机械原理重点复习.docx

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机械原理重点复习

知识要点

第1章 绪论

基本要求：

明确本课程研究的对象，内容；掌握机构和机器的概念。

第2章 机构的结构分析

基本要求：

掌握构件、运动副（高、低副）、运动链和机构的概念；能绘制机构运动简图；能计算机构的自由度；掌握机构可动和具有确定运动的条件。

要点：

1． 基本概念：

构件、自由度与约束、运动副及其类型、运动链、机构。

2． 机构运动简图的画法

3． 平面机构自由度计算及机构具有确定运动的条件

重点：

机构自由度计算。

难点：

计算机构自由度时注意事项的判断。

 第3章平面机构的运动分析和力分析

基本要求：

掌握速度瞬心的概念，熟知三心定理的内容，能求出一般平面机构的全部瞬心并用速度瞬心法进行速度分析（图解法）。

了解用矢量方程图解法求Ⅱ级机构的速度和加速度分析。

要点：

1． 速度瞬心即同速点的概念。

2． 瞬心数目、位置的确定及三心定理的使用。

3． 同一构件两点间的速度及加速度关系及其图解。

（理解）

4． 两构件重合点间的速度及加速度关系及其图解。

（理解）

重点：

速度瞬心的求法，机构运动分析的图解法。

难点：

 图解法中科氏加速度、构件放大找重合点的问题。

第4章平面机构的力分析

基本要求：

掌握进行机构动态静力分析的基本原理和方法（图解法），了解考虑摩擦时机构的受力分析。

要点：

1． 基本概念：

驱动力、阻抗力、运动副反力、平衡力、惯性力、摩擦角、摩擦圆等。

2．构件惯性力的确定和质量代换的概念。

3．考虑摩擦时运动副中反力作用线方向的确定。

重点：

构件惯性力的确定及运动副中摩擦力的确定。

第5章  机构的效率和自锁

基本要求：

掌握用力和力矩表达和计算机构机械效率的基本原理和方法。

明确自锁的概念和几种常见机构自锁时在力学上或几何上的特征有哪些。

要点：

1． 用力和力矩表达和计算机构机械效率。

2． 机构串并联的效率计算。

3． 机构自锁与摩擦角和摩擦圆。

4． 机构自锁时可以克服的生产阻力和机械效率。

5． 机构的自锁与原动件和机构位置。

重点：

用力和力矩表达和计算机构机械效率；简单机构自锁条件的确定。

难点：

分析机构自锁时切入点的把握与选择。

第6章     机械的平衡

基本要求：

了解挠性转子动平衡，掌握刚性转子动、静平衡的条件和计算的方法。

要点：

1． 机械平衡的目的和内容

2． 刚性转子的静平衡

3． 刚性转子的动平衡

4． 动平衡试验

重点：

刚性转子动、静平衡的条件。

难点：

刚性转子动平衡的计算。

第7章机械的运转及速度波动的调节

基本要求：

了解机械系统运转的特点、求解真实运动的方法及速度波动的原因和调节的方法，熟知等效动力学模型概念的建立，掌握飞轮转动惯量计算的方法。

要点：

1． 机械运转的三个阶段。

2． 机械运动方程式的一般表达式

3． 机械系统的等效动力学模型

4． 周期性速度波动及其调节

重点：

飞轮转动惯量的计算。

难点：

计算飞轮转动惯量时的最大盈亏功的计算。

第8章平面连杆机构及其设计

  基本要求：

了解四杆机构的基本形式、演化和应用，掌握曲柄存在条件，掌握压力角、传动角、行程速比系数、死点位置和极位等基本概念；能按已知连杆二、三位置，连架杆二、三对对应角位移及行程速比系数K设计平面四杆机构。

