机械原理习题PRN.docx

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机械原理习题PRN

绪论

1、试述构件和零件的区别与了解？

2、何谓机架、原动件和从动件？

第一章机械的结构分析

1、两构件构成运动副的特征是什么？

2、如何区别平面及空间运动副？

3、何谓自由度和约束？

4、转动副与移动副的运动特点有何区别与了解？

5、何谓复合铰链？

计算机构自由度时应如何处理？

6、机构具有确定运动的条件是什么？

7、什么是虚约束？

1、画出图示平面机构的运动简图，并计算其自由度。

（a）（b）（c）

2、一简易冲床的初拟设计方案如图。

设计者的思路是：

动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。

3、计算图示平面机构的自由度，高副低代，判断杆组、机构级别；机构中的原动件用圆弧箭头表示。

（a）（b）（c）

（d）（e）（f）

第二章平面机构的运动分析

1、已知作平面相对运动两构件上两个重合点的相对速度

及

的方向，它们的相对瞬心P12在何处？

2、当两构件组成滑动兼滚动的高副时，其速度瞬心在何处？

3、如何考虑机构中不组成运动副的两构件的速度瞬心？

4、利用速度瞬心，在机构运动分析中可以求哪些运动参数？

5、在平面机构运动分析中，哥氏加速度大小及方向如何确定？

1、试求出下列机构中的所有速度瞬心。

（a）（b）

（c）（d）

2、图示的凸轮机构中，凸轮的角速度ω1=10s-1，R=50mm，lA0=20mm，试求当φ=0°、45°及90°时，构件2的速度v。

题2图凸轮机构题3图组合机构

3、图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。

各相切轮之间作纯滚动。

试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。

第三章平面连杆机构

1、如何依照各杆长度判别铰链四杆机构的型式？

2、平面四连杆机构最基本形态是什么？

由它演化为其它平面四杆机构，有哪些具体途径？

3、图示摆动导杆机构中，AB杆匀角速转动。

该机构存在的几何条件是什么？

给定其摆杆的行程速度变化系数K后，怎么用K值表达AB和AC杆的长度关系？

题3、4图题5图

4、图示摆动导杆机构中，AB杆匀角速转动。

若

，那么，其摆杆的行程速度变化系数为何值？

又若摆杆顺时针方向转动为回程，要求有比工作行程较大的平均速度，那么，应如何选择AB杆的转向？

5、试回答图示曲柄滑块机构存在的几何条件。

若AB杆等角速转动，而滑块向右移动为回程。

要求回程比工作行程少占用时间，那么，应如何选取AB杆的转向？

1、图示铰链四杆机构，已知：

lBC=50mm，lCD=35mm，lAB=30mm，AD为机架，

（1）若此机构为曲柄摇杆机械，且AB为曲柄，求lAB的最大值：

（2）若此机构为双曲柄机构，求lAB的范围；

（3）若此机构为双摇杆机构，求lAB的范围。

（a）（b）

题1图题2图

2、图示两种曲柄滑块机构，若已知a=120mm，b=600mm，对心时e=0及偏置时e=120mm，求此两机械的极位夹角θ及行程速比系数K。

又在对心曲柄滑块机构中，若连杆BC为二力杆件，则滑块的压力角将在什么范围内变化？

第四章凸轮机构及其设计

1、连杆机构和凸轮机构在组成方面有何不同，各有什么优缺点？

2、凸轮机构中，刚性冲击是指什么？

举出一种存在刚性冲击的运动规律。

3、凸轮机构中，柔性冲击是指什么？

举出一个具有柔性冲击的从动件常用运动规律。

4、何谓凸轮的理论轮廓与实际轮廓？

5、凸轮机构中的力锁合与几何锁合各有什么优缺点？

6、为什么不能为了机构紧凑，而任意减小盘形凸轮的基圆半径？

7、设计滚子从动件盘形凸轮机构时，如实际轮廓上出现尖点，将可能出现什么后果？

面对这一实际结果，设计上应如何加以处理？

1、图（a）和图（b）分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知：

R=100mm，OA=20mm，e=10mm，rT=10mm，试用图解法确定；当凸轮自图示位置（从动件最低位置）顺时针方向回转90°时两机构的压力角及从动件的位移值。

（a）（b）

题1图题2图

2、设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮回转方向及从动件初始位置如图所示。

已知偏距e=10mm，基圆半径r0=40mm，滚子半径rT=10mm，从动件运动规律如下：

Φ=150°，ΦS=30°，Φ’=120°，Φ′S=60°，从动件在推程以简谐运动规律上升，行程h=20mm；回程以等加速等减速运动规律返回原处，试绘出从动件位移线图及凸轮轮廓曲线。

