机械原理复习题解析Word文档格式.docx
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所以原动件为2
与自由度2相等，机构能够作唯一运动。
一运动。
（4）圆盘锯机构及自由度计算。
（5）振动筛机构及自由度计算。
原动杵
用动件
5高副6
机构自由度为F=3n—2mi—p=3X7—2X9—1=2;
解：
图中原动件为曲柄1和凸轮6o
2.1.什么是速度瞬心一一两个作平面运动构件上速度相同的一对重合点，在某一瞬时两构件相对于该点作相对转动，该点称瞬时速度中心。
2.2.什么是三心定律一一三个彼此作平面运动的构件共有三个瞬心，且它们位于同一条直线上。
（此法特别适用于两构件不直接相联的场合）。
2.3.两构件通过运动副直接相连，试确定其瞬心位置？
1以转动副连接
2以移动副连接
3以纯滚动高副连接
P39P45
4以滚动兼滑动的高副连接
2.4.
铰链中心就是其瞬心位置；
瞬心就在垂直于其导路方向无穷远处；
—瞬心就在其接触点处；
瞬心就在过接触点高副元素的公法线上，视其他条件确定。
用瞬心法和三心定律求下例图形的速度瞬心？
已知构件2的转速32，求构件4的角速度
①瞬心数为6个；
2直接观察能求出4个，余下的2个用三心定律求出。
3求瞬心P24的速度，
VP24=卩l（P24P12）•32
VP24=卩l（P24P14）•34
34=32•（P24P12）/P24P14
2.5.
用瞬心法和三心定律求下例图形的速度瞬心。
已知构件2的转速32,求构件4的速度V
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22.8.试题图所示，偏心圆凸轮机构中，
凸轮以角速度3转动，试求推杆2的角速度CD2?
（提示：
使用三心定理，正确标注瞬心位置）
（1）应用三心定理，瞬心位置标注见图;
（2）•••/PoBC=/BRC=45°
又•••OA=AP=h
APo•3=BPo•32
CO2=APo•3/BP0=h•3/（L+h）
2.9.试题图所示，滑块导轨机构中，3=10rad/s,0=30°
AB=200mm试用瞬心
法求构件3的速度V3?
使用瞬心法，正确标注瞬心位置）
2.10.速度影像
BCE的速度影像。
2.11.机构速度分析图解法P36;
P50题3-5;
P50题3-6;
P37——同一构件上各点间的相对速度矢量构成的图形
bee称为该构件图形
5.1采用非平面运动副，摩擦力为什么会增大？
――因为G一定时，其法向力Ni的大小取决于运动副元素的几何形状，形成当量
摩擦系数fv。
5.1.1当量摩擦系数fv大于摩擦系数f，即fv>
f是因为运动副元素的
几何形状改变而产生的。
2.6.fv称为当量摩擦系数，其取值为：
⑴平面接触：
fv=f;
⑵槽面接触：
fV=f/sin0;
（3）半圆柱面接触：
fv=kf，（k=1~n/2）。
5.2.为了提高机械效率，在进行设计机械时应尽量减少摩擦损失，具体措施有：
a）用滚动代替滑动；
b）考虑润滑；
C）合理选材。
5.2.1机械效率n----输出功Wb与输入功W入的比值（n=W出/W入）。
5.3.当机械出现自锁时，无论驱动力多大，都不能运动，从能量的观点来看，就是:
驱动力做的功永远W由其引起的摩擦力所做的功
5.4.机械的自锁的条件是什么？
。
1）传动效率n<
0;
2）对于移动副，当驱动力F的作用线落在摩擦锥内时，则机械发生自锁。
（a<
P）时，发生自锁。
艮之比，即P=Mf2i/F2i=fvr,
3）对于转动副，当驱动力F的作用线穿过摩擦圆
5.5摩擦圆半径P--摩擦阻力矩险与轴承总反力
（avp）时，发生自锁
6.1.
另一种是
平面机构的平衡有两种方法一种是完全平衡，
6.2.平面机构部分平衡的措施是？
1）利用非对称机构平衡；
2）利用平衡质量平衡
3）利用弹簧平衡
6.3.质量代换的条件：
P57
1）代换前后各构件质量不变；
2）质心位置不变；
3）对质心轴的转动惯量不便。
6.4.质量代换法？
P57
将各构件的质量，按一定条件用集中于某些特定点的假象质量来替代，这样只需求集中质量的惯性力，而无需求惯性力偶矩。
从而将问题简化。
这上方法称为-
6.5.3=（3max-3叩泊）/丄m_为机器运转速度不均匀系数，它表示了机器速度波
动的程度。
6.6机械运转速度波动调节方法？
1）对周期性速度波动，可在转动轴上安装一个质量较大的回转体（俗称飞轮）达到调速的目的。
2）.对非周期性速度波动，需采用专门的调速器才能调节。
8.3■双曲柄机构的特征、作用及特例？
特征------两个曲柄；
作用------将等速回转转变为等速或变速回转。
特例------平行四边形机构。
铸造翻箱机构、风扇摇头机构；
之
8.4双摇杆机构的特征、作用及特例?