要点：

1． 平面四杆机构的基本型式、应用和演化。

2． 铰链四杆机构曲柄存在条件。

3． 四杆机构的急回特性和行程速比系数K。

4． 机构的压力角和传动角及其死点位置。

5． 平面四杆机构设计的基本问题

6． 图解设计四杆机构。

重点：

曲柄存在条件的杆长关系的全面分析和四杆机构设计的三种图解法。

难点：

四杆机构设计中的转换机架法（反转法）。

第9章    凸轮机构及其设计

基本要求：

了解凸轮机构的类型，明确从动件常用运动规律的特点，掌握凸轮廓线设计的方法（图解法），掌握凸轮机构基本尺寸的确定。

图解法画出运动规律曲线和凸轮廓线。

要点：

1．凸轮机构的类型和应用。

2．从动件的常用运动规律和刚性冲击柔性冲击的概念。

3．凸轮廓线设计的基本原理—反转法。

4．图解法设计凸轮廓线。

5．凸轮机构的压力角与基本尺寸的确定（凸轮基圆半径、滚子半径与平底尺寸）

重点：

常用运动规律的特点，凸轮廓线设计的方法和凸轮机构基本尺寸的确定。

难点：

凸轮廓线设计的反转法——正确确定从动件的反转方向，从动件在反转中占据的位置、位移和凸轮转角等。

第10章    齿轮机构及其设计

   基本要求：

了解齿轮机构的类型、齿廓啮合基本定律、渐开线特性；明确渐开线直齿圆柱齿轮啮合特性及传动条件（正确啮合条件、无侧隙啮合条件和连续传动条件），掌握齿轮参数及尺寸计算，了解齿轮加工原理及根切现象，掌握标准齿轮的最少齿数、变位齿轮传动的参数计算及概念。

了解斜齿圆柱齿轮齿廓曲线的形成、啮合特点，能计算标准斜齿圆柱齿轮的几何尺寸、当量齿数和中心距等。

了解标准直齿圆锥齿轮的传动特点，能计算当量齿数和传动比。

对蜗杆传动特点和尺寸计算有所了解。

要点：

1． 齿轮机构的应用及分类

2． 齿廓啮合基本定律

3． 渐开线方程及其渐开线特性

4． 渐开线齿廓的啮合特性

5． 渐开线标准齿轮的几何参数计算

6． 一对渐开线齿轮的正确啮合条件

7． 齿轮的中心距和啮合角

8． 渐开线齿轮连续传动的条件和重合度的几何意义。

9． 渐开线齿廓的加工方法。

10．渐开线齿廓的根切及最少齿数

11．变位齿轮概念和变位齿轮的几何尺寸

12．斜齿圆柱齿轮齿面的形成及啮合传动特点

13．斜齿轮的几何参数计算

14．一对斜齿轮的正确啮合条件

15．蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件

16．蜗轮蜗杆的主要参数及几何尺寸计算

19．直齿圆锥齿轮的参数及几何尺寸计算

重点：

渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动条件（标准和变位）及尺寸计算，斜、锥、蜗杆传动与直齿圆柱齿轮传动的不同点。

