(机械制造行业)机械原理考研讲义九(齿轮机构及其设计)
（机械制造行业）机械原理考研讲义九(齿轮机构及其
设计)
第十章齿轮机构及其设计 10.1本章知识点串讲
本章的重点有：齿轮的齿廓曲线；渐开线齿廓啮合传动的特点；渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动的条件；变位齿轮传动的基本理论及设计计算；斜齿轮﹑蜗轮蜗杆及圆锥齿轮传动的重点是它的啮合传动及设计计算的特殊点等。
【知识点1】齿轮的齿廓曲线 一、渐开线的形成
二、渐开线的性质
f.同一基圆上任意两条渐开线间的法向距离相等。 【知识点2】渐开线齿廓啮合传动的特点
【知识点3】渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算 一、齿轮各部分的名称及符号
二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸
渐开线齿廓能保证定传动比
i O P O P
r r 1212212
1===ωω
渐开线齿廓传动的特点：
1．啮合线为定直线，啮合点的轨迹线——内公切线、啮合线、公法线三线合一
2．啮合角为常数，啮合角：啮合线与过节点P 处两节圆的内公切线之所夹锐角。——它等于两齿轮在节圆上的压力角。
3．可分性
当一直线沿半径为rb 的圆作纯滚动时，该直线上任一点K 的轨迹称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线x -x 称为渐开线的发生线，角θK 称为渐开线AK 段的展角。
1．渐开线齿轮的五个基本参数：齿数(z)，模数(m)，分度圆压力角(齿形角)，齿顶高系数ha*，径向间隙系数c*——亦称顶隙系数。
（1）齿数(z)
齿数根据设计需要确定，如：传动比、中心距要求、接触强度等。
（2）模数(m)
a.定义：模数的定义为齿距P与的比值，即m=P/
b.模数的意义
确定模数m实际上就是确定周节p，也就是确定齿厚和齿槽宽e。模数m越大，周节p 越大，齿厚s和齿槽宽e也越大；模数越大，轮齿的抗弯强度越大。
（3）分度圆压力角(齿形角)α
α：在分度圆上的受力方向线与被作用点速度方向线所夹锐角。国家标准中规定分度圆压力角为标准值为20?。
（4）齿顶高系数(h a*)
齿顶高：h a=h a*m
（5）径向间隙系数(c*)
轮齿间的径向间隙：c=c*m
齿顶高系数h a*和径向间隙系数c*均为标准值。正常齿标准：h a*=1，c*=0.25
2．渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸
齿根高 hf hf=(ha*+c*)m
齿顶圆直径 da
da1=d1+2ha=m(z1+2ha*)，da1=d1+2ha=m(z1±
2ha*)
齿根圆直径 df
df1=d1-2hf=m(z1-2ha*-2c*)，
df1=d1+2hf=m(z1+2ha*+2c*)
周节 p P=πm 齿厚 s s=πm/2 基圆周节 pb Pb=πmcosα 中心距 a
a=m(z1±z2)/2
【知识点4】渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动的条件 一、一对渐开线齿轮正确啮合的条件
二、齿轮正确安装条件
1.无齿侧间隙啮合条件：s1’=e2’;e1’=s2’
2.保证两轮的顶隙为标准值：顶隙为标准值，即：c=c*m
按标准中心距安装时，两齿轮的分度圆相切，即此时两轮的分度圆与节圆重合。 3.啮合角与中心距
啮合角α′：节点P 处圆周速度方向与啮合线N1N2之间所夹锐角
a cos α=a’cos α′
三、啮合传动过程及连续条件 重合度的计算公式：
渐开线齿轮正确啮合的条件：
