机械原理练习题..

1、题1一、填空题（ 10 分）1在平面机构中， 一个运动副引入的约束 m 的变化范围是。在空间机构中，一个运动副引入的约束数 m 的变化范围是。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 =，最小角速度 min = 。3六杆机构有个瞬心。4平衡技术中常把远低于机器的一阶固有频率的转子称为。常把接近或超过机器的一阶固有频率的转子称为 。 5齿条型刀具范成切齿时，齿轮的模数由决定。6相对瞬心的特点是，绝对瞬心的特点是。二、选择题（ 10 分）1下面说法正确的是： （）A 机构的死点与自锁是一回事；B机构处于死点 ；C机构

2、处于死点 ；D机构的死点与摩擦力有关。2下面说法正确的是： （）A齿条型刀具范成切齿时，分度圆的半径由齿条模数决定； B齿条型刀具范成切齿时，齿轮的模数由齿条移动速度和轮坯转动 角速度的比值决定；C齿条型刀具范成切齿时，齿轮是不是标准齿轮由加工终了时齿条 与轮坯的相对位置决定；D齿轮传动中正传动与齿轮正变位是一回事，只是提法不同3下面说法正确的是（）A 虚约束不是实实在在的约束，是没用的，所以等于不存在；B虚约束是不存在的约束；C计算机构的自由度时可以去掉虚约束，在实际机构中也可以拆除 它；若不满足条件它将会变成实际约束。）B三角螺纹多用于连接；C矩形螺纹、三角螺纹均多用于传D虚约束满足一定的

3、条件， 4下面说法正确的是（ A矩形螺纹多用于连接； C三角螺纹多用于传动； 动。5下列关于单万向联轴节叙述正确的是： （）A 不可能等于 1 ；B可能等于 1；可以传递成任意角度两轴的运动； 不可以传递成任意角 度两轴的运动。三、判断题（ 5 分） 1运动链选择不同构件作机架，机构的级别不变。 （）2齿轮与齿条啮合传动分度面与节圆可能不重合。 （）3齿轮传动中 =1.3，说明在齿轮转过一个基圆齿距时 30% 的时间2 对齿啮合。（ ）4只要满足机构的自由度 =机构的主动件数， 机构就一定有有意义的 确定的运动。（ ）5不论何种机械的运动都可以采用飞轮来调节速度的波动。 （ ）四、简答题（ 1

4、0 分）把主动件的连续转动变为从动件的单向间歇运动可以采用什么 机构（至少三种）？五、分析题（ 10 分）分析如图机构的组成，该机构运动是否确定？判断机构的级别。七、作图题（ 20 分） 1如图 2，为滚子 从动件盘形凸轮机 构，凸轮为一偏心 圆盘。试用图解法 做出：凸轮的基 圆；凸轮的推程 运动角 0 ；从动件的升程 h；图示位置的压力角 ；从动件 在图示位置的位移 s 及凸轮的转角 。17图22设计一铰接四杆机构， 如图 3 所示。已知摇杆的行程速度系数 K=1 ， 机架长 lAD= 1m，摇杆长 lCD=0.9m，当摇杆 CD 运动到左极限位置时， 曲柄与机架的夹角为 45 度，试确定曲

5、柄及连杆的长度 lAB、lBC。 八、计算题( 30 分)1在图 4 所示轮系中各轮齿数为 z1=32, z2=33, z2 z438, z3=z3 =19, 轮 5 为单头右旋蜗杆， z6=76, n1=45r/min, 方向如图所示。 试求：(1) 当 n5=0 时 n4 的大小及方向。(2) 当 n5=10 r/min (逆时针转 )时 n4 的大小及方向。(3) 当 n5=10 r/min (顺时针转 )时 n4 的大小及方向。图42如图 5 所示导杆机构，已知机构位置、尺寸， 1、 2、3 构件质量 分别为 m1=10kg，m2=10kg，m3=20kg，质心分别在 A 、B 和 C