第五章齿轮机构及其设计

1、欲使一对齿廓在其啮合过程中保持传动比不变，该对齿廓应符合什么条件？

2、当一对互相啮合的渐开线齿廓绕各自的基圆圆心转动时，其传动比不变。

为什么？

3、何谓齿轮传动的啮合线？

为什么渐开线齿轮的啮合线为直线？

4、什么叫渐开线齿轮传动的可分性？

5、什么叫渐开线标准直齿圆柱齿轮？

6、标准直齿条的特点是什么？

7、什么叫渐开线齿轮传动的实际啮合线？

渐开线直齿轮传动的实际啮合线

是如何确定的？

8、一对渐开线标准直齿轮的正确啮合条件是什么？

若放弃模数和压力角必须取标准值的限制，一对渐开线直齿轮的正确啮合条件是什么？

9、一对渐开线直齿轮无侧隙啮合的条件是什么？

10、一对渐开线标准外啮合直齿轮非标准安装时，安装中心距a'与标准中心距a中哪个大？

啮合角α'与压力α中哪个大？

为什么？

11、用齿条型刀具展成加工齿轮时，如何加工出渐开线标准直齿轮？

12、若用齿条形刀具加工的渐开线直齿外齿轮不发生根切，当改用齿轮形刀具加工时会不会发生要切？

为什么？

13、齿轮修正的目的是什么？

14、渐开线变位直齿轮与渐开线标准直齿轮相比，哪些参数不变？

哪些参数发生变化？

15、渐开线变位直齿轮传动有哪三种传动类型？

区别传动类型的依据是什么？

16、与直齿圆柱齿轮传动相比较，平行轴斜齿轮的主要优缺点是什么？

17、平行轴斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是什么？

18、为什么一对平行轴斜齿轮传动的重合度往往比一对直齿轮传动的重合度来得大？

1、一根渐开线在基圆半径rb=50mm的圆上发生，试求渐开线上向径r=65mm的点的曲率半径ρ、压力角α和展开角θ。

2、题5-4当α=20°的渐开线标准齿轮的齿根圆和基圆相重合时，其齿数为若干？

又若齿数大于求出的数值，则基圆和根圆哪一个大一些？

3、题5-6有一对渐开线标准直齿轮啮合，已知z1=19，z2=42，m=5mm。

（1）试求当α′=20°时，这对齿轮的实际啮合线B1B2的长、作用弧、作用角及重合度ε；

（2）绘出一对齿和两对齿的啮合区图（选适当的长度比例尺μl，不用画出啮合齿廓），并按图上尺寸计算重合度。

4、题5-7一对渐开线标准圆柱直齿轮外啮合传动。

已知z1=40、传动比i12=2.5、ha*=1、c*=0.25、α=20°、m=10mm。

（1）在标准安装时，试求小齿轮的尺寸（ra、rf、rb、r、r'、p、s、e、p'、s'、e'、pb）以及啮合的中心距a与啮合角α′。

（2）若安装的中心距a'比标准中心距a加大1mm，试求小齿轮的尺寸（ra、rf、rb、r、r'、p、s、e、p'、pb）以及啮合角α′。

5、题5-9用标准齿条刀具切制直齿轮，已知齿轮参数z=35，ha*=1，α=20°。

欲使齿轮齿廓的渐开线起始点在基圆上，试问是否需要变位？

如需变位，其变位系数应取多少？

6、题5-10设计一对外啮合直齿圆柱齿轮，已知：

模数m=10，压力角α=20°，齿顶高系数ha*=1，齿数z1=z2=12，中心距a'=130mm，试计算这对齿轮的啮合角α′及两轮的变位系数x1、x2（取x1=x2）。