难点：

一对轮齿的啮合过程，变位齿轮传动几何尺寸。

 第11章  齿轮系及其设计

基本要求：

掌握定轴、周转和复合轮系传动比计算。

要点：

1． 轮系及其类型：

定轴轮系、周转轮系、混合轮系。

2． 定轴轮系传动比大小的计算和转向关系的确定。

3． 周转轮系传动比计算。

4． 混合轮系传动比计算

重点：

轮系传动比计算。

难点：

复合轮系传动比计算。

第12章     间歇机构及其它常用机构

 基本要求：

了解间歇机构的种类和组合机构等。

要点：

1． 槽轮机构的组成和特点。

2． 棘轮机构的组成和特点。

3． 擒纵机构的组成和特点。

4． 凸轮式间歇机构的组成和特点。

5． 不完全齿轮机构的组成和特点。

6． 万向联轴器的组成和特点

选择填空

第一章绪论

1-1一般机器，都是由＿＿＿＿部分、＿＿＿部分和＿＿部分组成的。

1-2机器与机构的区别是＿＿＿＿＿＿；

1-3构件是＿＿＿＿的单元体；零件是＿＿＿的单元体。

（此题问的不一样，正好和这个相反，也就是说，写的是构件、

和零件）。

1-4单缸内燃机中的连杆是＿＿＿件，它是由螺栓、螺母、连杆盖、连杆体等组成的。

1-5可以用来代替人的劳动，完成有用的机械功或实现能量转换。

A．机构B．机器C．构件D．零件

1-6金属切削机床主轴属于机器的。

A．工作部分B．传动部分C．原动部分D．自动控制部分

1-7齿轮、轴及轴承等都属于。

A.通用零件B.专用零件C.轴类零件D.盘形零件

第二章机构的结构分析

2-1构件是＿＿＿＿的单元体；零件是＿＿＿＿的单元体。

2-2使两构件＿＿＿＿又能产生＿＿＿的联接，称为运动副。

2-3据运动副中两构件接触形式不同，运动副可分为＿＿＿副和＿＿＿副。

2-4两构件相对运动情况，常用的低副有＿＿＿、＿＿＿。

2-5两构件相对运动情况，常用的高副有＿＿＿、＿＿＿。

2-6运动副是。

A．使两零件直接接触而又能产生一定相对运动的联接。

B．使两构件直接接触而又能相对固定的联接。

C．使两构件间接接触而又能相对固定的联接。

D．使两构件直接接触而又产生一定相对运动的联接。

2-7齿轮轮齿的啮合属于。

A．移动副B．低副C．高副D．转动副

2-8通常把机构解释为。

A．具有确定相对运动构件的组合B．具有确定相对运动元件的组合

C．具有确定相对运动机件的组合D．具有确定相对运动零件的组合

第六章机械的平衡

6-1刚性转子静平衡的条件是；刚性转子动平衡的条件是。

6-2若一回转体的重心位于其回转轴线上，则该回转体一定是的。

A.动平衡B.静平衡C.静不平衡D.动不平衡

6-3动平衡的转子静平衡的。

A.一定不是B.不一定是C.一定是D.可能是

【这个也是填空。

大概意思是静平衡后是否动平衡，动平衡后是否静平衡选填一定不一定一定不】好好看看

第七章机械的运转及其速度波动的调节

7-1机器速度的波动有和两类。

7-2在机器中，性速度波动可通过飞轮的作用加以调节。

7-3使用飞轮调速，飞轮宜安装在上。

A.速度较高的轴B.速度较低的轴C.速度适中的轴D.速度波动不大的轴

7-4使用飞轮调速速度波动。

A.一定能消除B.不一定能消除C.只能减小D.不能减小

第八章平面连杆机构及其设计

3-1低副的接触表面受载时的单位面积压力较＿＿＿。

3-2铰链四杆机构的三种基本形式是、和。

【这个也看看】

3-3当曲柄摇杆机构的为主动件,为从动件时，机构会出现个死点位置。

3-4铰链四杆机构中的运动副是。