6、D 的中 点 S3，l AB =l AC=l CS3=0.1m, =30o。各构件相对质心的转动惯量 J1=1kg ?m2，J2=2kg?m2，J3=4kg?m2，M1=500 N?m 为驱动力矩。求在图示位 置取构件 3 为等效构件时的等效转动惯量、等效驱动力矩。图5题2一、填空题（ 10 分） 1机构有确定运动的条件 。2平衡技术中常把 的转子视为 短转子。常把 的转子视为长转 子，短转子的平衡措施称为 。 长转子的平衡措施称为 。3机械平衡的目的是；机械调速的目的是4对于有周期性速度波动的机械系统， 可以利用 调节机械 系统速度波动的大小。 对于非周期性速度波动的机械系统， 需要利用 （

7、 ） 调节机械系统速度波动的大小。 5齿条加工齿轮中，齿轮的分度圆半径由决定。二、选择题（ 10 分） 1下面说法正确的是： （）A棘轮机构由于结构限制，运动中具有刚性冲击； B槽轮机构由于结构限制，运动中具有柔性冲击； C槽轮机构由于结构限制，运动中具有刚性冲击； D棘轮机构、槽轮机构都具有刚性冲击和柔性冲击。 2下面说法正确的是： （）A机械的实际效率是大于或等于 0小于 1的； B机械的实际效率可以小于 0； C机械的实际效率不可能小于 0； D以上说法均不正确。3一对渐开线标准齿轮 m=2, z1=18, z2=43, a'=62mm, 下面说法正确 的是：（ ）A 节圆与分度

8、圆重合；B. 节圆与分度圆不重合 ;C. 节圆的大小取决于中心距 ; D. 分度圆的大小取决于中心距。4. 下面说法正确的是 : （）A. 行星轮系的自由度 =1; B. 差动轮系的自由度 =1; C. 行星轮系的自由度 =2; D. 差动轮系的自由度 =25. 避免凸轮实际轮廓曲线失真的方法正确的是： （ ） A 减小滚子圆半径；B. 增大滚子圆半径 ;C. 减小基圆半径 ;D. 增大基圆半径三、判断题（ 5 分）1齿轮啮合传动时，两个节圆为纯滚动，它的齿廓的相对运动也是 纯滚动。（ ） 2凸轮的基圆半径等于其轮廓曲线的最小向径。 （ ） 3一对中心距是标准中心距的齿轮传动一定是标准齿轮。

9、（ ） 4即使摩擦系数为 0，机构处于死点位置时机构也不能动。 （ ） 5自由度为 0 的杆组称为基本杆组。 （）四、简答题（ 10 分）把主动件的连续转动变为从动件的往复摆动可以采用什么机构 （至少 3 种）？五、分析题（ 20 分） 2分析如图 7 所示机构的组成，判断机构的级别。图7六、证明题（ 5 分） 证明铰接四杆机构曲柄存 在的条件。八、计算题 （30 分） 1已知一对外啮合标准直齿圆 柱齿轮，正常齿制， m=2mm, z1=19, z2=37, 安装中心距 a'=57mm, 求理论啮合线长度 N1N2。2图 9 所示轮系中，各轮齿数为 z1=30, z2=25，z3=z4

10、=24，z5=18, z6=121， n1=120r/min, nH=- 1000 r/min，转向相反 , 求 n5、n6 。题3一、填空题（ 15 分）1如图 11 所示为 机构，已知曲柄 lBC=20mm, 机架 lAB=40mm, 则 该 机 构 的 极 位 夹 角 =， 急 回 系 数K= 。图112在凸轮机构中，运动规律在一般情况下会产生柔性冲击，但如果用于 运动形式时就可以避免冲击。3当采用法切削渐开线齿轮齿廓时，可能会产生根切。其原因是 ，对于标准直齿圆柱齿轮，不根切的最少齿数4采用模数为 2.5mm 的标准齿条刀具加工渐开线直齿圆柱齿轮，已 知刀具移动速度 v=60mm/s，

11、轮坯转速 =1rad/s, 则被加工齿轮的齿 数 z=；若刀具中线与轮坯中心的距离为 59mm, 则被切齿轮是 齿轮（正变位还是负变位） ；变位系数是 。 5移动的自锁条件是；图 12 所示的楔形夹具的各接触面间的摩擦系数均为 f, 则此夹具的自锁条件为 。图126刚性转子静平衡的力学条件是，动平衡的力学条件 二、判断题（ 5 分）1具有标准参数的渐开线直齿圆柱齿轮是标准齿轮。 （ ）2对于机构惯性力的合力和合力偶， 通常只能做到部分平衡。（）3轴 1 和轴 2 通过双万向联轴节不管怎样连接，两轴的传动比都恒 等于 1。（ ）4周期性速度波动的构件， 在一个周期内其动能的增量为零。 （ ） 5