两齿轮的模数和压力角对应相等。
式中α′为啮合角，z 1，z 2及αa1，αa2分别为齿轮1，2的齿数及齿顶圆压力角。 重合度与模数无关，而随着齿数的增多面加大。 【知识点5】根切现象及变位齿轮的基本概念 一．根切现象及其避免方法 1.根切现象及产生原因
根切现象：因某种原因，轮齿根部的渐开线被切削掉的现象。 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。根切的危害：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。
2.最小不根切齿数
3.避免根切的方法——变位齿轮的提出 1)提高啮合极限点N 1 2)降低刀具齿顶线——正变位 与此相反，还有所谓负变位。 4．变位齿轮的几何尺寸
5.切制变位齿轮时的最小变位系数
若用齿条形刀具切制齿数Z ≤Zmin 的变位齿轮时，当刀具的齿顶线恰好与被切齿轮的啮
合极限点N1重合时，即刚好不发生根切，其刀具的最小变位系数为 min =ha *
(min -z)/min
N 1 P
O α
B 2
分度圆
基圆 I
K J h a m
* xm
对于正变位齿轮有：
s = pm/2 + 2KJ = (p/2 + 2xtg α) m
e = pm/2 - 2KJ = (p/2 - 2xtg α) m h
f = ha*m+ c*m – xm = (ha*+ c*–x ) m
ha= ha*m+ xm = (ha*+ x ) m xm
xmtg α α I
K J 补充：证明重合度的计算公式
补充：证明最小变位系数公式
【知识点6】变位齿轮传动
一、变位齿轮传动问题的提出
1.避免根切产生，以减小机构尺寸
2.提高小齿轮承载能力，降低小齿轮根部磨损，实现“同时失效”。变位齿轮的承载能力可比标准齿轮提高20％以上。
3.凑配中心距
二、变位齿轮传动
1.变位齿轮传动的正确啮合条件及连续传动条件与标准齿轮传动相同
2.变位齿轮传动的中心距
变位齿轮传动中心距的确定也应满足无侧隙啮合和顶隙为标准值这两方面的要求。要满足无侧隙啮合，要求其一轮在节圆上的齿厚应等于另一轮在节圆上的齿槽宽，由此可推得无齿侧隙啮合方程：
inv a′=2tan a(x1+x2)/(z1+z2)+inv a
两轮作无侧隙啮合时的中心距为a′，它与标准中心距之差为ym，y称为中心距变动系数，即
a′＝a+ym（满足无齿侧间隙的中心距）
而
所以
为保证两轮之间具有标准的顶隙c=c*m，则两轮的中心距应等于
a″=r a1+c+r f2=r1+(h*a+x1)m+c*m+r2–(h*a+c*-x2)m=a+(x1+x2)m（满足标准径向间隙的中心距）
由此可得，如果y=x1+x2，就可以同时满足上述两个条件。但是经验表明：只要x1+x2≠0，
总是x1+x2>y。工程上的解决办法是：两轮按无侧隙中心距a′＝a+ym安装，而将两轮的齿顶高个减短△ym，以满足标准顶隙要求。△y称为齿顶高降低系数，其值为△y＝x1+x2－y。
这时有齿顶高为
h a=h a*m+xm－△ym=(h a*+x－△ym)m
3.变位齿轮传动的类型及其特点
变位齿轮传动的特性与变位系数和x∑=(x1+x2)的大小及变位系数x1，x2分配有关。根据x∑，x1，x2的数值，可把齿轮传动分为三种基本类型。
1)标准齿轮传动
a.条件x∑=x1+x2=0，且：x1=x2=0
b.特点
这是变位齿轮传动的特例(变位系数等于零)；其啮合α′角等于分度圆压力角α，中心距a′等于标准中心距a。齿数条件：z>z min。这类齿轮传动设计简单，使用方便，可以保持标准中心距，但小齿轮的齿根较弱，易磨损。
2)等变位齿轮传动（又称高度变位齿轮传动）
a.条件x∑=x1+x2=0，但：x1=-x2≠0
b.特点
