机械原理的复习要点,试卷及答案.doc

本word文档包含了机械原理的复习要点，试卷及答案，多方收集，仅供学习之用。目录机械原理口诀1-5机机械原理复习知识点6-10试卷及答案（3套试卷及答案）10-35口诀诗在机械原理中应用、自由度计算活杆三乘有自由，两低一高减中求；认准局复虚约束，简式易记考无忧。公式:F = 3M - 2Pl Ph、运动和力分析图解法图解分析列方程，等号两端双进军。多边形里量尺寸，比例乘来信息灵。、科氏加速度分析辨认科氏莫马哈，两种速度相乘加；顺转维阿九十度，箭头直指老哥家.、回转副支反总力分析轴颈转动阻耗生，摩擦圆上守平衡；支反总力画何处，回旋方向最知情。、平面连杆机构基本知识曲柄摇杆铰连成,演化实用无穷尽;若逢三点共一线,快慢轻重看主从.、盘形凸轮机构机成自动靠凸轮，尖底推回有规循；画取廓形压力角，原理都在反转中。、 齿轮机构齿廓性质记六条，标准变位在于刀；正负零型多尺寸，四大参数细推敲。（示例）、轮系传动比计算行星周转臂杆撑，中心两轮分主从；基本系里论传动，复合速比联方程。、机械周期性速度波动调节波动原来有周期，周期转速见高低；高低幅度飞轮定，轮定盈亏是前提。（示例）公式:J=900Wmax/(2n2)、刚性转子的平衡动静平衡两类型，转子短长各不同，光轴刀口单配重，双面称量无离心。（示例）、万向联轴节万向联节应成双，成双未必无损伤；损伤叉两轴关键，关键角面靠安装。（示例）12、 机构组合基本机构串并联， 综合创新史无前;轨迹位移随君想，飞天入海胜先贤。械原理复习知识点第1章 机构的组成和结构 机构运动简图的绘制方法； 运动链成为机构的条件（方案简图能否实现预期功能、原因、方案修改、构思新方案的表达），自由度的计算（注意复合铰链，虚约束和局部自由度）； 机构组成原理和结构分析，注意拆杆组的方法。第2章 连杆机构本章重点是平面连杆机构，着重掌握铰链四杆机构、曲柄滑块机构和摆动导杆机构。1、熟练掌握连杆机构的运动特性：1). 格拉霍夫定理；2). 急回特性；3). 压力角和传动角；4). 死点位置。2、熟练掌握连杆机构运动设计的方法：1).刚体导引机构的设计；2).函数生成机构的设计：重点是图解法，掌握刚化反转法（运动倒置原理）的灵活运用；3).急回机构的设计：曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、摆动导杆机构；4).轨迹生成机构的设计：重点掌握其基本思路。3、平面四杆机构的演化方法：1). 变转动副为移动副；2). 取不同构件为机架；3). 变换构件形态；4). 扩大转动副尺寸。第3章 凸轮机构本章重点是盘状凸轮，即平面凸轮机构（包括移动从动件，摆动从动件）。1、从动件常用运动规律的特点及适用场合；2、凸轮廓线设计的反转法原理及其灵活应用；3、凸轮机构基本参数的设计：1).注意压力角与基圆半径的关系，若出现压力角max，常用的对策有：1)增大基圆半径；2)选择合适的从动件偏置方向；2).对运动失真的问题，要弄清其原因，出现运动失真常见的对策有：(1)采用平底从动件通常是增大基圆半径；(2)采用滚子从动件时，可以通过增大基圆半径或减小滚子半径的方法；3).采用从动件偏置的目的：(1)对平底从动件是为了减小从动件在推程的弯曲应力；(2)对滚子从动件是为了减小机构在推程的压力角。4、凸轮机构计算机辅助设计的基本思路： 在保证凸轮机构既满足工作对从动件的运动要求（即不产生运动失真 现象）又具有良好的受力状况（即压力角不超过许用值）的前提下，机构的结构尽可能紧凑。第4章 齿轮机构本章重点是直齿圆柱齿轮，其他齿轮传动掌握其不同点，如斜齿轮可通过改变其角来调整中心距，蜗杆传动旋向及转向判断等。