机械原理习题-(附答案)整理

第二章 4 在平面机构中 具有两个约束的运动副是移动移动副或转动转动副 具有一个约束的运动副是高高副 5 组成机构的要素是构件构件和转动副转动副 构件是机构中的 运动运动 单元体 6 在平面机构中 一个运动副引入的约束数的变化范围是 1 2 7 机构具有确定运动的条件是 机构的原动件数目等于机构的自由度 8 零件与构件的区别在于构件是运动运动的单元体 而零件是制造制造的单元体 9 由 M 个构件组成的复合铰链应包括 m 1 个转动副 10 机构中的运动副是指 两构件直接接触所组成的可动联接两构件直接接触所组成的可动联接 1 三个彼此作平面平行运动的构件共有 3 个速度瞬心 这几个瞬心必定位于同一直线同一直线上 2 含有六个构件的平面机构 其速度瞬心共有 15 个 其中有 5 个是绝对瞬心 有 10 个是相 对瞬心 3 相对瞬心和绝对瞬心的相同点是两构件相对速度为零的点 即绝对速度相等的点两构件相对速度为零的点 即绝对速度相等的点 不同点是绝对瞬心点两构件的绝对速度为零 相对瞬心点两构件的绝对速度不为零绝对瞬心点两构件的绝对速度为零 相对瞬心点两构件的绝对速度不为零 4 在由 N 个构件所组成的机构中 有 N 1 N 2 1 个相对瞬心 有 N 1 个绝对瞬心 5 速度影像的相似原理只能应用于同一构件上同一构件上 的各点 而不能应用于机构的不同构件上不同构件上的各 点 6 当两构件组成转动副时 其瞬心在转动副中心转动副中心处 组成移动副时 其瞬心在移动方向的垂移动方向的垂 直无穷远处处直无穷远处处 组成纯滚动的高副时 其瞬心在高副接触点高副接触点处 7 一个运动矢量方程只能求解 2 个未知量 8 平面四杆机构的瞬心总数为 6 9 当两构件不直接组成运动副时 瞬心位置用三心定理三心定理确定 10 当两构件的相对运动为移动 牵连运动为 转动 动时 两构件的重合点之间将有哥氏加 速度 哥氏加速度的大小为 a kc2c3 方向与将 vc2c3 沿沿 2 转转 90 度度的方向一致 1 从受力观点分析 移动副的自锁条件是驱动力位于摩擦锥之内驱动力位于摩擦锥之内 转动副的自锁条件是驱动力位于摩擦圆之内驱动力位于摩擦圆之内 2 从效率的观点来看 机械的自锁条件是 0 3 三角形螺纹的摩擦力矩在同样条件下大于大于矩形螺纹的摩擦力矩 因此它多用于联接联接 4 机械发生自锁的实质是无论驱动力多大 机械都无法运动无论驱动力多大 机械都无法运动 5 在构件 1 2 组成的移动副中 确定构件 1 对构件 2 的总反力方向的方法是与与 2 构件构件 12R F 相对于相对于 1 构件的相对速度构件的相对速度 V12 成成 90 度度 fai 6 槽面摩擦力比平面摩擦力大是因为槽面的法向反力大于平面的法向反力槽面的法向反力大于平面的法向反力 7 矩形螺纹和梯形螺纹用于传动传动 而三角形 普通 螺纹用于联接联接 8 机械效率等于输出输出功与输入输入功之比 它反映了 输入输入功在机械中的有效利用程度 9 提高机械效率的途径有 尽量简化机械传动系统尽量简化机械传动系统 选择合适的运动副形式选择合适的运动副形式 尽量减少构件尺寸尽量减少构件尺寸 减少摩擦减少摩擦 1 机械平衡的方法包括 平面设计和平衡试验平面设计和平衡试验 前者的目的是为了在设计阶段 从结构上保为了在设计阶段 从结构上保 证其产生的惯性力最小证其产生的惯性力最小 后者的目的是为了用试验方法消除或减少平衡设计后生产出的转子所用试验方法消除或减少平衡设计后生产出的转子所 存在的不平衡量存在的不平衡量 2 刚性转子的平衡设计可分为两类 一类是静平衡设计静平衡设计 其质量分布特点是可近似地看做在可近似地看做在 同一回转平面内同一回转平面内 平衡条件是 F 0 即总惯性力为零即总惯性力为零 另一类是动平衡设计动平衡设计 其质量分布特 点是不在同一回转平面内不在同一回转平面内 平衡条件是 F 0 M 0 3 静平衡的刚性转子不一定不一定是动平衡的 动平衡的刚性转子一定一定是静平衡的 4 