由于它与标准齿轮传动一样，x∑=0，x1=－x2，因此，α‘=α，a’=a，y=0，Δy=0 与标准齿轮相比，其啮合角α‘=α不变，仅仅齿顶高和齿根高发生了变化，即：h a1=(h*a+x1)m，h f1=(h*a+c*－x1)m，故称之为高度变位齿轮传动。
对于等变位齿轮传动，为有利于强度的提高，小齿轮用正变位，大齿轮用负变位，使大小齿轮的强度趋于接近，从面使齿轮的承载能力提高。
齿数条件：z1+z2≥2z min。
3)不等变位齿轮传动（又称角度变位齿轮传动）
条件：x∑=x1+x2≠0
由于x∑=x1+x2≠0,因而其啮合角α‘不再等于标准齿轮的啮合角α，故称为角度变位齿轮传动。它又可分为两种情况：
a.正传动
x∑=x1+x2>0
α‘>α，a’>a，y>0，Δy>0，这种齿轮传动的两分度圆不再相切而是分离ym。为保证标准径向间隙和无侧隙啮合，其全齿高应比标准齿轮缩短△ym。
正传动的主要优点是：可以减小机构尺寸，减轻轮齿的磨损，提高承载能力，还可以配凑并满足不同中心距的要求。齿数条件：两齿轮齿数均可小于17。
正传动的缺点是重合度减小较多。
b.负传动
x∑=x1+x2<0
此时α‘<α，a’
负传动的优缺点正好与正传动相反，即其重合度略有增加，但轮齿的强度有所下降，所以负传动只用于配凑中心距这种特殊需要的场合。
4.变位齿轮传动的设计步骤
从机械原理的角度来看，变位齿轮传动设计问题可分为以下两类：
1）已知中心距的设计。这时的已知条件是z1、z2、m、α、a’，其设计步骤如下：
①计算啮合角，公式如下：
α‘=arcos[(acosα)/a’]
②由无侧隙啮合方程（inv a′=2tan a(x1+x2)/(z1+z2)+inv a）确定变位系数和
x1+x2=（inv a′-inv a）（z1+z2）/2tan a
③确定中心距变动变动系数
y=(a’-a)/m
④确定齿顶高降低系数
Δy=(x1+x2)-y
⑤分配变位系数x1、x2并计算齿轮的几何尺寸
2）已知变位系数的设计。这时的已知条件是z1、z2、m、α、x1、x2，其设计步骤如下：①计算啮合角
inv a′=2tan a(x1+x2)/(z1+z2)+inv a
②确定中心距
a’=acosα/cosα‘
③确定中心距变动变动系数y及齿顶高降低系数Δy
y=(a’-a)/m；Δy=(x1+x2)-y
④计算变位齿轮的几何尺寸
外啮合直齿圆柱齿轮传动的计算公式
齿顶高h a h a=h a*m h ai=(h a*+x i)m h ai=(h a*+x i－Δy)m 齿根高h f h f=(h a*+c*)m h fi=(h a*+c*－x i)m
齿顶圆直径d a d ai=d i+2h ai
齿根圆直径d f d f=d i－2h fi
中心距 a a=(d1+d2)/2 a′=(d1′+d2′)/2 中心距变动
系数
y y=0 y=(a′－a)/m
齿顶高降低
系数
Δy Δy=0 Δy=x1+x2－y
【知识点7】斜齿轮传动的特殊性
下图所示为斜齿圆柱齿轮的一部分。斜齿轮的齿廓曲面与其分度圆柱面相交的螺旋线的切线与齿轮轴之间所夹的锐角（用β表示）称为斜齿轮分度圆柱上的螺旋角（简称斜齿轮的螺旋角），齿轮螺旋的旋向有左、右之分，故螺旋角也有正、负之别。
一、斜齿轮的基本参数与几何尺寸计算
1.法面模数m n与端面模数m t
法面参数(m n，αn，h*an，c*n)与刀具的参数相同。所以，标准参数在法面上
P n＝p t cosβ
即m n＝πm t cosβB
P t
P n
β β
πd
斜齿轮沿分度圆的展开图
所以m n＝m t cosβ
β为斜齿轮分度圆柱上的螺旋角。
2.斜齿轮标准中心距为
a=(d1+d2)/2=m n(z1+z2)/2cosβ
斜齿轮可以通过改变的螺旋角β大小来调节中心距.