7、题5-11有一对使用日久磨损严重的标准齿轮需要修复。

按磨损情况，拟将小齿轮报废，修复大齿轮，修复后的大齿轮的齿顶圆要减小8mm。

已知z1=24，z2=96，m=4mm，α=20°，ha*=1，c*=0.25。

试设计这对齿轮传动。

8、题5-12设有一对外啮合圆柱齿轮，已知：

模数mn=2，齿数z1=21，z2=22，中心距a=45mm，现不用变位而拟用斜齿圆柱齿轮来配凑中心距，问这对斜齿轮的螺旋角应为多少？

9、题5-13有一对斜齿轮传动。

已知mn=1.5mm，z1=z2=18，β=15°，αn=20°，han*=1，cn*=0.25，b=14mm。

求

（1）齿距pn和pt；

（2）分度圆半径r1和r2及中心距a；（3）重合度ε；（4）当量齿数zv1和zv2。

10、题5-15已知一对蜗杆轮的参数为z1=1，z2=40，α=20°，ha*=1，c*=0.2，m=5mm，q=10。

试计算其几何尺寸和传动比。

11、题5-16有一对标准直齿圆锥齿轮。

已知m=3mm，z1=24，z2=32，α=20°，ha*=1，c*=0.2及Σ=90°。

试计算该对圆锥齿轮的几何尺寸。

12、题5-17在图示回归轮系中，已知：

z1=17，z2=51，m12=2；z3=20，z4=34，m34=2.5；各轮压力角α=20°。

试问有几种传动方案可供选择？

哪一种比较合理？

第六章轮系及其设计

1、对一个基本周转轮系，如何判断其是差动轮系还是行星轮系？

2、定轴轮系输入、输出轴平行时，如何决定传动比前的正、负号？

3、简述计算组合轮系传动比的方法。

1、在图示轮系中，各轮齿数为z1=20，z2=40，z2'=20，z3=30，z3'=20，z4=40。

试求传动经i14，并问：

如面变更i14的符号，可采取什么措施？

题1图题2图

2、在图示自动化照明灯具的传动装置中，已知输入轴的转速n1=19.5r/min，各齿轮的齿数为z1=60，z2=z3=30，z4=z5=40，z6=120。

求箱体B的转速nB。

3、在图示双速传动装置中，A为输入轴，H为输出轴，z1=40，z2=20，z3=80。

合上C而松开B时为高速挡；脱开C而刹紧B时为低速挡；同时脱开C和B时为空挡。

求前两挡的iHA=

；并讨论空挡时ωH与ωA关系。

题3图题4图

4、在图示输送带的减速器中，已知z1=10，z2=32，z3=74，z4=72，z2'=30及电动机的转速为1450r/min，求输出轴的转速n4。

5、在图示自行车里程表的机构中，C为车轮轴。

已知各轮的齿数为z1=17，z3=23，z4=19，z4'=20及z5=24。

设轮胎受压变形后使28in车轮的有效直径约为0.7m。

当车行一千米时，表上的指钢刚好回转一周，求齿轮2的齿数。

题5图题6图

6、在图示减速装置中，齿轮1固定于电动机M轴上，而该电动机安装在行星架H上。

已知各轮齿数为z1=z2=20，z3=60，z4=90，z5=210，电动机转速（相对于行星架H的转速）n1H=1440r/min，求nH。

第七章其他常用机构

1、试阐述联接共平面轴的双万向轴节恒速比传支斩两个条件。

2、试举出双万向联轴节的两个应用场合。

3、何谓槽轮机构的运动系数

1、有一槽轮机构，已知：

槽数z=4，中心距d=100mm，拨盘上装有一个圆销，试求：

（1）该槽轮机构的运动系数τ；

（2）当拨盘以ω1=100rad/s等角速逆时针方向转动时，槽轮在图示位置（

=30°）的角速度ω2和角加速度ε2。

2、图示螺旋机构，构件1与2组成螺旋副A，其导程pA=2.5mm，构件1与3组成螺旋副B，其导程pB=3mm，螺杆1转向如图所示，如果要使2、3由距离H1=100mm快速趋近至H2=78mm，试确定螺旋副A、B的旋向及1应转几圈？

