2016年-机械原理复习题

机械原理复习思考题元。13运动副一一两个构件的相关联(接触、联接)部位，并能产生某种相对运动。1.5运动副元素一一直接接触的部位的形态(点、线、面)。1.6.P7两个构件之间的相对运动为转动副的运动副称为转动副或回转副，也称为铰链；相对运动为移动的运动副称为移动副；相对运动为螺旋运动的运动副称为螺旋副；相对运动为球面运动的运动副称为球面运动副。1.7运动链P9构件通过运动副的连接，构成可相对运动的系统称为运动链。1.8.原动件P10机构中按给定运动规律运动构件称为原动件。(或主动件)1.9.机构简图一一用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形。1.10.机构(定义)----具有确定运动的运动链称为机构。1.11.机构运动简图的作用1)用以说明机构中各构件之间的相对运动关系的简单图形：2)作为运动分析和动力分析的依据。1.12.机构运动简图应满足的条件：1)构件数目与实际相同；2)运动副的性质、数目与实际相符；3).运动副之间的相对位置以及构件尺寸与实际机构成比例。1.13.机构具有确定运动的条件为：自由度数目二原动件数目1.14.最小阻力定律P15:当机构原动件数目小于机构自由度数目时，机构的运动将遵守最小机构原动件数目少于自由度~。P15图2-91冗驱动机构---机构原动件数目多于自由度~。P16图2-101.16.虚约束---对机构的运动不起实际作用的约束。注杆件数量？复合铰链点？高副接触？原动件？对原动件的运动进行分析说明。68F相等，机构能够作唯一运动。3f3复合姣(4)圆盘锯机构及自由度计算(5)振动筛机构及自由度计算4。解：解：机构自由度为F=3n—2m-p=3X7—2X9-1=2;件上速度相同的一对重合点，在某一瞬时两构件相对于该点作相对适用于两构件不直接相联的场合)。①以转动副连接——铰链中心就是其瞬心位置；②以移动副连接---瞬心就在垂直于其导路方向无穷远处；③以纯滚动高副连接一一瞬心就在其接触点处；速度34?③求瞬心P24的速度，34=32.(P24P12)/P24P14度瞬心。已知CC3勺曲忌8d4&8£8228试题图所示，偏心圆凸轮机构中，AB=L凸轮半径为R,OA=h,/OAB=90,凸轮以角速度①转动，试求推杆2的角速度co?(提示：使用三心定理，正确标注瞬心位置)2偽心圆凸轮机构嗚心圆凸轮机构(1)应用三心定理，瞬心位置标注见图;(2)•••/PBC=/BFC=45°o0OAAP=hAPCOBP•3oo22.9.试题图所示，滑块导轨机构中，o=10rad/s,9=30°,AB=200mm试用瞬心法求构件3的速度V?(提示：使用瞬心法，正确标注瞬心位置)3PP239)解：(2)TAB=用瞬心法1423PP=AB/(V3/2)=0.2/(V3/2)140V=PP•o=0.2/(V3/2)•o3140=0.2/(V3/2)X10=4/V32.10.速度影像P37――同一构件上各点间的相对速度矢量构成的图形2.11.机构速度分析图解法P36;P50题3-5;P50题3-6;5.1采用非平面运动副，摩擦力为什么会增大？――因为G一定时，其法向力N.的大小取决于运动副元素的几何形状，形成当量1摩擦系数f。v5.1.1当量摩擦系数fv大于摩擦系数几何形状改变而产生的。2.6.fv称为当量摩擦系数,其取值为： (3)半圆柱面接触：fv=kf,(k=1~n/2)。52为了提高机械效率，在进行设计机械时应尽量减少摩擦损失，具体措施有：5.2.1机械效率n----输出功WH与输入功W入的比值(n=W出/W入)。5.3.当机械出现自锁时，无论驱动力多大，都不能运动，从能量的观点来看，就是:驱动力做的功永远w由其引起的摩擦力所做的功5.4.机械的自锁的条件是什么？。1)传动效率nv0;2)对于移动副，当驱动力F的作用线落在摩擦锥内时，则机械发生自锁。3)对于转动副，当驱动力F的作用线穿过摩擦圆(a<p)时，发生自锁。5.5摩擦圆半径p--摩擦阻力矩险与轴承总反力R之比，即P=M/Ri=fr，(a<p)22iv6.1.______________________________________________________________________平面机构的平衡有两种方法一种是完全平衡，另一种是_____________________________________62平面机构部分平衡的措施是？1)利用非对称机构平衡；2)利用平衡质量平衡3)利用弹簧平衡6.3.