3.法面齿顶高系数h*an与端面齿顶高系数h*at
因为法面齿顶高与端面齿顶高相同
所以h an=h*an m n=h*at m t
则：h*at=h*a n m n/mt=h*an cosβ
4.斜齿轮传动的几何尺寸计算应注意的的问题：设计斜齿轮时，法面参数选标准值（主要是从加工考虑）；计算斜齿轮的几何尺寸时，应先根据法面参数求出对应的端面参数，然后，在端面上计算斜齿轮的尺寸。
二.斜齿轮的啮合传动
1.一对斜齿轮正确啮合的条件：模数相等m n1=m n2；压力角相等αn1=αn2；螺旋角大小相等，外啮合时应旋向相反，内啮合时应旋向相同β1=±β2。
2.斜齿轮传动的重合度
斜齿轮的重合度包含有端面重合度εα与轴面重合度εβ两部分。其中端面重合度与直齿轮一样，是用端面参数按直齿轮的重合度公式来计算；而轴面重合度则与斜齿轮的螺旋角β与斜齿轮的齿宽B有关，且随β和B的增大而增大。
3.斜齿轮的当量齿轮与当量齿数
斜齿轮的当量齿数。我们虚拟一个齿轮，这个直齿轮的齿形与斜齿轮的法面齿形相当，我们把这个虚拟的直齿轮称为该斜齿轮的当量齿轮，而其参数则称为该斜齿轮的当量参数。Zv=z/cos3β。
斜齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸的计算公式
【知识点8】圆锥齿轮传动
圆锥齿轮正确啮合条件：大端的模数和压力角分别相等，即m1=m2,α1=α2.。
圆锥齿轮的当量齿数：zv=z/cosδ，δ为分度圆锥角。
【知识点7】蜗杆传动
蜗杆蜗轮正确啮合条件为：蜗轮的端面模数m t2和压力αt2角分别等于蜗杆的轴面模数m x1和压力角αx1；
蜗杆传动的中心距：a=r1+r2=m(q+z2)/2，其中q为蜗什杆直径系数。
10.2本章重难点总结
10.2.1重难点知识点总结
本章的重点是撑握渐开线标直齿圆柱齿轮外啮合传动以及变位齿轮传动的基本理论及设计计算。而斜齿轮、蜗轮蜗杆及圆锥齿轮传动的重点则是它的啮合传动及设计计算的特殊点。
本章难点是一对齿轮传动的啮合过程、齿廓工作段、斜齿轮的当量齿数及圆锥齿轮的当量齿数的概念。
要搞清一对齿轮传动的啮合过程，必须首先搞清楚啮合线、理论啮合线N1N2、啮合起始点B2、啮合终止点B1及齿廓工作段的概念。其次能根据两齿轮基本参数确定其基圆直径
d b、分度圆直径d、齿顶圆直径da及中心距a，并用作图法作出两轮的各圆、理论啮合线N1N2、实际啮合线B1B2及两轮齿廓工作段、进而估算重合度和判别单齿及双齿啮合区。在此基础上，还应搞清楚齿轮与齿条的啮合过程。此外，还要注意非标准中心距安装对齿轮各圆、顶隙、齿侧间隙、实际啮合线及重合度的影响。
要搞清楚当量齿轮的概念，主要是3个问题：一是为什么要提出当量齿轮的概念？即其意义是什么？二是何谓当量齿轮和当量齿数？三是当量齿数是如何确定出来的？
本章的特点是名词、概念多，符号、公式多，理论系统性强，几何关系复杂。学习时要注意清晰掌握主要脉络，对基本概念和几何关系应有透彻理解。以下是一些易混淆的概念。
(1)法向齿距与基圆齿距
(2)分度圆与节圆
(3)压力角与啮合角
(4)标准齿轮与零变位齿轮
(5)变位齿轮与传动类型
(6)齿面接触线与啮合线
(7)理论啮合线与实际啮合线
(8)齿轮齿条啮合传动与标准齿条型刀具范成加工齿轮
10.2.2本章重难点例题讲解
【例题1】试说下模数的意义。