A．高副B．移动副C．转动副D．点接触的具有一定相对运动的联接

3-5铰链四杆机构ABCD中，若AD为机架，能成为双曲柄机构的是。

A．AB＝45、BC＝100、CD＝90、AD＝40B．AB＝70、BC＝100、CD＝90、AD＝40

C．AB＝70、BC＝50、CD＝100、AD＝60D．AB＝90、BC＝50、CD＝100、AD＝70

3-6在四杆机构中，能绕铰链作整周连续旋转的杆称为。

A.连杆B．连架杆C．曲柄D.摇杆

3-7牛头刨床中应用的是。

A．摆动导杆机构B．转动导杆机构C．摆动滑块机构D．固定滑块机构

第九章凸轮机构及其设计

9-1凸轮机构是由、＿＿、和组成。

9-2按凸轮的形状分，凸轮机构的基本类型有凸轮机构、凸轮机构和

凸轮机构。

9-3凸轮机构采用等加速等减速运动规律时会引起冲击。

9-4凸轮机构的基圆半径愈大，其外廓尺寸愈；传力效果愈。

9-5从动件为等速运动的凸轮机构适用于场合。

A.低速轻载B．中速中载C.高速轻载D．低速重载

9-6要求从动件运动灵敏、轻载场合可采用从动件。

A.尖顶式B．滚子式C.平底式D．曲面式

9-7平底从动件凸轮机构由于其作用力方向不变故常用于。

A．高速场合B．中速场合C.低速场合D．任意场合

第十章齿轮机构及其设计

10-1一对标准渐开线齿轮传动，其每个齿轮的　　圆和分度圆是重合的。

10-2直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是；连续传动的条件是。

10-3外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件

10-4轮齿加工方法，就其加工原理分和。

10-5用范成法加工标准齿轮，若被切削的齿轮齿数时，将产生根切现象。

10-6渐开线形状取决于圆的大小。

10-7斜齿圆柱齿轮的标准参数是：

。

圆锥齿轮的标准参数是：

。

A.端面参数B.轴向参数C.法向参数D.大端参数E.小端参数

10-8正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿根高。

A.与齿顶高相等B.比齿顶高大C.比齿顶高小D.必定比齿顶高大0.25mm

《机械原理》考试试卷

学院班级姓名学号

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

总分

得分

一.（10分）正误判断（对者打“√”，错者打“X”）

（）1、凸轮机构的基圆半径越小，则其压力角越大。

（）2、渐开线上任意一点的法线必切于基圆。

（）3、在用飞轮调速时，为了提高调速效果，飞轮应装在速度较低的轴上。

（）4、锥齿轮的当量齿数为

（）5、越远离基圆，渐开线上的压力角越大。

（）6、蜗杆蜗轮正确啮合时，二者螺旋线的旋向必须相同。

（）7、正变位齿轮与相应的标准齿轮相比，其分度圆、模数、压力角均

不变。

（）8、若使一动不平衡回转体实现动平衡，则至少应选择2个平衡基面增减配重。

（）9、两构件的相对瞬心是指两构件在瞬心处的绝对速度相等且等于零。

（）10、四杆机构中，压力角越大则机构的传力性能越好。

二.（15分）选择填空（将正确答案填在括号内）1.渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆的半径越大，渐开线的曲率半径（），当基圆的半径为无穷大时，其渐开线（）。

