机械原理复习题课件Word格式文档下载.docx
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（3）小汽车机械千斤顶机构及自由度计算。
（1）计算机构自由度：
F＝3n－2m－p＝3×
10－2＝2；
（2）原动件为丝杠,一个双向作用丝杠，转动丝杠同时驱动2个复合滑块。
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。
7－2×
9－1＝2；
图中原动件为曲柄1和凸轮6。
2.1.什么是速度瞬心——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——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？
P39P45
①以转动副连接——铰链中心就是其瞬心位置；
②以移动副连接——瞬心就在垂直于其导路方向无穷远处；
③以纯滚动高副连接——瞬心就在其接触点处；
④以滚动兼滑动的高副连接——瞬心就在过接触点高副元素的公法线上，视其他条件确定。
2.4.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ω2，求构件4的角速度ω4？
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＝μl（P24P12）·
ω2
VP24＝μl（P24P14）·
ω4
ω4＝ω2·
（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ω2，求构件4的速度ν4。
2.7.试求图示各机构在图示位置时全部瞬心的位置，并给出连杆上E点上速度方向位置。
22.8.试题图所示，偏心圆凸轮机构中，AB=L，凸轮半径为R，OA=h,∠OAB=90°
凸轮以角速度ω转动，试求推杆2的角速度ω2?
（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）∵∠P0BC=∠BP0C=45°
又∵OA=AP0=h
∴AP0·
ω=BP0·
ω2=AP0·
ω/BP0=h·
ω/（L+h）
2.9.试题图所示，滑块导轨机构中，ω=10rad/s，θ=30°
AB=200mm，试用瞬心法求构件3的速度v3?
（提示：
使用瞬心法，正确标注瞬心位置）
（2.9）解：
（1）应用瞬心法，瞬心位置标注见图；
（2）∵AB=P14P23=0.2
P14P0=AB/（√3/2）=0.2/（√3/2）
V3=P14P0·
ω=0.2/（√3/2）·
ω
=0.2/（√3/2）×
10
=4/√3
2.10.速度影像P37——同一构件上各点间的相对速度矢量构成的图形bce称为该构件图形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；
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N21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:
（1）平面接触:
fv=f；
（2）槽面接触:
fv=f/sinθ；
（3）半圆柱面接触:
fv=kf，（k=1~π/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η----输出功W出与输入功W入的比值（η=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≤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η＜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。
3）对于转动副，当驱动力F的作用线穿过摩擦圆（a<
ρ）时，发生自锁。
5.5摩擦圆半径ρ--摩擦阻力矩Mf21与轴承总反力R2之比，即ρ=Mf21/R21=fvr，（a<
ρ）时，发生自锁
6.1.平面机构的平衡有两种方法一种是完全平衡，另一种是。
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？
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.δ＝（ωmax－ωmin）/ωm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。
8.1平面连杆机构的三种基本型式：
曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。
8.2曲柄摇杆机构特征、作用？
特征-----曲柄＋摇杆
作用-----将曲柄的整周回转转变为摇杆的往复摆动。
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？
特征------两个摇杆;
特例：
等腰梯形机构------汽车转向机构
8.5压力角α：
——从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。
8.5.1传动角γ：
——γ是作用力与构件半径线之间的夹角，α与γ互为余角，α+γ=90°
通常用γ衡量机构传动力性能，并称之为～。
α越小，则γ越大，机构传动力性能越好，反之越差。
为了保证机构正常循环工作，要求:
γmin≥40°
--50°
8.6什么是机构的死点位置？
摇杆为主动件，且连杆与曲柄两次共线时，有：
γ=0，此时机构不能运动.
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≤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？
a.（）b.（）c.（）d.（）
（如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，当最短杆为连架杆时，则机构为曲柄摇杆机构；
当最短杆为机架时，则机构为双曲柄机构；
当最短杆的相对杆为机架时，机构为双摇杆机构。
）
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φ及K。
在已有的图形上完成最后两部设计）
步骤如下：
①计算θ＝180°
（K-1）/（K+1）；
②任取一点D，作等腰三角形腰长为CD，夹角为φ；
③作C2P⊥C1C2，作C1P使∠C2C1P=90°
－θ,交于P；
④作△PC1C2的外接圆，则A点必在此圆上。
⑤在PC21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l1，连杆为l2，则:
AC1=l1+l2；
A2=l2-l1=>
l1=（AC1－AC2）/2
⑥以A为圆心，AC2为半径作弧交于E,得：
l1=EC1/2；
l2=AC1－（EC1/2）
8.12图示为四杆机构中连杆BC的两个极限位置B1C1和B2C2,当连杆位于B1C1时，摇杆DC处于铅垂位置；
当连杆位于B2C2时，B1B2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。
（保留作图线）
8.13.用做图法设计导杆机构。
机架长度d，行程速比K，设计此机构。
由于θ与导杆摆角φ相等，设计此机构时，仅需要确定曲柄长度a。
②任选D作∠mDn＝φ＝θ；
作角分线；
③取A点，使得AD=d,则:
a=dsin（φ/2）。
8.14.用做图法设计曲柄滑块机构。
已知K，滑块行程H，偏距e，设计此机构
①计算:
θ＝180°
②作C1C2＝H；
③作射线C1O使∠C2C1O=90°
－θ,
作射线C2O使∠C1C2O=90°
－θ,两射线交点为O；
④以O为圆心，C1O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E,得：
l1=EC2/2；
l2=AC2－EC2/2。
8.15.万向机构-----用于传递两相交轴或平行轴之间运动和动力的机构。
8.16.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。