质量代换的条件：P571)代换前后各构件质量不变；2)质心位置不变；3)对质心轴的转动惯量不便。6.4.质量代换法？P57将各构件的质量，按一定条件用集中于某些特定点的假象质量来替代，这样只需求集中质量的惯性力，而无需求惯性力偶矩。从而将问题简化。这上方法称为~6.5.S=(3max—3min)/3m为机器运转速度不均匀系数，它表示了机器速度波动的程度。度6.6机械运转速度波动调节方法？1)对周期性速度波动，可在转动轴上安装一个质量较大的回转体(俗称飞轮)达到调速的目2).对非周期性速度波动，需采用专门的调速器才能调节。特征------两个曲柄；--平行四边形机构。铸造翻箱机构、风扇摇头机构；之等腰梯形机构——汽车转向机构8.5压力角a:——从动件驱动力F与力作用点绝对速度之间所夹锐角。 通常用Y衡量机构传动力性能，并称之为〜。a越小，则Y越大，机构传动力性能越好，反？ (2)装加飞轮，靠飞轮的惯性力越过(如内燃机、缝纫机等)。1)最长杆与最短杆的长度之和应w其他两杆长度之和，称为杆长条件。2)连架杆或机架之一为最短杆。么 (如果铰链四杆机构各杆长度满足杆长条件，当最短杆为连架杆时，则机构为曲柄摇杆机构。)2)满足预定的连杆位置要求，如铸造翻箱机构。 (提示：在已有的图形上完成最后两部设计)①计算9=180°(K-1)/(K+1);②任取一点D,作等腰三角形腰长为CD,夹角为©;③作C2PLCG,作CP使/C2C1P=90—9,交于P;ii④作△PCC的外接圆，贝A点必在此圆上i2U⑤在PC圆弧上确定曲柄中心A的位置(同一弦长所对应的圆周角处处相等),i设曲柄为l，连杆为丨,则：i2AC=l+l;A=l-1=>l=(AC—AC)/2i222iii⑥以A为圆心，AC为半径作弧交于E,得：1=EC/2;1=AC—(EC/2)ii2i8.i2图示为四杆机构中连杆BC的两个极限位置BC和RG,当连杆位于BC时,摇杆DC处iiii于铅垂位置；当连杆位于B2Q时，BB连线为水平线，且此时四杆机构的传动角为最i2小。试用作图法求出各杆长度，要求保留作图线。B解：(保留作图线)8.i3.用做图法设计导杆机构。已知：机架长度d,行程速比K,设计此机构II=EG/2;I=AG—EG/2。1222A|a解：由于B与导杆摆角©相等，设计此机构时，仅需要确定曲柄长度a①计算9=180°(K-1)/(K+1);②任选D作/mDn=©=9;作角分线；③取A点，使得AD=d,则:a=dsin(©12)。8.14.用做图法设计曲柄滑块机构。已知K,滑块行程H,偏距e,设计此机构①计算：9=180°(K-1)/(K+1);12②作CC=12③作射线GO使/GGO=90—9,2作射线CO使/GQ0=90°—9,两射线交点为O;2⑤作偏距线e,交圆弧于A,即为所求的曲柄轴心；AAGiE：&15万向机构——用于传递两相交轴或平行轴之&16■双万向铰链机构安装要求是？①主动、从动、中间三轴共面；②主动轴、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角应相等;③中间轴两端的叉面应在同一平面内。9.1.描述凸轮机构推杆的运动规律的名词术语有：基圆、基圆半径、推程运动角、远休止角、回程、回程运动角、近休止角、行程。9.2.简述凸轮廓线设计方法的基本原理(反转原理)：给整个凸轮机构施以-①时，不影响各构件之间的相对运动，此时，凸轮将静止，而从动件尖i顶复合运动的轨迹即为凸轮的轮廓曲线。9.3.按从动件运动副元素的形状分：尖顶从动件、平底从动件、滚子从动件。9.4.当凸轮机构从动件以余弦规律运动时，在行程的起点和终点处存在有限的突变，9.5.当凸轮机构从动件以正弦规律运动时，其速度和加速度均无突变，故在运动中不aa压力角〉许用压力角)时，可增大_「min(基，导路和瞬心位于中心同侧时，压力角将减小_。。，直线上任一点的轨迹10.1.渐开线齿廓的啮合特性是什么？(1)渐开线齿廓满足定传动比要求；(2)齿廓间正压力方向不变；(3)运动可分性。10.2■模数m.渐开线齿廓参数之一，人为规定__没____________(无理数)只能取某些m，人为规定m=pn/n(无理数)只能取某些简单数。)10.2.1分度圆-----具有标准模数m和压力角的圆称为分度圆，或齿厚=齿间距的圆。10.3..渐开线齿轮的三个基本参数是______________、___________和_____________。10.4.