1、 掌握直齿圆柱齿轮机构传动需要满足的几个条件：正确啮合条件、无侧隙啮合条件、连续传动条件；掌握重合度概念式的含义，并能从图上找出各有关参数，计算出相应的重合度；2、 齿轮传动类型设计：灵活运用无齿侧间隙啮合方程式、中心距与啮合角的关系式，在进行方案设计时注意对零传动、正传动和负传动的特点进行比较。第5章 轮系1、熟练掌握各种轮系传动比的计算方法，特别是混合轮系传动比的计算；2、了解轮系功能；3、轮系的设计：对定轴轮系，注意与第4章所学知识的联系；对行星轮系，要求了解其齿数确定需要满足的四个条件：传动比条件、同心条件、装配条件、邻接条件。第6章 间歇运动机构了解几种常用的间歇运动机构的工作原理、功能、使用场合和特点，学会在进行机械系统方案设计时正确选用这些机构，并能正确表达。第7章 其它常用机构了解其他常用机构的特点及使用场合、功能，在进行系统方案设计时会选用。第8章 组合机构1、了解常用的组合方式：串联式、并联式、反馈式、复合式；2、能正确识别组合机构中的基础机构和附加机构；3、根据给定的功能（轨迹，规律），会构思多种方案的组合机构，并绘出相应的方案简图；4、掌握复合式组合机构的设计方法，重点是凸轮-连杆组合机构。第9章 开式链机构1、了解开式链机构的特点及功能；2、掌握操作器正、反向运动学分析的方法，了解雅各比矩阵的含义；3、在构思机械系统方案时会选用开式链机构来实现预期功能。第10章 机械系统动力学1、掌握等效动力学模型建立的基本思路；2、等效力矩和等效转动惯量的计算方法；3、了解周期与非周期性速度波动及其调节方法；4、能根据许用运转不均匀系数的要求进行飞轮转动惯量的设计，特别要注意最大盈亏功的计算方法；5、能根据要求的制动时间计算所需的制动力矩。第11章 机械的平衡1、掌握刚性转子平衡设计的方法；2、掌握平面机构平衡设计的方法，重点掌握质量替代法。第12章 机械的效率1、掌握考虑摩擦时机构力分析的方法；2、了解机械自锁的概念，掌握确定机械自锁条件的方法；3、了解提高机械效率的途径。第13章 机械系统总体方案设计了解机械产品设计过程及设计思路。第14章 机械执行系统的方案设计1、了解执行系统方案设计的过程，包括功能原理设计、运动规律设计、执行机构型式设计、执行系统的的协调设计、方案评价与决策；2、熟练掌握执行机构型式设计的方法，包括根据功能要求通过选型和构型构思多种方案，进行方案比较；3、会进行执行系统的的协调设计，绘制运动循环图；4、了解方案评价的方法。第15章 机械执行系统的方案设计和原动机选择1、了解传动系统的作用和传动系统方案设计的一般过程；2、掌握传动类型选型的一般原则，会根据设计要求选择传动类型； 3、学会根据设计要求拟定传动路线，合理安排传动链中各类机构的顺序，合理分配各级传动比。 4、了解原动机选择的原则。试卷一：机械原理考试题及答案一、计算图示机构的自由度自由度,若含复合铰链, 局部自由度或虚约束请明确指出,并说明原动件数是否合适。（10）等宽凸轮复合铰链虚约束解:,自由度:二、用速度瞬心法求出图示机构C点的速度方向。（10）解:三、破碎机原理简图如图所示.设要破碎的料块为圆柱形,其重量忽略不计, 料块和动鄂板之间的摩擦系数是.求料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角应多大?。（10）解：不考虑料块的重量时，料块的受力方程为：式中：联立两个方程得：料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角应为:四、图示凸轮机构中, 凸轮廓线为圆形,几何中心在B点.请标出:（10）1）凸轮的理论廓线；2）凸轮的基圆；3）凸轮机构的偏距圆；4）凸轮与从动件在D点接触时的压力角；5）凸轮与从动件从在C接触到在D点接触时凸轮转过的角度。