12、在平底从动件凸轮机构中，若不计摩擦，凸轮施加于从动件的推 力总是垂直于平底，故其压力角恒为零。 （ ）三、（15 分）试判断如图 13 所示运动链的运动是否确定？如果运动 确定，请对其进行结构分析；如果运动不确定，请提出使其具有确定 运动的修改方案，画出修改后的机构运动简图。图13五、（10 分）图 15 所示盘形凸轮机构，已知凸轮为一以 C 为中心的 偏心圆盘，要求回答下列问题：（2）画出凸轮的基圆，并标出基圆半径 r0。(3) 标出凸轮在图示位置时从动件 的位移 s 。(4) 标出从动件由图示位置升高位 移 s1 时，凸轮对应的的转角 1。(5) 画出凸轮轮廓上的 D 点与滚子 接触时，机

13、构的压力角 。六、(15 分)设有一对渐开线外啮合 标准直齿圆柱齿轮，正常齿制，传 动比为 i12=3、模数 m=5mm、压力图15 角 =20o, 实际中心距 a'=323mm。(1) 求出标准中心距 a, 小齿轮的齿数 z1、基圆半径 rb1。(2) 求出两轮的啮合角 '。七、(15 分)轮系如 16 所示，已知 z1=z2=20, z3=24, z4=48, z5=30, z6=z7=18, z8=66, 求传动比 i18, 并说明轴 1 与轴 8 的相对转向。图16八、(10 分)在如图 17 所示机构中，已知构件 3 对回转轴 C 的转动惯量 J3=0.4kgm2，作

14、用于构件 3 上的阻力矩 M3=45N m ，其他构 件的质量和转动惯量忽略不计。要求标出所有瞬心，并求当取构件 1 为等效构件时，机构的等效阻力矩 Mer 及等效转动惯量 Je。图17参考答案【题 1】一、填空题 11 或 2；15。2 102.5rad/s; 97.5rad/s3. 154. 刚性转子；柔性转子。 5齿条刀具的模数 6 vP0; vP =0。二、选择题4. B; 5. BD 。1 C； 2. C; 3. D;三、判断题5.F。1. F ； 2.F； 3.T； 4.； F四、简答题将主动件的连续转动变为从动件的单向间歇运动可以采用曲柄摇杆驱动棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构

15、。五、分析题机构由主动件、机架和三个 II 级杆组组成，如图 14-25 所示。机构的运动确定。该机构为 II 级机构。七、作图题 1如图 14-26 所示 2选1=0.01m/mm作图，过 A 点作 45度斜线，与圆弧交 C1、C2 ， 如图 27 所示，则AC1 b a,AC2 AC1 a2AC1 b aAC2 AC1 b2量得 AC2 129mm, AC1 13mm。a=58mm, b=71mm。l AB =a1=0.58m; l BC=b1=0.71m。八、计算题1解：(1)当 n5=0 时， n6=0, 该轮系为定轴轮系n1z2 z3 z433 38i 14 'n 4z1 z

16、2' z332 38所以32n 4 45 43 .6(r / m i n )4 33（方向向左（）2）定轴轮系 : 1-2 , 5-6n1 z2 33i12n2 z1 32i56n5 z6 76n6 z5 1周转轮系： 2-3-3-4-62/4z438z'2382解1 2 1 221 J 3 31 2 12m3v32Je 2E J1 133222J2 2m2 v2 233J3 m33/6 n2 n n4 n6由式得： n2=43.6r/min( ), 由式得 : n6=0.13()令 n2 ()为“ +”，则 n6()为“”，将 n2 、n6 代入式即 43.6 ( 0.13)

17、1n4 0.13解得： n4=43.9r/min(方向向左) () 。(3) 方程仍为上述式、。由式得： n2=43.6r/min( ), 由式得： n6=0.13() 代入式即 43.6 0.1329如图 28 所示，找出所有瞬心，则V2=1lAB , V3=3lCS3, 2=3 1p13 p14 1= 3p13 p341p 13 p 34 p 13 p 144 m 2 l A2B23 m 3 l C 1 1 2 2 2 2 2S 3 10 .6 ( kgN=M 1 1Me2M 1 1000图28【题 2】一、填空题1 主动件数 =F （F>0）。2 b/d< 0.2; b/d&