渐开线齿轮的齿顶圆直径：da=d+2ha=(z+2ha*)m渐开线齿轮的齿根圆直径：df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m渐开线齿轮的顶隙系数：c*;正常齿：c*=0.25;短齿制：c*=0.3渐开线齿轮的基dbdcosamzcosa10.5.一对渐开线齿轮的正确啮合条件是它们模数和压力角应分别相等。10.6.已知一对外啮合渐开线直齿齿轮模数为5,压力角为20°，中心距为350mm,传动比为9:5,分别求：(1)a=m(z1+z2)/2=350mm；i12=®1/w2=z2/z仁P=mn=5X3.14=15.7df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m=(50-2x1-2x0.25)5=237.5db1=d1cosa=mz1cosa=250cos20°=234.923P=mn=5X3.14=15.710.7.一对标准渐开线齿轮是否是安装正确，应满足的两个要求是?1)齿侧间隙为零(或两个齿轮的中心距为a=mz1+mz2)；10.8一对标准渐开线齿轮在标准安装时—节圆与_分度圆重合。10.9对于渐开线齿轮分度圆和压力角是单个齿轮就有的；而节圆和啮合角是两个齿轮10.10重合度定义：—&=B1B2/pb_或啮合线长度与齿节距(法向齿距)10.11一对齿轮的连续传动条件是：&>110.12.成形法(仿形法)加工的特点：产生齿形误差和分度误差，精度较低，加工不连续，生产效率低。适于单件生产。10.13.范成法加工的特点：一种模数只需要一把刀具连续切削，生产效率高，精度高，用1014渐开线齿轮产生根切的原因是：被加工齿轮的模数m确定之后，根切随zmin和Dbmin10.15.渐开线齿轮的根切现象是在展成法加工齿轮时发生的，齿轮型刀具更易产生根切。10.15.1渐开线齿轮的根切的后果：使用齿条型刀具比用①弱轮齿的抗弯强度；②使重合度£下降。10.16.渐开线齿轮不发生根切的最少齿数Zmin=17。10.18变位齿轮优缺点？①可采用z1<zmin的小齿轮，仍不根切，使结构更紧凑；②改善了小齿轮的磨损情况；③因大小齿轮强度趋于接近，相对提高了小齿轮的承载能力；10.佃.一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件：法面模数m=法面模数m=m，法面压力角a=a12n1n1端面模数m=m，端面法面a=a2t1t210.20.斜齿圆柱齿轮的当量齿数-------与斜齿轮法面齿形相当的直齿轮，称为该斜10.21.斜齿轮不发生根切的最少齿数：zmin=14。10.22与直齿齿轮相比斜齿轮传动的优缺点是什么？②重合度£大于直齿齿轮，承载能力大；55相互固定连结。已知③冲击、振动小，噪音小；④缺点，传动时会产生轴向载荷。10.23一对斜齿轮中心距：a=ri+r2=m(z1+孔)/2cosB可通过改变B来调整a的大小。11.1图示为一固定轮系。已知各轮齿数，z1=20,z2=20,z3=60,z3'=20,z4'=20,z5=20。求传动比i15。并判断z1与zs旋向是否相同。=411\mi*w\\\\^411.1.2若周转轮系的自由度为2,则称其为差动轮 11.2图示为滚齿机工作台的传动机构，工作台与蜗轮z1=z1'=20;z2=35;蜗杆z4'=1(右旋);z5=40;滚刀z6=1(左旋)；z7=30若加工一个z5'=64齿轮，试确定各交换齿轮的齿数z2'=?和z4=?解：要加工一个z5'=64齿轮，必要的条件是滚刀与齿轮毛坏的传动比ii'5'应等于电机与工作台之间的传动比ii5。(1)ii'5'=(z7/z1')x(z5'/z6)=(-1)2(2)ii5=(-1)4(z2/z1)X(z3/z2')X(z4/z3)X(z5/z4')=35/20Xz4/z2'X40/1=70Xz4/z2'z4/z2'=96/70=48/35得：z4=48;z2'=3511.3图示为电动卷扬机减速速器简图。已知z1=24,z2=33,z2'=21,z3=78,z3'=18,z4=30,z5=78，试求传动比i15=?(1)差动轮系传动比为iH=(31-3H)/(33-3H)3=(31-35)/(33-35)zzz或(2)定轴轮系传动比为两个基本轮系之间的关系是33=33将上式代入差动轮系传动比(1)公式i=31/35=Z2/Z1xZ3/Z2(1+Z5/Z3)+1将各齿轮齿数代入上式得定轴轮系解1)i13定轴轮系解1)i13Z二一i1H1Z13'3一'H-'-HIH5;ZZ1i=33/21x78/21x(1+78/18)+1=28.245复合辂系复合辂系11.3图示为输送带的行星轮减速速器。