解：理论廓线基圆偏距圆压力角凸轮与从动件在D点接触时的压力角为: 凸轮与从动件从在C接触到在D点接触时凸轮转过的角度为:五、图中给出了一对齿轮的齿顶圆和基圆，轮1为主动轮且实际中心距大于标准中心距，试在此图上画出齿轮的啮合线，并标出：极限啮合点、，实际啮合的开始点和终止点、，啮合角，节圆并说明两轮的节圆是否与各自的分度圆重合。（10）解：节圆节圆六、在如图所示轮中，已知各轮齿数及齿轮的角速度，求齿轮与系杆H的传动比（12）解：该轮系可视为由、组成的差动轮系和、（）、组成的定轴轮系，将差动轮差封闭而构成混合轮系。在、 组成的差动轮系中，在、（）、 组成的定轴轮系中， 由轮系的简图可知：，于是七、现有一薄壁转盘其质量为,经静平衡试验测定其质心偏距为,方向如图所示垂直向下，由于该回转平面上不允许安装平衡质量，只能在平面I和II上进行调整，试求在平衡基面I和II上的平衡质径积及其方向。（10）解：根据动平衡的平衡条件，有在平衡基面I上：故有： 方向向上，在平衡基面II上：故有： 方向向下。八、已知机组在稳定运转时期的等效阻力矩的变化曲线Mr-如图所示，等效驱动力矩为常数Md=19.6 N.m ,主轴的平均角速度=10rad/s . 为了减小主轴的速度波动，现装一个飞轮，飞轮的转动惯量JF=9.8kg.m2 ,(主轴本身的等效转动惯量不计)，试求，运转不均匀系数。（10）解：根据在一个稳定运转周期内有 最大盈亏功为:的变化规律为：求出点a和点b的横坐标点a的横坐标：点b的横坐标：设在点O系统的动能为：在点a系统的动能为：在点b系统的动能为：最大盈亏功为:由：其中：设，代入已知数据，九、回答下列问题：（18）1、机构组成原理是什么？答：任何机构都可以看成是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。2、铰链四杆机构的基本形式有哪几种？答：曲柄摇杆，双曲柄和双摇杆机构。3、凸轮从动件运动规律中，何谓“刚性冲击”和“柔性冲击”？答：刚性冲击：速度产生突变，理论上加速度为无穷大，产生无穷大的惯性力，机构产生极大的冲击。柔性冲击：加速度有突变，产生较大的加速度和惯性力，由此而引起的冲击。4、何谓齿轮的“根切现象”？它是怎么产生的？有何危害？答：用范成法加工渐开线齿轮过程中，有时刀具齿顶会把被加工齿轮根部的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根切。根切现象的产生是因为刀具齿顶线(齿条型刀具)或齿顶圆(齿轮插刀)超过了极限啮合点。根切将削弱齿根强度，甚至可能降低传动的重合度，影响传动质量，应尽量避免。5、一对啮合的标准齿轮，如果不按标准中心距安装时，啮合角和压力角有什么关系？节圆和分度圆有什么关系？答: 1.模数相等:mn1=mn2 或 mt1=mt2；2.压力角相等： an1=an2 或 at1=at2；3.螺旋角大小相等,旋向相反。6、什么样的转子只需进行静平衡？什么样的转子必须进行动平衡？答：端面重合度和轴面重合度两部分组成。试卷2-机械原理试卷及答案一、回答问题（15分）（1）什么是曲柄？平面四杆机构曲柄存在的条件是什么？（2分）答：能够整周回转的连架杆称为曲柄。平面四杆机构曲柄存在的条件是：1.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和；2.最短杆为机架或连架杆。（2）什么是行程速度变化系数？极位夹角？急回运动？（3分）答：机构往复运动的从动件快速行程平均速度与慢速行程平均速度的比值称为行程速度变化系数；机构往复运动的从动件处在两个极限位置时所对应的曲柄的两个位置之间所夹的锐角，称为极位夹角；机构往复运动的从动件往返行程平均速度不相等，这种运动称为急回运动。（3）棘轮机构有几种？各有什么特点？（2分）答：棘轮机构有两种类型，一种是轮齿式棘轮机构，一种是摩擦式棘轮机构。轮齿式棘轮机构结构简单，易于制造，运动可靠，棘轮转角容易实现有级调整，但是，棘爪滑过齿面时引起噪声和冲击；摩擦式棘轮机构运动较平稳，无噪声，从动件的转角可作无级调整，其缺点是容易打滑，运动准确性差。