机械原理习题及答案.docx

1、机械原理习题及答案兰州2017 年第2章7 月4 日于家眷院复习资料平面机构的构造剖析中的1.构成机构的因素是单元体。和；构件是机构2.拥有、等三个特点的构件组合体称为机器。3.从机构构造看法来看，任何机构是由三部分构成。4.运动副元素是指。5.构件的自由度是指； 机构的自由度是指 。6.两构件之间以线接触所构成的平面运动副，称为 副，它产生而保存 个自由度。7.机构拥有确立的相对运动条件是原动件数 机构的自由度。8.在平面机构中若引入一个高副将引入个拘束，而引入一个低副将引入个拘束，构件数、拘束数与机构自由度的关系是 。个拘束，9.平面运动副的最大概束数为，最小拘束数为。10.当两构件构成运

2、动副后，仍需保证能产生必定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的拘束至多为 ，起码为 。11.计算机机构自由度的目的是。12.在平面机构中，拥有两个拘束的运动副是 副，拥有一个拘束的运动副是 副 。13.计算平面机构自由度的公式为 =注意判断： (A) 铰链， (B)14.机构中的复合铰链是指自由度，；局部自由度是指(C)，应用此公式时应拘束。；虚拘束是指。15.区分机构的杆组时应先按组中的 级别确立。的杆组级别考虑，机构的级别按杆16.图示为一机构的初拟设计方案。试：(1 计算其自由度，剖析其设计能否合理？若有复合铰链，局部自由度和虚拘束需说明。(2)这样初拟方案不合理，请改正并用简图

3、表示。题16图题17图17.在图示机构中，若以构件1 为主动件，试：(1)计算自由度，说明能否有确立运动。(2)如要使构件 6 有确立运动，并作连续转动，则可怎样改正？说明改正的重点，并用简图表示。18.计算图示机构的自由度，将高副用低副取代，并选择原动件。19.试画出图示机构的运动简图，并计算其自由度。对图示机构作出仅含低副的代替机构，进行构造剖析并确立机构的级别。题19图题 20图20.画出图示机构的运动简图。21. 画出图示机构简图，并计算该机构的自由整体构件，构件 2 在构件 3 的导轨中滑移，圆盘度。构件 3 为在机器的导轨中作滑移的 1 的固定轴位于偏爱处。题21图 题22图22.

4、对图示机构进行高副低代，并作构造剖析，确立机构级别。点 P1 , P2 为在图示地点时，凸轮廓线在接触点处的曲率中心。第 3章 平面机构的运动剖析1.图示机构中尺寸已知 (，机构 1 沿构件 4 作纯转动，其上 S 点的速度为 ( 0.6)。(1)在图上作出所有瞬心； (2)用瞬心法求出 K 点的速度。题1图 题2图2.画出图示机构的指定瞬心。(1)所有瞬心。(2)瞬心 P24， P26。3.在机构图示地点时 ( )有无哥氏加快度 2C3？为何？题 3 图4.图示机构中已知 1=100， 1=0，试剖析5.图示机构有无哥氏加快度 2B3？为何？题 4 图 3 及 3 为多大。题 5 图题 6

5、图题 8 图6.图示为曲柄导杆机构，滑块2在导杆 3()中作相对滑动，为曲柄。当在图示地点时，即曲柄 (构件 1) 和导杆 (构件 3)重合时，有无哥氏加快度2B3 ？为何？7.什么叫机构运动线图？8.已知六杆机构各构件的尺寸、地点及原动件的角速度1 常数，欲求 5， 5。如采用相对运动图解法时，本题的解题次序应怎样？9.图示机构的运动简图取长度比率尺，此中，构件1 以1=20 等角速度顺时针方向转动，试用相对运动图解法求图示地点：(1) 2， 3， 4 和 5 的大小和方向；(2) 2， 3， 4 和 5 的大小和方向；(3)在机构运动简图上标明出构件 2 上速度为零的点 I 2，在加快度多

6、边形图上标明出构件 2 上点 I2 的加快度矢量 i 2，并算出点 I2 的加快度 a12 的大小。在画速度图及加快度图时的比率尺分别为： ， 2。(要列出相应的矢量方程式和计算关系式。)题 9 图题 10图10.试按给定的机构运动简图绘制速度多边形、加快度多边形。已知： 1=10 ， 100，200， 。试求：(2)v 5， a5 大小和方向。(1) 2， 4， 2， 4 大小和方向；第4章 平面机构的力剖析 第五章 机械的效率和自锁1.举出在工程实质中驱动力的一个例子。2.举出在工程实质中生产阻力的一个例子。3.以转动副联接的两构件，当外力 (驱动力 )分别作用在摩擦圆以内、以外，或与该摩