衡量转子平衡优劣的指标有许用偏心距许用偏心距 e 许用不平衡质径积许用不平衡质径积 Mr 1 机械中安装飞轮的目的是减少周期性的速度波动减少周期性的速度波动 2 某机器的主轴平均角速度 m 100rad s 机器运转的速度不均匀系数 0 05 则该机器的最 大角速度 max等于 102 5rad s 最小角速度 min等于 97 5 rad s 3 最大盈亏功是指机械系统在一个运动循环中 动能动能 变化的最大差值 4 某机械主轴实际转速在其平均转速的 3 范围内变化 则其速度不均匀系数 0 06 5 机械产生速度波动的主要原因是在某瞬时 驱动力所做的功与阻抗力所做的功不等某瞬时 驱动力所做的功与阻抗力所做的功不等 速度 波动类型有周期性周期性和非周期性非周期性两种 6 周期性速度波动和非周期性速度波动的调节方法分别是安装飞轮安装飞轮和调速器调速器 7 为了减少飞轮的重量和尺寸 应将飞轮装在高速高速轴上 1 铰链四杆机构具有两个曲柄的条件是符合杆长和条件且最短杆为机架符合杆长和条件且最短杆为机架 2 在摆动导杆机构中 当以曲柄为原动件时 该机构的压力角 0 度 其传动角为 90 度 3 在对心曲柄滑块机构中 若改选滑块为机架 则将演化成直动导杆直动导杆机构 4 在曲柄摇杆机构中 当摇杆摇杆为原动件 曲柄曲柄与连杆连杆构件两次共线时 则机构出现死点位置 5 在曲柄摇杆机构中 当曲柄曲柄与机架机架两次共线位置时出现最小传动角 6 右图的铰链四杆机构中 若机构以 AB 杆为机架时 则为 双曲柄双曲柄机构 以 CD 杆为机架时 则为双摇杆双摇杆机构 而以 AD 杆为机架时 则为曲柄摇杆曲柄摇杆机构 7 机构的压力角是指从动件的受力方向与速度方向所夹的锐角从动件的受力方向与速度方向所夹的锐角 压力角愈大 则机构传动性传动性 能差能差 8 机构处于死点位置时 其传动角 为 0 压力角 为 90 9 右图所示的运动链中 当 AD 杆为机架时为双曲柄机构 选择 BC 杆为机架时为双摇杆机构 选择 AB 或或 CD 杆为机 架时为曲柄摇杆机构 10 在平面四杆机构中 能实现急回运动的机构有 偏置曲柄滑块机构偏置曲柄滑块机构 曲柄摇杆机构曲柄摇杆机构等 11 在对心曲柄滑块机构中 若改选曲柄为机架 则将演化成 回转导杆回转导杆机构 12 铰链四杆机构演化成其它型式的四杆机构有 4 种方法 它们是改变构件的形状和运动尺寸改变构件的形状和运动尺寸 改变运动副的尺寸改变运动副的尺寸 选不同构件为机架选不同构件为机架 运动副元素逆换运动副元素逆换 13 机构倒置是指变换原动件变换原动件 倒置以后相对相对运动不变 其原因是相对尺寸未变相对尺寸未变 1 凸轮的基圆半径是从凸轮回转轴心凸轮回转轴心 到理论轮廓理论轮廓的最短距离 2 平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构 其压力角恒等于 0 3 在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中 等速等速运动规律有刚性冲击 等加速减速等加速减速运动规律 有柔性冲击 正弦加速度正弦加速度 运动规律无冲击 4 凸轮机构推杆运动规律的选择原则为 满足工作对从动件的运动要求 保证凸轮机构具有良好的动力特性 考虑所设计出的凸轮廓线满足工作对从动件的运动要求 保证凸轮机构具有良好的动力特性 考虑所设计出的凸轮廓线 便于加工便于加工 5 设计滚子推杆盘形凸轮轮廓时 若发现工作廓线有变尖现象时 则尺寸参数上应采取的措 施是增大基圆半径增大基圆半径 6 尖底直动推杆盘形凸轮机构的基圆半径加大时 压力角将减少减少 7 滚子从动件盘形凸轮 它的实际廓线是理论廓线的内等距内等距曲线 8 凸轮机构的压力角是从动件的所受正压力方向从动件的所受正压力方向和速度方向速度方向所夹的锐角 1 以渐开线作为齿轮齿廓的优点是能保证定传动比传动 齿廓间的正压力方向不变 传动具能保证定传动比传动 齿廓间的正压力方向不变 传动具 有可分性有可分性 2 用标准齿条型刀具加工标准齿轮时 