---汽车转向机构从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。
丫是作用力与构件半径线之间的夹角，a与丫互为余角，aa越小，则Y越大，机构传动力性能越好，反
:
Ymin》40°
“50°
特征------两个摇杆；
特例：
等腰梯形机构
8.5压力角a:
8.5.1传动角Y：
+Y=90°
通常用Y衡量机构传动力性能，并称之为〜。
之越差。
为了保证机构正常循环工作，要求：
8.6什么是机构的死点位置？
共线时，有：
Y=0，此时机构不能运动.
摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次
8.7避免机构死点”措施是什么？
（1）两组机构错开排列，如火车轮机构；
（2）装加飞轮，靠飞轮的惯性力越过（如内燃机、缝纫机等）。
8.8曲柄存在的条件？
1）最长杆与最短杆的长度之和应W其他两杆长度之和，称为杆长条件。
2）连架杆或机架之一为最短杆。
8.9对于四杆机构而言，当选择不同的构件作为机架时，可得不同的机构。
下例图形各为什么机构？
8.10铰链四杆机构的三类设计要求是什么？
1）满足预定的运动规律，两连架杆转角对应，如：
飞机起落架、函数机构。
2）满足预定的连杆位置要求，如铸造翻箱机构。
3）满足预定的轨迹要求，如鹤式起重机、搅拌机等。
8.11P145，试用做图法按给定的行程速比系数K设计四杆机构。
已知：
CD杆长,摆角©
及K。
在已有的图形上完成最后两部设计）
步骤如下：
2任取一点D,作等腰三角形腰长为
3作C2P1CiG,作CiP使/C2C1P=90—0,交于P;
4作△PCiQ的外接圆，贝UA点必在此圆上。
5在PCi圆弧上确定曲柄中心A的位置（同一弦长所对应的圆周角处处相等）设曲柄为11，连杆为12,则：
AC=l1+l2;
A2=12-11=>
li=（ACi—AC）/2
6以A为圆心，AC为半径作弧交于E,得：
l1=ECi/2;
l2=AC1—（EC/2）
8.12图示为四杆机构中连杆BC的两个极限位置BiCi和,当连杆位于BQ时,摇杆DC处于铅垂位置；
当连杆位于B2C2时，BiB2连线为水平线，且此时四杆机构的传动角为最小。
试用作图法求出各杆长度，要求保留作图线。
D1
（保留作图线）
8.13.
设计此机构。
用做图法设计导杆机构。
机架长度d,行程速比K,
AI
跖——
I
由于0与导杆摆角©
相等，设计此机构时，仅需要确定曲柄长度a
1计算0=180°
（K-1）/（K+1）;
2任选D作/mD中©
=0;
作角分线;
3取A点，使得AD=d,则：
a=dsin（
8.14.用做图法设计曲柄滑块机构。
（1）12）。
已知K,滑块行程H,偏距e,设计此机构
1计算：
0=180°
2作ClC2=H;
3作射线CO使/GCO=90—0,
作射线QO使/CQO=9O°
—0,两射线交点为O;
4以O为圆心，GO为半径作圆；
5作偏距线e,交圆弧于A,即为所求的曲柄轴心；
6以A为圆心，AC1为半径作弧交于
l1=EC2/2;
I2=AC2—EG/2。
E,得:
Cl
I—-5
一——一-———J
\/
\28/
\f
'
b
&
15万向机构
平行轴之间运动和动力的机构。
16■双万向铰链机构安装要求是？
1主动、从动、中间三轴共面；
2主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等;
3中间轴两端的叉面应在同一平面内。
用于传递两相交轴或
9.1.描述凸轮机构推杆的运动规律的名词术语有：
基圆、基圆半径、推程运动角、远
休止角、回程、回程运动角、近休止角、行程。
9.2.简述凸轮廓线设计方法的基本原理（反转原理）：
给整个凸轮机构施以-31时，不影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖顶复合运动的轨迹即为凸轮的轮廓曲线。
9.3.