18、gt;0.2; 静平衡；动平衡。3 消除惯性力和惯性力矩；减小机器的速度波动。4 飞轮；调速器。5 齿条的移动速度和轮坯转动角速度的比值。二、选择题1 AB; 2. AC; 3. BC; 4. AD; 5. AD。三、判断题1. F； 2. F； 3. F； 4. T ； 5. F。四、简答题把主动件的连续转动变为从动件的往复摆动可以采用曲柄摇杆机构、摆动导杆机构、摆动凸轮机构五、分析题2分析机构的组成应先对机构高副低代，如图 30 所示；将机构 折分杆组如图 31 所示。该机构为 II 级机构。图31六、证明题 设：a<d如图 32所示。在三角形（ A）BCD中：a+d b+c,在三角

19、形( A ) BC D 中b (d-a)+c a+b c+dc (d-a)+b a+c b+dab, ac, a da 为最短杆， 而 b、c、d 必有一个为最长。由此得出铰接四杆机构曲柄存在的条件：(1) 最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其余两杆的长度之 和。(2) 连架杆与机架中必有一杆为最短杆。八、计算题1解a m ( z1 z2 ) 56 (mm )因为a' cos ' a cos所以' a cos oa ' arccos( ' ) 22 .6 oa'N1N 2 a'sin ' 21.9(mm)2. 解 : 该轮系为基本

20、周转轮系Hi16Hn1 nH z2z4z6 5.6Hn6 nH z1z3z5代入 n1=120, nH= - 1000。解得 : n6 = -800r/min 与 n1 转向相反H56n5 nH z6 121n6 nH z5 18nH、n6代入上式，解得： n5 = 344.4r/min 与 n1转向相同【题 3】一、 填空题1 摆动导杆机构， 60o, 2。2 简谐（或余弦加速度） ，两端无休止。3 范成法，刀具的齿顶线超过了极限啮合点， 17。4 48 ，负变位 ，-0.4。5 驱动力作用在摩擦角之内（ ）， 2arctan f。6 F1=0, F1=0 且 T1=0。判断题1 F； 2.

21、 T； 3. F；4. T；5. T。三、解：（a）F=3×7-2× 10=1该运动链的运动是确定的， 对其进行结构分析如图 34 所示。该机 构为 II 级机构。（b）该机构运动方案不合理。改正方案如图 35 所示（答案不唯一）。图13图13五、 解：如图 14-37 所示六、解( 1)由 a m(z1 z2) 5(z1 3z1) a' 323 ，得 z132.3 22取 z1=32, 则 z2=z1i 12=96, 得 a=320mm, rb1=mz1cos/2=75.18mm。（2）七、解: 轮 1、2、3、4 和系杆 H 组成周转轮系，轮 5、6、8 组成定

22、由轮系。i1H 1 i14H 1 z2z4 3 z1z3z8z558n8n5因为 n5=nH, 所以 i18=i 1Hi58=-6.6 轴 1与轴 8的转向相反。八、解：所有瞬心如图 14-38所示。因为 M er 1=M 33,所以 Mer =M 3 3/1 。 由于 1、3 的瞬心 P13 在无穷远处，所 以3/1=1 ，即 Mer =M 3 =45Nm, 因为 Je12/2=J332/2, 所以 Je=J3 3 /1 =J3=0.4kg· m 。1-1、 如图示滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮的轮廓曲线为一个偏心圆。已知凸轮半径 R=20mm，偏距 e=8mm，滚子半径为 rr=4mm , 凸 轮顺时针方向旋转。试求：(1) 从动件的行程 h；(2) 图示位置时从动件的位移 s和压力角 ；(3) 凸轮转过一定角度，从动件由 A 点到 B 点接触时凸轮的转角 。解：先画出理论轮廓曲线和基圆。(1) 行程 h为 B1D段长度，如图 6-4解图所示。(2) 位移 S为AG 段长度； = 0o(3) 凸轮转角 为 COF(大于 180o 的角 )1-2、 对题 2-5 图所示的机构进行结构分析，并确定机构的级别为级机构1-3、在题 1-3图所示的轮系中，已知 z1 = 15 ，z 2 = 25 , z2' =20 , z3 =60 , n1 = 200 r/min