A）越大B）越小C）变为直线D）变为抛物线

2.斜齿轮的当量齿数为（）

A）

B）

C）

D）

3.凸轮机构中，适宜在高速下使用的推杆类型是（）。

A）尖底推杆　　B）滚子推杆　　C）平底推杆

4、对于机械效率可以按下式计算（）。

A）机械效率＝理想驱动力／实际阻力。

B）机械效率＝理想驱动力／实际驱动力。

C）机械效率＝实际阻力／理想驱动力。

5.曲柄摇杆机构当以摇杆为主动件时，连杆与曲柄将出现两次共线，造成曲柄所受到的驱动力为零，称此为（）。

A）机构的急回现象B）机构的运动不确定现象

C）机构的死点位置D）曲柄的极限位置

6.推杆为等速运动的凸轮机构适于（）。

A）低速轻载B）中速中载C）高速轻载D）低速重载

7.两渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合，当中心距增加时，两齿轮的分度圆半径会（）

A）增加B）减小C）不变

8.铰链四杆机构构成双曲柄机构应满足的条件是（）。

A）最短杆与最长杆之和小于其他两杆之和且连杆为最短杆。

B）最短杆与最长杆之和大于其他两杆之和且机架为最短杆。

C）最短杆与最长杆之和小于其他两杆之和且机架为最短杆。

D）最短杆与最长杆之和小于其他两杆之和且最短杆为曲柄。

9．外啮合渐开线标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（）原题

A）mt1＝mt2，α1＝α2，β1＝β2B）mt1＝mt2，αt1＝αt2，β1＝β2

C）mn1＝mn2，αn1＝αn2，β1＝－β2D）mn1＝mt2，α1＝α2，－β1＝β2

10.当连杆机构存在（）时，机构便具有急回运动特性。

A）压力角B）传动角C）极位夹角

11.齿轮根切的现象易发生在（）场合。

A）模数较大B）模数较小C）齿数较少D）齿数较多

12.蜗杆传动中蜗杆的标准面为（）

A）端面B）法面C）轴面

13.平面定轴轮系增加一个惰轮后（）

A）只改变从动轮的旋转方向、不改变轮系传动比的大小

B）改变从动轮的旋转方向、改变轮系传动比的大小

C）只改变轮系传动比的大小、不改变从动轮的旋转方向

14.关于自锁，下列说法不正确的是（）。

A）驱动力（或力矩）﹤摩擦力（或力矩）

B）当机构处于自锁位置时，其传动角等于900　

C）机构自锁条件：

效率≤0

三．（10分）计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请指出）

四．（6分）试求题图所示机构在图示位置时全部瞬心的位置．

构件3做纯滚动

五.（25分）作图题

1.（5分）图示为一曲柄滑块机构，F为作用在滑块上的驱动力，摩擦圆如图所示。

画出连杆AB上作用力的真实方向。

（构件重量及惯性力略去不计）。

2．（10分）图解法设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的最大行程H=50mm，行程速比系数K=1.5，偏距e=20mm；并标出以曲柄为原动件时机构的γmin。

3.（10分）图示为偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构，试用作图法求：

（1）凸轮的理论廓线

（2）凸轮的偏距圆半径e，图示位置的压力角

（3）当推杆由图示位置升高位移s时，凸轮的转角是多少？

六.（10分）在下列轮系中，已知各轮的齿数

，n1=300r/min，试计算

。

七.（14分）已知一对相互啮合的标准直齿圆柱齿轮m=6mm；z1=20；i=2；试求出该对齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径，基圆直径、中心距、齿距、法向齿距和齿厚。

第二章机构的结构分析

2-1如图a所示为一简易冲床的初拟设计方案。

设计的思路是：

动力由１输入，使轴Ａ连续回转；而固定在轴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，分析其是否能实现设计意图？

并提出修改方案。

2-2如图b所示为一具有急回运动的冲床。

图中绕固定轴心Ａ转动的菱形盘１为原动件，其滑块２在Ｂ点铰接，通过滑块２推动拨叉３绕固定轴心Ｃ转动，而拨叉３与圆盘４为同一构件，当圆盘４转动时，通过连杆５使冲头６实现冲压运动。

试绘制其机构运动简图。

2-3试计算图示齿轮--连杆组合机构的自由度。

2-4试计算图示凸轮--连杆组合机构的自由度。

图a中铰接在凸轮上D处的滚子可在CE杆上的曲线槽中滚动；图b中在D处为铰接在一起的两个滑块。

2-5试计算如图所示各平面高副机构的自由度。

第三章平面机构的运动分析

4-1试求图示各机构在图示位置时的全部瞬心的位置。

4-2在图示的机构中，已知各构件长度（机构比例尺μL=实际构件长度/图上长度=0.002m/mm），原动件以等角速度ω1=10rad/s逆时针转动，试用图解法求在图示位置时点E的速度和加速度，构件2的角速度和角加速度。

