正壓力方向不變。 8．基本桿組：不能拆分的最簡單的自由度為0的構(gòu)件組。機(jī)構(gòu)組成原理：任何機(jī)構(gòu)都可看成是有若干基本桿組依次連接于原動件和機(jī)架上而構(gòu)成的。 9．簡單機(jī)構(gòu)的速度分析；不能。 10．1）總反力與法向反力偏斜一摩擦角2）總反力的偏斜方向與相對運(yùn)動方向相反。 11．自鎖：無論驅(qū)動力多大，機(jī)構(gòu)都不能運(yùn)動的現(xiàn)象。移動副自鎖的條件是：驅(qū)動力作用在摩擦錐里；轉(zhuǎn)動副自鎖的條件是：驅(qū)動力作用在摩擦圓內(nèi)。 12．1）反轉(zhuǎn)法原理 2）在滿足強(qiáng)度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點(diǎn)和“失真”，即小于凸輪理論輪廓的最小曲率半徑。 13．經(jīng)過節(jié)點(diǎn)、分別以兩嚙合齒輪回轉(zhuǎn)中心為圓心的兩個相切圓稱為節(jié)圓。當(dāng)兩標(biāo)準(zhǔn)齒輪按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝時其節(jié)圓與分度圓重合。 14．至少有一個齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉(zhuǎn)的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中加上公共角速度-ωH后，行星架相對靜止，此時周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系稱為原周轉(zhuǎn)輪系的轉(zhuǎn)化輪系。 15．壓力角的余角為傳動角，傳動角越大，機(jī)構(gòu)傳力性能越好。最小傳動角出現(xiàn)在曲柄和機(jī)架共線的位置。 16．1）極點(diǎn)p‘的加速度為0 2）由極點(diǎn)向外放射的矢量代表絕對加速度，而連接兩絕對加速度矢端的矢量代表該兩點(diǎn)的相對加速度。 3）加速度多邊形相似于同名點(diǎn)在構(gòu)件上組成的多邊形。 17．轉(zhuǎn)子的偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩不平衡；平衡方法：增加或減小配重使轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩同時得以平衡。 18．1）發(fā)生線BK的長度等于基圓上被滾過的圓弧的長度2）漸開線任一點(diǎn)的法線恒與其基圓相切3）發(fā)生線與基圓的切點(diǎn)是漸開線的曲率中心4）漸開線的形狀取決于基圓的大小5）基圓內(nèi)無漸開線。 19．推程、遠(yuǎn)休止、回程、近休止；從動件推桿在推程運(yùn)動階段，凸輪轉(zhuǎn)過的角度稱為推程運(yùn)動角。 20．實際嚙合線段與輪齒法向齒距之比為重合度，它反映了一對齒輪同時嚙合的平均齒數(shù)對的多少。增加模數(shù)對提高重合度沒有好處。 21．一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪安裝時它們的分度圓相切即各自分度圓與節(jié)圓重合時的中心距為標(biāo)準(zhǔn)中心距。當(dāng)實際中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距時，傳動比不變，嚙合角增大。 三、計算與作圖題： 1、F=3*7-2*12-1=1 2、ω1/ω3=P13P34/P13P14=4 3、θ=180*（k-1）/(k+1)=30 按題意作C1C2=H,作∠OC1C2=∠OC2C1=90-θ=60交O點(diǎn)，作以O(shè)圓心的圓如圖，再作偏距直線交于A點(diǎn)。 AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。 4．θ=180*（k-1）/(k+1)=2 0 1)按已知條件作DC1、DC2 ； 2)作直角三角形及其外接圓如圖； 3）以D為圓心，55mm為半徑作圓交于A點(diǎn)。 AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。 5．a(chǎn)=0.5m(z1+z2)=264 α’=arcos(264*cos20/265)=20.6 rb1=0.5m*z1cos20=67.66 rb2=0.5m*z2cos20=180.42 r’1=rb1/cosα’=72.3 r’2=rb2/cosα’=192.756 6. 齒輪1、2是一對內(nèi)嚙合傳動：n1/n2=z2/z1=2 齒輪2‘-3-4組成一周轉(zhuǎn)輪系，有： (n’2-nH)/(n4-nH)=-z4/z’2=-3 又因為 n2=n’2 n4=0 解得：nH=100 r/min 方向與n1相同。 7．F=3*6-2*8-1=1 8．Md=(300*4π/3*1/2)/2π=100Nm △ Wmax=89π(用能量指示圖確定) JF=900△ Wmax/π2n2δ=0.51 9．θ=180*（k-1）/(k+1)=30 如圖，按題意作出D,C1,C2，作直角三角形外接圓；作C1D的垂直平分線，它與圓的交點(diǎn)即A點(diǎn)。連接AC1、AC2。 AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。AD為機(jī)架的長度。 10．按題意作圖，θ=180*（k-1）/(k+1)=36 AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。 11．d=mz=120 db=dcos200=112.76 P=mπ=12.56 da=(z+2)m=128 cosαa=db/da=0.881 αa=28.24? 12．齒輪1-2-3組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n1-nH)/(n3-nH)= - z3/z1= - 57/6 齒輪1-2-2‘-4組成另一周轉(zhuǎn)輪系，有： (n1-nH)/(n4-nH)= - z2z4/z1z’2= - 56/6=-28/3 從圖中得： n3=0 聯(lián)立求解得：i14=n1/n4= - 588 13．F=3*7-2*10=1 14．作圖： 15．作圖：AB處于垂直位置時存在最小傳動角。AB1C1為死點(diǎn)位置。壓力角如圖。 16．θ=180*（k-1）/(k+1)=20 作圖，AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。AD為機(jī)架的長度。 17．z 2=iz1=87 m=196/[0.5(25+87)]=3.5 d1=mz1=87.5 d2=mz2=304.5 da1=m(z1+2)=94.5 da2=m(z2+2)=311.5 df1=m(z1-2.5)=78.75 df2=m(z2-2.5)=295.75 18．齒輪1‘-4-5組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n’1-nH)/(n5-nH)=-z5/z’1=-12/5 齒輪1-2-3組成一周轉(zhuǎn)輪系，有：(n1-nk)/n3-nk)=-z3/z1=-7/3 由圖得：n1=n’1 n3=0 nk=n5 聯(lián)立求解得：i1H=85/43