其刀具的分度分度线与轮坯分度圆分度圆之间做纯滚动 加工变 位齿轮时 其刀具的分度线平行的直线分度线平行的直线与轮坯的分度圆分度圆之间做纯滚动 3 正变位齿轮与标准齿轮比较其分度圆齿厚增大增大 齿槽宽减小减小 齿顶高依毛胚大小而定 一依毛胚大小而定 一 般增大般增大 齿根高减小减小 4 蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件是中间平面内蜗杆与蜗轮的模数与压力角分别相等且分别为中间平面内蜗杆与蜗轮的模数与压力角分别相等且分别为 标准值 标准值 1 2 且旋向相同 且旋向相同 5 决定渐开线圆柱直齿轮尺寸的参数有齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数齿数 模数 压力角 齿顶高系数 顶隙系数 6 一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时 两轮的节圆节圆总是相切并相互作纯滚动的 而两轮的 中心距不一定总等于两轮的分度圆分度圆半径之和 7 斜齿轮在法面法面上具有标准模数和标准压力角 8 若两轴夹角为 900的渐开线直齿圆锥齿轮的齿数为 Z1 25 Z2 40 则两轮的分度圆锥角 1 32 度度 2 58 度度 9 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非标准安装时 节圆与分度圆分度圆不重合 分度圆的大小取决于 齿数与模数齿数与模数 而节圆的大小取决于安装位置安装位置 10 一对斜齿圆柱齿轮的重合度是由端面重合度端面重合度和轴面重合度轴面重合度两部分组成 11 已知一对渐开线直齿圆柱齿轮传动 其主动轮齿数 Z1 20 基圆直径 db1 93 969mm 从动轮齿数 Z2 67 则从动轮的基圆直径 db2 314 80mm 12 用标准齿条型刀具加工标准直齿轮时 在其它条件不变时 只改变刀具的移动线速度 则 影响被切齿轮的齿数齿数 1 周转轮系的基本构件是作为输入或输出运动的构件作为输入或输出运动的构件 2 差动轮系和行星轮系的最本质区别是行星轮中有一个太阳轮是固定不动的行星轮中有一个太阳轮是固定不动的 3 具有确定运动的差动轮系中其原动件数目为 2 2 微动螺旋机构的两段螺纹的旋向应相同相同 两导程应不相等不相等 3 在单万向联轴节中 主 从动轴传动比的变化范围是 1 cos cos 其变化 2112 i 幅度与两轴夹角两轴夹角 有关 机构中按给定的运动规律对立运动的构件称为原动件原动件 而其余活动构件称为从动件从动件 转动副的自锁条件是 驱动力作用在摩擦圆内驱动力作用在摩擦圆内 对心曲柄滑块机构 若以曲柄曲柄为机架 则该机构演化为导杆机构导杆机构 齿轮机构的重合度愈大 表明同时参加啮合的轮齿对数轮齿对数愈多 棘轮机构的主要组成构件有 棘轮 棘爪 止动爪棘轮 棘爪 止动爪等 设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时 若发现工作廓线有变尖现象时 则尺寸参数上应采取的措施是 加大基圆加大基圆 半径半径 在曲柄摇杆机构中 当曲柄与机架两次共线位置曲柄与机架两次共线位置时出现最小传动角最小传动角 当两构件组成兼有滑动和滚动的高副时 其瞬心在其瞬心在 过接触点高副元素的公法线处过接触点高副元素的公法线处 渐开线的形状取决于基圆的大小基圆的大小 直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是 模数相等 压力角相等模数相等 压力角相等 转动副的自锁条件是驱动力臂驱动力臂 摩擦圆半径摩擦圆半径 斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点 啮合性能好 重合度大 结构紧凑 啮合性能好 重合度大 结构紧凑 一 判断题 1 机构的自由度一定是大于或等于 1 T 2 虚约束是指机构中某些对机构的运动无约束作用的约束 