7、擦圆相切时，两构件将各呈何种相对运动状态？4.图示轴颈 1 在轴承 2 中沿 方向转动， Q 为驱动力， 为摩擦圆半径。(1)试判断图 A 、B 、 C 中哪个图的总反力 R21 是正确的？(2)针对正确图形，说明轴颈是匀速、加快、减速运动仍是自锁？题 4 图题 5 图5.图 a、b对轴颈的总反力给出运行着轴颈受力的两种状况， Q 为外力， 为摩擦圆半径。试画出轴承R21，并说明在此两种状况下该轴的运动状态 ( 匀速、加快或减速转动 )。6.若机器的输出功为，消耗功为，试写出用，表达的机器输入功，并给出机器效率 的公式。7.何谓机械自锁？举出两种工程中利用机械自锁达成工作要求的实例。8.图示滑

8、块 1 遇到驱动力 P 的作用，挪动副间的摩擦系数为 f。试：(1)在图上标出压力角 ；(2)写出自锁条件。题 8 图题11图9.拥有自锁性的蜗杆蜗轮传动，工作时应以哪个构件为主动件？自锁的几何条件是什么？10.拥有自锁性的机构其正、反行程的机械效率能否相等？为何？11.图示铰链四杆机构，在铰链 B， C 处的细线大圆为该处之摩擦圆。为驱动力矩，为生产阻力。试画出在图示地点时，连杆 2 所受力的作用线及方向。Q12.在图示的曲柄滑块机构中，细线小圆表示转动副处的摩擦圆。试在图上画出图示刹时作用在连杆上的运动副总反力的方向。题 12图13.图示杠杆起重机构中， A ，B ， C 处的细实线圆为摩

9、擦圆，驱动力提起重物 Q。试求：(1)用图解法求驱动力 P (由力多边形表示 )。(2)写出刹机遇械效率 计算式。题13图P 作用于杆1 上以第6章 机械的均衡1.为何说经过静均衡的转子不必定是动均衡的，而经过动均衡的转子必然是静均衡的？2.举出工程中需知足静均衡条件的转子的两个实例，需知足动均衡条件的转子的三个实例。3.何谓转子的静均衡及动均衡？关于任何不均衡转子，采纳在转子上加均衡质量使其达到静均衡的方法能否对改良支承反力老是有益的？为何？4.图示刚性转子能否切合动均衡条件，为何？题 4 图题 5 图5.在图示曲轴上，四个曲拐位于同一平面内，若质径积m1r12r23r34r4， l 13

10、l 2，试判断该曲轴能否切合动均衡条件？为何？6.图示盘状转子上有两个不均衡质量：m1 =1， 5 ， m2=0.8 ， r1 =140， r2=180 ，相位如图。现用去重法来均衡，求所需挖去的质量的大小和相位(设挖去 质量处的半径 140)。题 6 图题 7 图题 8 图7.以下图一单缸卧式煤气机，在曲柄轴的两头装有两个飞轮 A 和 B。已知曲柄半径250 及换算到曲柄销 S 的不均衡质量为 50。欲在两飞轮上各装一均衡质量，其展转半径600， 试求，的大小和地点。8.图示为绕O 点展转的薄片圆盘，在地点、12，孔部分材1 2处钻孔， r=0.1m ， r料质量分别为m1=1 ，m2。为进

11、行静均衡，欲在半径0.5m 的圆周上钻一孔。试表示出孔的方向 ，并求出钻去资料的质量。第7章 机械的运行和速度颠簸的调理1.试述机器运行过程中产生周期性速度颠簸及非周期性速度颠簸的原由，以及它们各自的调理方法。2.分别写出机器在起动阶段、稳固运行阶段和泊车阶段的功能关系的表达式，并说明原动件角速度的变化状况。3.何谓机器的周期性速度颠簸？颠簸幅度大小应怎样调理？可否完整除去周期性速度颠簸？为何？4.何谓机器运行的周期性速度颠簸及非周期性速度颠簸？二者的性质有何不一样？各用什么方法加以调理？5.机器等效动力学模型中，等效质量的等效条件是什么？试写出求等效质量的一般表达式。不知道机构的真切的运动，