按从动件运动副元素的形状分：
尖顶从动件、平底从动件、滚子从动件。
9.6设计凸轮机构时若发现设计结果a>
[a]（压力角>
许用压力角）时，可增大rmin（基圆半径）
9.7
9.8
。
（模数m渐.开线齿廓参数之一，人为规定m=pn/n（无理数）只能取某些简单数。
）
10.2.1分度圆-----具有标准模数m和压力角的圆称为分度圆，或齿厚=齿间距的圆。
10.3..渐开线齿轮的三个基本参数是、和。
10.4.渐开线齿轮的齿顶圆直径：
da=d+2ha=（z+2ha*）m
渐开线齿轮的齿根圆直径：
df=d-2hf=（z-2ha*-2c*）m
渐开线齿轮的顶隙系数：
c*;
正常齿：
c*=025_；
短齿制：
c*=0.3渐开线齿轮的基圆直径：
db=dcosg=mzcosg
10.5.一对渐开线齿轮的正确啮合条件是它们模数和压力角应分别相等。
10.6.已知一对外啮合渐开线直齿齿轮模数为5,压力角为20°
，中心距为350mm，
传动比为9:
5,分别求：
齿轮的齿数？
小齿轮的分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆直径和齿距?
（1）
（2）
得：
df=d-2hf=（z-2ha*-2c*）m=（50-2x1-2x0.25）5=237.5dbi=dicosa=mzicosa=250cos20°
=234.923
P=mn=5X3.14=15.7
10.7.一对标准渐开线齿轮是否是安装正确，应满足的两个要求是?
1）齿侧间隙为零（或两个齿轮的中心距为a=mz1+mz2）；
2）齿顶间隙c为标准值。
10.8一对标准渐开线齿轮在标准安装时节圆与分度圆重合。
10.9对于渐开线齿轮分度圆和压力角是单个齿轮就有的；
而节圆和啮合角是两个齿轮啮合后才出现的。
10.10重合度一一定义：
£
=B1B2/P丄或啮合线长度与齿节距（法向齿距）之比。
10.11一对齿轮的连续传动条件是：
£
》1
10.12.成形法（仿形法）加工的特点：
产生齿形误差和分度误差，精度较低，加工不连续，生产效率低。
适于单件生产。
10.13.范成法加工的特点：
一种模数只需要一把刀具连续切削，生产效率高，精度高，用于批量生产。
1014渐开线齿轮产生根切的原因是：
被加工齿轮的模数m确定之后，根切随zmin和Dbmin的出现而出现。
10.15.渐开线齿轮的根切现象是在展成法加工齿轮时发生的，使用齿条型刀具比用
齿轮型刀具更易产生根切。
10.15.1渐开线齿轮的根切的后果：
1弱轮齿的抗弯强度；
2使重合度£
下降。
10.16.渐开线齿轮不发生根切的最少齿数zmin=17。
10.17正变位齿轮的特点是：
齿厚变宽，齿槽变窄；
负变位齿轮的特点是:
正好相反。
10.18变位齿轮优缺点？
1可采用zKzmin的小齿轮，仍不根切，使结构更紧凑；
2改善了小齿轮的磨损情况；
3因大小齿轮强度趋于接近，相对提高了小齿轮的承载能力；
4缺点是:
没有互换性，必须成对使用，£
略有减小。
10.佃.一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件：
外啮合：
P1=-P2；
内啮合：
P1=82法面模数m1=m2，法面压力角an1=an1端面模数m=nt2，端面法面at1=at2
10.20.斜齿圆柱齿轮的当量齿数——与斜齿轮法面齿形相当的直齿轮，称为该斜齿轮的当量齿轮，其齿数称当量齿数。
10.21.
Zmin=14。
斜齿轮不发生根切的最少齿数：
10.22与直齿齿轮相比斜齿轮传动的优缺点是什么？
1啮合线变化规律是短、长、短；
传动平稳：
2重合度£
大于直齿齿轮，承载能力大；
3冲击、振动小，噪音小；
4缺点，传动时会产生轴向载荷。
10.23一对斜齿轮中心距：
a=r1+r2=m（z丄’+zg）/2cosp可通过改变丄来调整a的大小。
11.1图示为一固定轮系。
已知各轮齿数，z1=20,z2=20,z3=60,z3’=20,z4’
=20,z5=20。
求传动比i15。
并判断z1与z5旋向是否
相同。
=.F
11.1.2若周转轮系的自由度为2,则称其为差动轮系。
（1）差动轮系传动比为
i13H=（CD1-CDH）/（CD3-CDH）
11.2图示的轮系中，已知：
z1=20,z2=30,z3=80,z4=40,z5=20。
求：
传动比i15?