已知Z4=68;电动机转速为1450r/min;求输出轴的转速1)求n4=?11.2■图示的轮系中,已知：z仁20,z2=30,z3=80,z4=40,z5=20。求：传动比i15?并确定轮1和轮5转向是否相同?2)定轴轮系的传动比115=-z5/z4=-20/40=-1/23)轮系的传动比115=I13HxI45=5X20/40=2.5;11.3■在图示的轮系中，已知各轮齿数为zi=20,z2=40,z2'=15,Z3=45,24=30,z5=20试求传动比ii5?并说明轴1与轴5的转向关系解：由图知36=061)求Z=?6mz=2(mz4+mz"2);z6=2(30+20/2)=803Izzz/Ikzz/iO5r777|丄2/253.图示锥齿轮组成的周转轮系。已知各轮齿数为zi=60,z2=40,z2'=z3=20;6解：由图知3=06IH=(n1-nH)/(n3-nH)=+z/z•Z/Z1132132等式右边的“+”号，是在转化轮系中用划箭头的方法判断的。表示轮1与轮3转向相同。而在图a的轮系中轮1轮3的箭头是输入真实的转向，这两个概念不能混淆。根据已知条件，轮1、3转向相反，故若设n为正，则n为负；12取n=+120r/min，贝n=+120r/min，分别带入上式得1(120-n)/(-20n)=+40X20/60X20HHn=+600r/minH上式表示系杆H的转向与太阳轮1相同。53棘轮机构的类型与应用按棘轮转向是否可调：单向、双向运动棘轮机构按转角是否可调：固定转角、可调转角按工作原理分：轮齿棘轮、摩擦棘轮54.填空题1.正变位直齿圆柱齿轮与标准直齿轮相比，其齿厚将会__________________。2.斜齿轮不发生根切的最少齿数较直齿轮________________。3.f称为当量摩擦系数,平面接触时：f=f_;槽面接触时：f=___________________________；vvv半圆柱面接触时：f=__________(=)。 v 9.渐开线齿轮的齿顶圆直径：d=d+2ha=_____________________，齿根圆直径：d=d-2haff=__________________，基圆直径：d=dcosa=____________；渐开线齿轮的顶隙系数，b4.分度圆和压力角是单个齿轮就有的，而___________和_______两个齿轮啮合后才出5.渐开线齿轮的根切现象是在展成法加工齿轮时发生的，使用_______刀具比使用________刀具更易产生根切。5.2为了提高机械效率，在进行设计机械时应尽量减少摩擦损失，具体措施有：用滚动代替滑动;、考虑润滑和合理选材。5.机器中每一个独立的运动单元体称为________________。6.机构具有确定运动的条件为：______________________=__________________。7.周期性速度波动的调节一般用______________而非周期性速度波动的调节一般用。8.在空间平面内，蜗轮与蜗杆的啮合就相当于___________和________的啮合。9.凸轮机构中推杆的运动规律若按__________________角函数变化，既不会产生柔性10.具有自锁性的蜗杆传动，只能由_______________■乍主动件。11.模数m是.渐开线齿廓参数之一，人为规定__________________(无理数)只能取某些。9.一对渐开线齿轮的正确啮合条件是它们___________和_________分别相等。10.一对标准渐开线齿轮在标准安装时__________与_______■重合。11..一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件，除满足mn1=mn2，an1=an2以外还应满足：外啮合:______________内啮合：_____________。12.斜齿圆柱齿轮的标准模数和压力角在法面(或当 量齿轮)上度量。 12.1由于斜齿圆柱齿轮的重合度£大于直齿齿轮，所以具有冲击振动小、噪音小、承载能力大的特点，缺点是传动时会产生_______________。12.2.斜齿圆柱齿轮的重合度&由两部分组成，一是端面重合度，二是由螺旋角引起的重合度增量。12.1度量圆锥齿轮的标准模数和压力角时，应依齿轮大端(或