12、可否求得其等效质量？为何？6.机器等效动力学模型中，等效劳的等效条件是什么？试写出求等效劳的一般表达式。不知道机器的真切运动，可否求出等效劳？为何？7.在图示曲柄滑块机构中，设已知各构件的尺寸、质量 m、质心地点 S、转动惯量，构件 1 的角速度 1。又设该机构上作用有常量外力 (矩 )M 1， R3， F2 试：(1)写出在图示地点时，以构件 1 为等效构件的等效劳矩和等效转动惯量的计算式。(2)等效劳矩和等效转动惯量是常量仍是变量？假如变量则需指出是机构什么参数的函数，为何？题 7 图题 8 图 =20，z238.图示车床主轴箱系统中，带轮半径01=120，各齿轮齿数为 z12R=40，

13、R=40，各轮转动惯量为J12， J23=0.042 ， J0=0.022 ， J1=0.082 ，作用在主轴 上的阻力矩M 3=60。当取轴 为等效构件时，试求机构的等效转动惯量J 和阻力矩的等效劳矩。9.以下图，为一机器的主轴，在机器稳固运行时，一个运动循环对应的转角 2 ，等效驱动力矩以及转变转动惯量J 均为常数，等效阻力矩的变化如图b 所示。试求：(1)的大小。(2)当主轴由 0=0 转至 1=7 /8 时，与所作的盈亏功 (节余功 )?(3)若 0=20 ，2，当主轴由 0 1 时主轴角速度 1=?(4)在一个运动循环中，主轴最大和最小角速度发生在哪些地点？ (在图 b 中标出。 )

14、1题9图 题10图10.图示机构中，齿轮 1、2 的齿数 z1=20 ，z2 =40， 0.1m ， =90 ，滑块的质量m4=50 ，齿轮 2 绕轴线 A 的转动惯量 2=12，忽视其余构件的质量和转动惯量。又知作用在轮1 上的驱动力矩 M 1=50，滑块上作用有力F5=500N 。设机构在图示地点起动，求起动时轮1的角加快度 1。第8章 连杆机构及其设计1.铰链四杆机构的基本形式有哪几种？已知铰链四杆机构各构件的长度分别为 240，600， 400，500。试问当分别取 a、 b、c、 d 为机架时，将各获取何种机构？2.铰链四杆机构各杆长如图示，分别以 1、2、3 构件为机架时将演化成何

15、种机构？题 2 图题 3 图3.图示为偏置曲柄滑块机构。问：(1)此机构有无急回运动？为何？(2)其行程速度变化系数 ?？ (需列出计算公式)4.试问图示各机构能否均有急回运动？以构件1 为原动件时，能否都有死点？在什么情况 下才会有死点？偏置式曲柄滑块机构b)题a)4图题 5 图 5.写出图 a、 b 所示机构的名称？试述图a所示机构是怎样转变为图b 所示机构的？ 6.指出以下机构中，哪些机构在运动学上是等价a) b) c)的。d)7.在飞机起落架所用的铰链四杆机构中，已知连杆的两地点以下图，比率尺为 L，要求连架杆的铰链A 位于 B 1C1 的连线上，连架杆的铰链D 位于 B 2C2 的连

16、线上。试设计此铰链四杆机构。a)b)题7图 题8图 题9图8.以下图为一飞机起落架机构，实线表示放下时的死点地点，虚线表示收起时的位置。已知 520， 340，且 1 在垂直地点 (即 =90 )， =10， =60 。试用作图法求，。9.标出图示各机构的压力角与传动角，箭头标明的杆件是主动件。10.如图示曲柄滑块机构的运动简图，试确立当曲柄1 等速转动时，(1)机构的行程速度变化系数。(2)最小传动角 的大小。(3)滑块 3来去运动时向左的均匀速度大仍是向右的均匀速度大。(4)当滑块3 为主动时，机构能否出现死点，为何？题10图题11图11.图示为偏置曲柄滑块机构，偏距为e。试在图上标出滑块

17、的压力角 C 和传动角 C，画出极位夹角 及最小传动角 。并求出该机构有曲柄的条件。第9章 凸轮机构及其设计1.在直动从动件盘形凸轮机构中，试问同一凸轮采纳不一样端部形状的从动件时，其从动件运动规律能否同样？为何？2.设计哪一种种类的凸轮机构时可能出现运动失真？当出现运动失真时应当考虑用哪些方法除去？3.何谓凸轮机构的压力角？它在凸轮机构的设计中有何重要意义？4.直动从动件盘形凸轮机构压力角的大小与该机构的哪些因素相关？5.图示为一凸轮机构从动件推程位移曲线， ，平行横坐标轴。试剖析该 凸轮机构在哪处有最大压力角，并简要说明原由。题5图 题6图6.图示凸轮机构从动件推程运动线图是由哪两种常用的