建议取：

μv=0.005（m/s）/mm;μa=0.05（m/s2）/mm。

4-3在图示的机构中，已知各构件长度（μL=0.002m/mm），原动件以等角速度ω1=10rad/s逆时针转动，试用图解法求点D的速度和加速度。

建议取：

μv=0.03（m/s）/mm;μa=0.6（m/s2）/mm。

4-4在图示的机构中，已知各构件长度（μL）以及原动件以等角速度ω1逆时针转动，试用图解法求构件3的角速度ω3和角加速度α3。

第四章平面机构的力分析

参看例题4-1

6-1在图示的凸轮机构中，已知μL、生产阻力Pr，求各运动副反力和平衡力矩Mb。

6-2图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1沿逆时针方向旋转，摩擦系数为f，Q为外载。

用图解法求各运动副反力及平衡力矩Mb。

6-3图示为一曲柄滑块机构的三个位置，P为作用在滑块上的驱动力，摩擦圆摩擦角如图所示。

试在图上画出各运动副反力的真实方向。

（构件重量及惯性力略去不计）。

第五章机械的效率和自锁

7-1在图示的斜面机构中，已知摩擦系数f=0.2P为驱动力、Q为生产阻力。

试求P与Q的关系、反行程临界自锁条件、该条件下的正行程效率。

第七章机械的运转及其速度波动的调节

11-1某内燃机的曲柄输出力矩Md随曲柄转角φ的变化曲线如图所示，其运动周期φT=π,曲柄的平均转速nm=620r/min。

当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时，如果要求其运转不均匀系数δ=0.01。

试求装在曲轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。

第八章连杆机构及其设计

3-1如图所示，设已知四杆机构各构件的长度a=240mm；b=600mm；c=400mm；d=500mm。

试回答下列问题：

⑴当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？

⑵若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？

如何获得？

3-2图示为一偏置曲柄滑块机构，试求杆LAB为曲柄的条件。

若偏距e=0，则杆LAB为曲柄的条件又如何？

另外，在图示机构中，若设LAB为曲柄，试问当以杆LAB为机架时，此机构为何种机构？

3-3在图示机构中，各杆的长度为L1=28mm;L2=54mm;L3=50mm;L4=72mm（该图比例尺为：

μL=L1/AB=28/14=0.002m/mm）。

⑴试问该机构为何种机构？

⑵当取杆1为机架时，将演化为何种机构？

⑶当取杆3为机架时，又将演化为何种机构？

⑷请用作图法在给定的图上画出该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角ψmax、最小传动角γmin和求出行程速比系数K。

3-4偏置曲柄滑块机构如图所示，请在图上画出当曲柄为主动件时的最小传动角γmin和最大传动角γmax所在的位置以及极位夹角θ所在的位置。

3-5试设计一曲柄滑块机构，已知滑块的行程速比系数K=1.5；滑块的冲程H=40mm；偏距e=15mm。

求曲柄长LAB及连杆长LBC，并求其最大压力角αmax=？

第九章凸轮机构及其设计

5-1在图上标出推程运动角δ0、远休止角δ01、回程运动角δ0'、近休止角δ02、最大位移h、基圆半径r0、图示位置位移S、压力角α。

5-2试以作图法设计一偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。

已知凸轮以等角速度顺时针回转，偏距e=10mm且偏于凸轮轴o的左侧，基圆半径r0=30mm，滚子半径rr=10mm。

推杆运动规律：

δ=0o-150o时推杆等速上升h=16mm，δ=150o-180o推杆远休止，δ=180o-300o时推杆等加速等减速返回，δ=300o-360o时推杆近休止。

5-3在图上标出理论廓线β0、基圆半径r0、最大位移h、推程运动角δ0、远休止角δ01、回程运动角δ0'、近休止角δ02、图示位置位移S及压力角α和转过15o时的位移S、压力角α，并判断偏距e的偏向是否正确。

第十章齿轮机构及其设计

8-1在图中，已知基圆半径rb=50mm，现需求：

1、当rk=65mm时，渐开线的展角θk、渐开线的压力角αk和曲率半径ρk。

2、当θk=20o时，渐开线的压力角αk及向径rk的值。

8-2在一机床的主轴箱中有一直齿圆柱渐开线标准齿轮，经测量，其压力角α=20o，齿数Z=40,齿顶圆直径da=84mm。

现发现该齿轮已经损坏，需重做一个齿轮代换，试确定这个齿轮的模数。

8-3已知一对渐开线标准圆柱齿轮传动，其模数m=5mm、压力角α=20o、中心距a=350mm、传动比i12=9/5,试求两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径以及齿厚和齿槽宽。

8-4设有一对外啮合齿轮m=20mm、α=20o、Z1=30、Z2=40，h*a=1、c*=0.25。

求当中心距a'=725mm时两轮的啮合角α'。

又当α'=22o30'时试求其中心距a'。

8-5已知一对正常齿外啮合直齿轮传动，其z1