在大多数情况下虚约束用来改善 机构的受力状况 T 3 局部自由度是指在有些机构中某些构件所产生的 不影响机构其他构件运动的局部运动的 自由度 T 4 只有自由度为 1 的机构才具有确定的运动 F 5 任何机构都是自由度为零的基本杆组依次连接到原动件和机架上面构成的 T 6 运动链要成为机构 必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度数 F 7 任何机构都是由机架加原动件 再加自由度为零的杆组组成的 因此杆组是自由度为零的 运动链 T 1 瞬心是作平面运动的两构件上瞬时相对速度为零的重合点 也就是绝对速度相等的点 T 2 作平面运动的三个构件之间共有三个速度瞬心 它们不一定位于同一直线上 F 3 在平面机构中 有 n 个活动构件 则该机构的瞬心总数为 F 2 1 nn 4 速度瞬心是两刚体上相对速度为零的重合点 F 5 当两构件不直接组成运动副时 瞬心位置用三心定理来确定 T 6 速度瞬心是指两构件相对运动时相对速度相等的点 F 1 三角螺纹比矩形螺纹的摩擦大 故三角螺纹多用应于联接 矩形螺纹多应用于传动 T 2 提高机械效率的途径有 尽量简化机械传动系统 选择合适的运动副形式 尽量减少构件 尺寸 减少摩擦 T 3 平面摩擦的自锁条件是压力角大于摩擦角 F 4 平面摩擦的总反力方向恒与运动方向成一钝角 T 5 在机械运动中总是有摩擦力存在 因此 机械功总有一部分消耗在克服摩擦力 T 6 在外载荷和接触表面状况相同的条件下 三角螺纹的摩擦力要比矩形螺纹的大 是因为摩 擦面上的法向反力更大 T 7 当机械的效率 0 时 机械发生自锁 当 0 时 它已没有一般效率的意义 其绝对值越 大 则表明机械自锁越可靠 T 1 为了减少飞轮的重量和尺寸 应将飞轮装在低速轴上 F 2 非周期性速度波动 对于选用电动机作为原动机的机械 其本身具有自调性 T 3 在机械系统中安装飞轮可使其周期性速度波动消除 F 4 从减轻飞轮重量上看 飞轮应安装在高速轴上 T 5 为了调节机械的非周期性速度波动 需要安装一个适当大小的飞轮 F 6 为了调节机械的周期性速度波动 需要安装一个调速器 F 1 一铰链四杆机构 两连架杆的长度分别为 20mm 和 30mm 固定构件 即机架 长 25mm 则连杆的长度 L 不论如何变化 不可能得到双曲柄机构 T 2 一个铰链四杆机构若为双摇杆机构 则最短杆与最长杆之和一定大于其它两杆长度之和 F 3 考虑四杆机构的传动性能时 应使压力角越大越好 F 4 在曲柄摇杆机构中 若以曲柄为原动件时 最小传动角可能出现在曲柄与机架的两个共线 位置之一处 T 5 在铰链四杆机构中 若以最短杆为原动件 则该机构即为曲柄摇杆机构 F 6 对心曲柄滑块机构中 若以曲柄为主动件 则滑块的行程速比系数一定等于 1 T 7 从传力效果看 传动角越大越好 压力角越小越好 T 1 滚子从动件盘形凸轮 它的实际廓线是理论廓线的外等距曲线 F 2 在对心直动平底从动件盘形凸轮机构中 当凸轮的基圆半径增大时 其压力角将增大 F 3 在直动推杆盘形凸轮机构中 对于同一凸轮 若分别采用尖底推杆 平底推杆和滚子推杆 则推杆的运动规律互不相同 T 4 为了避免从动件运动失真 平底从动件凸轮轮廓不能内凹 T 5 当凸轮机构的压力角的最大值达到许用值时就会出现自锁现象 F 1 渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数 ZV小于实际齿数 Z F 2 基本参数相同的正变位齿轮和标准比较 其分度圆齿厚增大 T 3 模数相同的若干齿轮 齿数越大 则其渐开线齿廓越平坦 T 4 斜齿轮在端面上具有标准模数与标准压力角 F 5 只有一对标准齿轮在标准中心距情况下啮合传动时 啮合角的大小才等于分度圆压力角 T 6 由于斜齿轮机构的几何尺寸在端面计算 所以基本参数的标准值规定在端面 F 7 一对渐开线齿廓啮合时 啮合点处两者的压力角相等 T 8 渐开线齿轮齿条啮合时 其齿条相