18、基本运动规律组合而成？并指出有无冲击。假若有冲击，哪些地点上有何种冲击？从动件运动形式为停 升 停。7.在图示直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，凸轮转向以下图。试写出该地点时从动件压力角计算公式，并说明从动件相对凸轮轴心的配置能否合理，为何？a)b)题 7 图题 8 图题 10图8.有一对心直动尖顶从动件偏爱圆凸轮机构，O 为凸轮几何中心，O1为凸轮转动中心，直线， O1 2，圆盘半径 60。(1)依据图 a 及上述条件确立基圆半径 r0、行程 h， C 点压力角 C 和 D 点接触时的位移、 压力角 D。(2)若偏爱圆凸轮几何尺寸不变，仅将从动件由尖顶改为滚子，见图 b，滚子半径 10。试问上述

19、参数 r0， h， C， D 有否改变？如以为没有改变需明确回答，但可不用计算数值；若有改变也需明确回答，并计算其数值。9.有一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，为改良从动件尖端的磨损状况，将其尖端改为滚子，仍使用本来的凸轮，这时该凸轮机构中从动件的运动规律有无变化？简述原由。10.图示凸轮机构中，已知凸轮廓线段为渐开线，形成段渐开线的基圆圆心为 O， 0，试确立对应段廓线的以下问题：(1)从动件的运动规律；(2)当凸轮为主动件时，机构的最大压力角与最小压力角；(3)当原从动件主动时，机构的最大压力角出此刻哪一点？(4)当以凸轮为主动件时，机构的优弊端是什么？怎样改良？11.画出图示凸轮机构从动

20、件升到最高时的地点，标出从动件行程 h ，说明推程运动角和回程运动角的大小。题11图 题 12图12.按图示的位移线图设计一偏置直动滚子从动件盘形凸轮的部分廓线。已知凸轮基圆半径 r0=25 ，滚子半径 5，偏距 10，凸轮以等角速度 逆时针方向转动。设计时可取凸轮转角 =0， 30， 60， 90， 120， 。第10章 齿轮机构及其设计1.渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆和节圆有何差别？在什么状况下，分度圆和节圆是相等的？2.为了实现定传动比传动，对齿轮的齿廓曲线有什么要求？3.一对齿顶高系数 * =0.8 和另一对 * =1 的标准直齿圆柱齿轮若拥有同样的模数、分度圆压力角和齿数 z1， z2

21、，问哪一对齿轮拥有较大的重合度？并说明其原由。4.渐开线直齿圆柱标准齿轮的分度圆拥有哪些特征？5.一对渐开线直齿圆柱齿轮传动中齿廓之间能否有相对滑动？一般在齿廓的什么地点相对滑动较大？什么地点无相对滑动？6.一对轮齿的齿廓曲线应知足什么条件才能使其传动比为常数？渐开线齿廓为何能知足定传动比的要求？7.试问以渐开线作为齿廓的齿轮副为何能作定传动比传动？8.当 =20 ， * =1， c* =0.25 时，若渐开线直齿圆柱标准齿轮的齿根圆和基圆相重合，其齿数应为多少？又当齿数大于以上求得的齿数时，试问基圆与齿根圆哪个大？9.周节 ( 齿距 )为 p1=12.566371 、压力角为 1=20 的渐

22、开线直齿圆柱齿轮能够与周节为 p2、压力角为 2=0 的直齿齿条正确啮合传动吗？为何？10.用模数， 2， =20 的滚刀加工向来齿圆柱变位外齿轮，要使该齿轮的分度圆齿厚比标准齿轮的齿厚减薄。问其变位系数 ?11.变速箱中各轮的齿数、模数和中心距以下图，指出齿轮副z1， z2 和 z3， z4 各应采用何种变位齿轮传动种类，并简述原由。12.有两个 3， =20 ，* =1 ， c*标准齿条，此中线间的距离为52，现欲设计一个齿轮同时带动两齿条，但需作无侧隙传动，而齿轮的轴心O1 在两齿条中线间距的中点上(如图示 )。试问d1、齿顶圆直径 1、齿根圆直(1)齿轮能否为标准齿轮？试确立其齿数z1