并确定轮1和轮5转向是否相同?
"
=-80/20=-4
|Hi3=5;
2）定轴轮系的传动比Ii5=-z5/z4=-20/40=-1/2
3）轮系的传动比Ii5=Ii3HXl45=5X20/40=2.5;
Z1和Z5方向相同。
11.3.在图示的轮系中，已知各轮齿数为zi=20,z2=40,z2'
=15,Z3=45,z4=30,z5=20。
P7771
丄2/丄2
由图知36=0
Ii3H=（n1-nH）/（n3-nH）=+z2/z1•z3/z12
故若设ni为正，则n2为负;
分别带入上式得
X20/60X20
等式右边的“+”号，是在转化轮系中用划箭头的方法判断的。
表示轮1与轮3转向相同。
而在图a的轮系中轮1轮3的箭头是输入真实的转向，这两个概念不能混淆。
根据已知条件，轮1、3转向相反，
取n1=+120r/min，贝Un2=+120r/min，
（120-nh）/（-120-nh）=+40
nH=+600r/min
上式表示系杆H的转向与太阳轮1
53棘轮机构的类型与应用
按棘轮转向是否可调：
单向、双向运动棘轮机构。
按转角是否可调：
固定转角、可调转角按工作原理分：
轮齿棘轮、摩擦棘轮
54•填空题
1.正变位直齿圆柱齿轮与标准直齿轮相比，其齿厚将会
2.斜齿轮不发生根切的最少齿数较直齿轮
3.fv称为当量摩擦系数,平面接触时：
fv=f；
槽面接触时：
fv
半圆柱面接触时f=
9.渐开线齿轮的齿顶圆直径：
da=d+2hk=
，齿根圆直径：
df=d-2hf
，基圆直径：
db=dcosa=
;
渐开线齿轮的顶隙系数,
c*=
C*=0.3
4.分度圆和压力角是单个齿轮就有的，而
是两个齿轮啮合后才出
一o
，而非周期性速度波动的调节一般用
现的。
5.
刀具比使用
渐开线齿轮的根切现象是在展成法加工齿轮时发生的，使用_刀具更易产生根切。
5.1■—对斜齿轮中心距：
a=r1+r2=mn（z1+z2）/2cos3可诵过改变B来调整a的
大小。
5.2为了提高机械效率，在进行设计机械时应尽量减少摩擦损失，具体措施有：
用
滚动代替滑动;
、考虑润滑和合理选材。
5.机器中每一个独立的运动单元体称为
6.机构具有确定运动的条件为：
7.
周期性速度波动的调节一般用
冲击，也不会产生刚性冲击。
11..
一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件，除满足mn1=mn2，an1=an2以外还应满
12.斜齿圆柱齿轮的标准模数和压力角在法面（或当量齿轮）上度量。
12.1由于斜齿圆柱齿轮的重合度&
大于直齿齿轮，所以具有冲击振动小、噪
音小、承载能力大的特点，缺点是传动时会产生0
12.2.斜齿圆柱齿轮的重合度8由两部分组成，一是端面重合度，二是由
螺旋角引起的重合度增量。
12.1度量圆锥齿轮的标准模数和压力角时，应依齿轮大端（或背锥齿形）的模
数和压力角为准。
13.
刀具比用
渐开线齿轮的根切现象是在展成法加工齿轮时发生的，使用
刀具更易产生根切。
度波动的程度。
15..构成运动副的三个条件：
（1）两个构件;
⑵
轴上。
16.若不考虑其他因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应装在
17..
静平衡的。
惯性力和惯性力矩
动平衡了的刚性回转件，_
17.1.刚性转子的动平衡条件是惯性力和惯性力矩平衡。
18.当凸轮机构从动件以正弦规律运动时，其速度和加速度均无突变，故在运动中
不会产生，适用于
19.一对齿轮的连续传动条件是：
20.
两轴之间的运动和动力的传递。
、和
nW0
圆锥齿轮用来传递
21.渐开线齿轮的三个基本参数是
22.依据机械传动效率n理论，判断机械自锁的条件是
23..
转化为
若将一曲柄摇杆机构转化为双曲柄机构，只需将原机构中的
机架。
27.同一构件上各点的速度多边形必然于相应点位置构成的多边形
28.四杆机构的压力角和传动角互为
，压力角越大，其传力性能越
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