（4）槽轮机构有几种？各有什么特点？（2分）答：曹轮机构有两种类型，一种是外啮合槽轮机构，一种是内啮合槽轮机构。外啮合槽轮机构主动件与从动件转向相反，内啮合槽轮机构主动件与从动件转向相同。内啮合槽轮机构与外啮合槽轮机构相比，结构紧凑、运动较平稳，槽轮停歇时间较短。（5）机器等效动力学模型中，等效力的等效原则是什么？（2分）答：等效构件上作用的等效力所产生的瞬时功率等于原机械系统作用的所有力的合力矩产生的瞬时功率之和。（6）机器等效动力学模型中，等效质量的等效原则是什么？（2分）答：等效构件的等效质量所具有的动能等于整个机械系统的总动能。（7）试述齿廓啮合基本定律（2分）答：任意齿廓的两齿轮啮合时，其瞬时速度的比值等于齿廓接触点公法线将其中心距分成两段长度的反比。试卷3-及答案一、 填空及选择题（每空1分，共20分）1 机器的制造单元是_，运动单元是_；机构具有确定运动的条件是其自由度数等于_数。2 曲柄摇杆机构有死点位置时，_是主动件，此时_与_共线。3 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是_。4 斜齿轮的模数和压力角在_（法面、端面、轴面）内取标准值；锥齿轮当量齿数ZV=_。5 蜗杆机构传动的主动件是_（蜗杆、蜗轮、蜗杆蜗轮皆可）。6 移动副中驱动力作用于_内将发生自锁；传动副中驱动力为一单力且作用于_内将发生自锁。7 质量分布在同一平面内的回转体，经静平衡后_（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后_（一定、不一定、一定不）满足静平衡；质量分布于不同平回转面内的回转体，经静平衡后_（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后_（一定、不一定、一定不）满足静平衡。8 机器周期性速度波动的调节方法一般是加装_，非周期性速度波动调节方法是除机器本身有自调性的外一般加装_。9 说出两种变回转运动为直线运动的机构：_，_ _。二、 计算图示机构的自由度（5分） 三、 如下图所示行程速度变化系数为1 的曲柄摇杆机构，已知曲柄连架杆固定铰链中心处图示机架平面（直线OO）位置上，并已知摇杆的两个极限位置C1D，C2D及摇杆长度CD= C1D=C2D，求其余三个构件的杆长。（8 分）四、 如图所示凸轮机构，凸轮廓为以A为圆心，R为半径的圆，凸轮逆时针方向回转，要求：（10分）1 说出该凸轮机构的名称；2 标出凸轮基圆半径r0；3 标出从动件从B点接触到C点接触凸轮转过的角度；4 标出从动件从B点接触到C点接触从动件位移S；5 标出从动件从B点接触时从动件压力角B；五、 一对直齿圆柱齿轮机构，已知压力角=20度，齿轮2的齿数Z2=28，模数m=3mm，传动比i12=2，安装中心距a=65mm，求：（15分）1 齿轮1的齿数Z1；2 两轮分度圆半径r1，r2；3 啮合角，两轮节圆半径r1，r2；4 设计该传动类型；5 计算分度圆齿厚S1，S2；角度INVtgcos200.0150.3640.9418.50.0120.3350.94824.40.0280.4540.919128.50.0460.5430.879六、 图示复合轮系中，各齿轮齿数如图中括号中所示，求传动比i1H。（10分）七、 图示曲柄滑块机构中，曲柄1上作用驱动力距M，滑块3上作用阻力F。若不计各活动构件质量，标出机构在图示位置时各运动副总反力作用线（给定摩擦角）（8分） 八、 某内燃机的曲柄输出力矩Md与曲柄转角关系曲线如图所示，运动周期为T=180度，曲柄转速为600r/min，如用此内燃机驱动一阻力为常量的机械，并要求不均匀系数=0.01，求在主轴上应装的飞轮转动惯量JF