3、在六角车床的六角头外槽轮机构中，已知槽轮槽数z=6，运动时间是静止时间的两倍，求应该设计几个圆销。

第八章平面机构的力分析

1、作用在机械系统上的内力和外力各有哪些？

2、何谓机构的静力计算和机构的动态静力计算？

3、何谓摩擦圆？

怎样确定径向轴颈转动副中总反力作用线位置及方向？

4、何谓摩擦角？

如何确定移动副中总反力的方向？

5、当一径向轴颈以相同方向按等速、加速或减速转动时，在载荷不变的情况下，其上作用的摩擦力矩是否一样？

为什么？

6、何谓自锁？

从受力观点分析，移动副在什么条件下自锁？

7、何谓自锁？

从受力观点分析，径向轴颈转动副在什么条件下自锁？

1、如图示斜面机构，已知：

f（滑块1、2与导槽3相互之间摩擦系数），

=arctgf，λ（滑块1的倾斜角）、Q（工作阻力，沿水平方向），设不计两滑块质量，试确定该机构等速运动时所需的铅重方向的驱动力F。

题1图题2图

2、图示楔形滑块2沿倾斜角为λ的V形槽面1滑动。

已知：

λ=35°，θ=60°，f=0.13，载荷Q=1000N。

试求滑块等速上升时所需驱动力F的大小，并分析滑块以Q为驱动力时是否自锁。

第九章机械的平衡

1、刚性回转件静平衡的充要条件是什么？

2、刚性回转件动平衡的充要条件是什么？

3、刚性回转件静平衡与动平衡的关系是什么？

4、在刚性回转件的平衡问题中，何谓质径积？

5、何谓平衡力或平衡力矩？

平衡力是否一定是驱动力？

5、摩擦角

及摩擦圆大小各与哪些因素有关？

1、图示转轴系统，各不平衡质量皆分布在回转线的同一轴向平面内，m1=2.0kg、m2=1.0kg、m3=0.5kg，r1=50mm、r2=50mm、r3=100mm，各载荷间的距离为lL1=100mm、l12=200mm、l23=100mm，轴承的跨距l=500mm，转轴的转速为n=1000r/min，试求作用在轴承L和R中的动压力。

题1图题2图

2、图示为一行星轮系，各轮为标准齿轮，其齿数z1=58，z2=42，z2'=44，z3=56，模数均为m=5，行星轮2-2’轴系本身已平衡，质心位于轴线上，其总质量m=2kg。

问：

（1）行星轮2-2’轴系的不平衡质径积为多少kg·mm？

（2）采取什么措施加以平衡？

第十章机械效率

1、何谓自锁？

从效率的观点看，机器自锁的条件是什么？

2、机构具有自锁性能是指什么？

试举出二个具有自锁性能的机构实例。

3、机器运动时，一般要经过哪三个时期？

各个时期的特征是什么？

第十一章机器的运转及速度波动的调节

1、什么要进行机器的速度调节？

2、周期性速度波动”与“非周期性速度波动”的特点，它们各用什么方法来调节？

3、为什么要建立等效力，等效质量，等效力矩、等效转动惯量的概念？

它们是怎样求得的？

它们的性质如何？

当机组的真实运动尚不知道时也能求出？

为什么？

4、在飞轮设计求等效力或等效力矩时是否要考虑惯性力？

5、为减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在何处？

1．齿轮的切削加工按原理分两大类。

标准直齿轮和短齿轮不根切的最少齿数分别为

2．与直齿轮相比，斜齿轮的优缺点.

3．斜齿轮a=102mm，Z1=20，i=1.5，mn=4mm，则Zv2=。

4．机械是和的总称，零件是机器的单元，构件是的单元。

5．某曲柄摇杆机构K=1.5，则θ=

6．.直齿轮传动n1/n2=2.5，m=8mm，a=420mm，则e1=，df2=，rb2=，αb2=。

7．蜗杆传动的正确啮合条件为.

8．凸轮机构从动件做等加速等减速运动，其冲击特性是；

凸轮机构设计中，为了避免运动失真，rT与ρmin的关系为.

9．铰链四杆机构的基本类型有.

10.蜗杆传动Z1=2，Z2=40，q=10，m=5mm，则a=，i12=，rf2=。

12.锥齿轮d1=200mm，Z1=20，则R1=，df1=.

3、斜齿轮和直齿圆锥齿轮的当量齿数主要有下面两个用途：

（1）

（2）

6、质量分布不在同一回转面内的回转件要进行动平衡。

动平衡的方法；动平衡目的：

（1），

（2）

7、机器的速度波动有两种类型：

（1）速度波动，可用进行调节；

（2）速度波动，可用进行调节。

8、对于联接相交的或平行的两轴的双万向联轴节，如要使主、从动轴的角速度相等，则必须满足下列两个条件：

（1），

（2）。

9、平行轴斜齿轮传动的正确啮合条件是：

（1）

（2）（3）

10、渐开线齿轮连续传动的条件为，其中当ε=1.65时表示。

有一对标准齿轮，Ζ1=21,Ζ2=61,m=2.5mm,α=20°。

试问：

（1）、这两个齿轮的分度圆周节P1和P2各等于多少？

（2）、这两个齿轮的基圆周节Pb1和Pb2各等于多少？

（3）、这两个齿轮的基圆半径rb1和rb2各等于多少？

（4）、这两个齿轮的分度圆半径上齿形的曲率半径ρ1和ρ2各等于多少？

（cos20°=0.9397,tg20°=0.3639,结果精确到小数点后两位。

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