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-ω1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。
9.4.当凸轮机构从动件以余弦规律运动时，在行程的起点和终点处存在有限的突变，故会产生。
P127
9.5.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。
P128
9.6设计凸轮机构时若发现设计结果α＞[α]（压力角＞许用压力角）时，可增大rmin（基圆半径）。
9.7设计凸轮机构时，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小。
9.8设计凸轮机构时，导路和瞬心位于中心两侧时，压力角将增大。
10.渐开线--------―条直线在圆上作纯滚动时，直线上任一点的轨迹
10.1.渐开线齿廓的啮合特性是什么？
（1）渐开线齿廓满足定传动比要求；
（2）齿廓间正压力方向不变；
（3）运动可分性。
10.2.模数m.渐开线齿廓参数之一，人为规定__没_______（无理数）只能取某些________。
（模数m渐.开线齿廓参数之一，人为规定m=pn/π（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*＝0.25；
短齿制：
c*＝0.3
渐开线齿轮的基圆直径：
db=dcosα=mzcosα
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：
（1）齿轮的齿数？
（2）小齿轮的分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆直径和齿距？
（1）a=m（z1+z2）/2=350mm；
i12=ω1/ω2=z2/z1=9/5
得：
z1=50；
z2=90；
（2）d1=mz1=5×
50=250mm,da=d+2ha=（z1+2ha*）m=（50+2×
1）5=260mm；
df=d-2hf=（z-2ha*-2c*）m=（50-2×
1-2×
0.25）5=237.5
db1=d1cosα=mz1cosα=250cos20°
=234.923
P=mπ=5×
3.14=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——定义:
ε=B1B2/pb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：
ε≥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ε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z1≤zmin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，ε略有减小。
10.19.一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件：
外啮合:
β1＝-β2；
内啮合：
β1＝β2
法面模数mn1=mn2，法面压力角αn1=αn1
端面模数mt1=mt2，端面法面αt1＝αt2
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.斜齿轮不发生根切的最少齿数：
zmin=14。
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ε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（z1′+z2′）/2cosβ可通过改变β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。
=
11.1.2.若周转轮系的自由度为2，则称其为差动轮系。
11.2图示为滚齿机工作台的传动机构，工作台与蜗轮5相互固定连结。
已知z1=z1′=20；
z2=35；
蜗杆z4′=1（右旋）；
z5=40；
滚刀z6=1（左旋）；
z7=30若加工一个z5′=64齿轮，试确定各交换齿轮的齿数z2′=？
和z4=？
要加工一个z5′=64齿轮，必要的条件是滚刀与齿轮毛坏的传动比i1′5′应等于电机与工作台之间的传动比i15。
即i1′5′=i15。
（1）i1′5′=（z7/z1′）×
（z5′/z6）
=（-1）2（30/20）×
（64/1）
=96
（2）i15=（-1）4（z2/z1）×
（z3/z2′）×
（z4/z3）×
（z5/z4′）
=35/20×
z4/z2′×
40/1
=70×
z4/z2′
z4/z2′=96/70=48/35
z4=48；
z2′=35
11.3图示为电动卷扬机减速速器简图。
已知z1=24，z2=33，z2′=21，z3=78，z3′=18，z4=30，z5=78，试求传动比i15=？
1）解：
首先将轮系分解为由齿轮1、2、2′、3、H（即齿轮5）组成的差动轮系（b）和由齿轮3′、4、5组成的定轴轮系，分别列出它们的传动比。
（1）差动轮系传动比为
i13H=（ω1-ωH）/（ω3-ωH）
=（ω1-ω5）/（ω3-ω5）
=-z2/z1·
z3/z2′
或
ω1=z2/z1·
z3/z2′（ω5-ω3）+ω5
（2）定轴轮系传动比为
i3′5=ω31/ω5=-z5/z3′
ω3′=-ω5z5/z3′
两个基本轮系之间的关系是
ω3=ω31
将上式代入差动轮系传动比
（1）公式
i15=ω1/ω5=z2/z1×
z3/z2（1+z5/z3）+1
将各齿轮齿数代入上式得
i15=33/21×
78/21×
（1+78/18）+1=28.24
11.3图示为输送带的行星轮减速速器。
已知z1=18，z2=32，z2′=20，z3=82，z4=68；
电动机转速为1450r/min；
求输出轴的转速n4=？
1）求n4=？
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
IH13=5;
2）定轴轮系的传动比I15=-z5/z4=-20/40=-1/2
3）轮系的传动比I15=I13H×
I45=5×
20/40=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z1=20，z2=40，z2'
=15，z3=45，z4=30，z5=20。
试求传动比i15？
并说明轴1与轴5的转向关系。
由图知ω6=0
1）求z6=？
mz6=2（mz4+mz5/2）；
z6=2（30+20/2）=80
53.图示锥齿轮组成的周转轮系。
已知各轮齿数为z1=60，z2=40，z2'
=z3=20；
n1=n3=120r/min。
设太阳轮1、3转向相反，试求nH的大小与方向。
I13H=（n1-nH）/（n3-nH）=+z2/z1·
z3/z12
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，故若设n1为正，则n2为负；
取n1=+120r/min，则n2=+120r/min，分别带入上式得
（120-nH）/（-120-nH）=+40×
20/60×
20
nH=+600r/min
上式表示系杆H的转向与太阳轮1相同。
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:
fv=（=）。
9.渐开线齿轮的齿顶圆直径：
da=d+2ha=_____________，齿根圆直径：
df=d-2hf=_____________，基圆直径：
db=dcosα=________；
渐开线齿轮的顶隙系数，正常齿：
c*＝____；
c*＝_0.3_；
4.分度圆和压力角是单个齿轮就有的，而______和______是两个齿轮啮合后才出现的。
5.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_______刀具比使用_______刀具更易产生根切。
5.1.一对斜齿轮中心距：
a=r1+r2=mn（z1+z2）/2cosβ可通过改变β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
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