23、、分度圆直径径 1 及齿厚 s1；(2)齿条挪动的速度 v2 能否为 (52/2) 1 为何？13.(1) 齿轮计算。已知一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，其* *10， =20 ， =1 ， ，试求 (注：计算重合度时，依据 4i12=2， z1=20 ，绘图，从图中量得所需尺寸计算 ) 大齿轮齿数 z2 及两轮的分度圆半径、基圆半径、顶圆半径、齿全高齿距、基圆齿距、啮合角、节圆半径、中心距、节圆处齿廓曲率半径、实质啮合线段 (作图 )、重合度 。14.若一对直齿圆柱齿轮传动的重合度 ，试说明若以啮合点挪动一个基圆周节为单位，啮合时有多少时间为一对齿，多少时间为两对齿，试作图标出单齿啮合

24、地区，并注明地区长度与的关系。15.已知一对正确安装的渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，中心距 O1O2=100， 4 =20 ， 1/ 2，小齿轮主动，试：(1)计算齿轮 1 和 2 的齿数，分度圆，基圆，齿顶圆和齿根圆半径，并在图中画出；(2)在图中标出开始啮合点 B 2、终了啮合点 B1、节点 P、啮合角和理论啮合线与实质啮合线。16. 以下图的齿轮传动装置，其相关参数以下，z1=19 ， z2=58 ， z3=17 ， z4=63 ，* *a1234=160， 4= 20 ， =1 ，求(1)斜齿轮 2 的螺旋角方向 (可在图上直接标出 );(2)为了知足中心距的要求，斜齿轮的螺旋角为多少度

25、 ;(3)若两对齿轮均采纳直齿圆柱齿轮传动，则分别采纳何种传动种类?啮合角各为多大?题 317图题 18图17.用 =20 ， * =1 ， c* =0.25 的标准滚刀加工一对直齿圆柱齿轮，其齿数z12=20 ，x1 =0，其实质中心距 a 比标准中心距增大了40，试求：(1)齿轮 2 的变位系数 x2 应为若干？(2)若不采纳变位齿轮，而改用斜齿圆柱齿轮来知足中心距要求，加工齿轮的滚刀不变，齿轮齿数不变。确立两斜齿轮螺旋角 。注： =2(x )/(z ) 121218.在图示的回归轮系中，齿轮 1， 2 为一对渐开线直齿圆柱齿轮， z1=30 ， z2=40 ，m12， =20 ，齿轮 3

26、， 4 为一对渐开线斜齿圆柱齿轮， z3=37 ，z4=50， 342，现需安装成实质中心距 a=88，试求 :(1)齿轮 1， 2 的传动种类及变位系数和 x12;(2)齿轮 3， 4 的螺旋角 。第11章 齿轮系及其设计1.在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速 n1=1440，转动方向如图示，其余各轮齿数为： z2=40， z2=20 ， z3=30， z3=18 ， z4=54，试：(1)说明轮系属于何种种类；(2)计算齿轮 4 的转速 n4；(3)在图中标出齿轮 4 的转动方向。2.在图示轮系中，所有齿轮均为标准齿轮，又知齿数 z1=30， z4=68 。试问：(1)z2=?，z

27、3=?(2)该轮系属于何种轮系？题2图 题3图3.在图示轮系中，依据齿轮 1 的转动方向，在图上标出蜗轮4.在图示的轮系中，已知各轮齿数为 z12356 =20，已知齿轮题 4 图4 的转动方向。1、 4、5、 7 为同轴线，试求该轮系的传动比 i17。5.在图示全能刀具磨床工作台横向微动进给装置中，运动经手柄输入，由丝杆传给工作台。已知丝杆螺距 50，且单头。 z12=19 ， z3=18 ，z4=20，试计算手柄转一周时工作台的进给量 s。题 5 图题 6 图6.在图示行星搅拌机构简图中，已知z1=40 ， z2=40 ， 31，方向如图。试求：(1)机构自由度 F ；(2)搅拌轴的角速度 F 及转向。7.在图示轮系中，轮 3 和轮 4 同时和轮 2 啮合，已知z12=20 ， z3=60 ， z4=58，求传动比i 14。题7图 题8图 题9图8.图示轮系中，宽齿轮、 、4 及构件 A 均空套在轴1 同时与 2 3 4 齿轮啮合，齿轮3上。 Z 1=20 ， z2=100， z3=101， z4=99 ， 1000，转动，其方向如图示，求齿轮3、4 的转速n3 ，n4 及与转向的异同。2 及 49.在图示轮系中，已知z1=34 ， z23=20， z3 为一宽齿轮，同时和轮啮合，求传动比。