解析：模数的意义常以填空题或简答题的形式进行考查，要在理解的基础上说模数的意义。
m=P/π，确定模数m实际上就是确定周节p，也就是确定齿厚和齿槽宽e。模数m越大，周节p越大，齿厚s和齿槽宽e也越大。模数越大，轮齿的抗弯强度越大。
【例题2】重合度的意义。
解析：重合度ε值越大，承载能力越高，连续性和平稳性越好。
【例题3】已知一个斜齿轮的齿数Z=30，螺旋角β=15。，求其当量齿数。
解析：理解当量齿数的意义，根据公式计算当量齿数。
Zv=Z/cos3β=33.3
【例题4】渐开线齿轮传动的轴承磨损后，中心距变大，这时传动比将。
(①增大②减小③不变)
解析：本题考查的是齿轮传动的相关知识，大家只要记住齿轮传动具有可分性和定比性就可以了，本题选③
【例题5】已知一对直齿圆柱齿轮传动的基本参数为m=2mm，α=20°。ha*=1，
c*=0.25；安装中心距a,=100mm；要求传动比i12=2.6（允许有少量误差）。
（1）确定安装齿轮的齿数和这对齿轮的传动类型；
（2）若这对齿轮用一以平行斜齿圆柱标准齿轮传动（其法面参数与题中所列基本参数的值相同）代替，试计算这对斜齿轮的螺旋角的数值。
解析：对齿轮的各种参数要有清楚的认识。
（1）先假定为标准安装，则
a=a,=m(z1+z2)/2=m(z1+i12z1)/2，
z1=2a,/[m(1+i12)]=27.78，取z1=27
z2=27×2.6=70.2，取z2=70
则标准安装时的中心距a=m(z1+z2)/2=97mm﹤a,，所以采用正传动。（2）β=arccos[m(z1+z2)/(2a)]=arccos[2×(27+70)/(2×100)]=14.07°
【例题6】一对正常齿制标准直齿圆柱齿轮啮合传动，其安装中心距a’=151mm,两轮的传动比i12=2，模数m=4mm,压力角°。计算：(1)两齿轮的齿数Z1=?Z2=?(所求齿数应圆整)；(2)齿数确定后，标准中心距a与安装中心距a’是否相等？若不等为保证无侧隙啮合应采用何种传动类型？(3)两齿轮的啮合角’=？及分度圆r1？节圆r2,？基圆r b
解析：要理解标准齿轮的各个参数的意义，并区分分度圆，节圆和基圆。
(1)a’=m(z1+z2)/2=m(z1+i12z1)/2，
Z1=2a’/[m(1+i12)]=25.167，取Z1=25，则Z2=50；
（2）a=150＜a′，正传动；
（3）a’cos′=a cos，则′=21.0178°，
r1=mz1/2=50，
r2′cos′=r2cos，则r2′=100.67，
r b1=r1cos46.985。
【例题7】一对外啮合的斜齿圆柱齿轮传动(正常齿制)，已知：m=4mm，z1=24，z2=48，a=150mm。试求：
（1）螺旋角β；
（2）两轮的分度圆直径d1，d2；
（3）两轮的齿顶圆直径d a1，d a2；
解析：本题主要考查了斜齿轮传动，同学们要熟练撑握斜齿轮的相关计算方法。
解题要点：
斜齿轮的法面参数为标准值。
●斜齿轮的几何尺寸大都按其端面尺寸进行，但齿顶高和齿根高在法面或端面都是相
同的。
（1）β=arcos[mn(z1+z2)/2a]=16.26°；
（2）d1=m n z1/cosβ=100mm，d2=m n z2/cosβ=200mm；
（3）da1=d1+2ha=(100+2×1×4)=108mm，da2=d2+2ha=(200+2×1×
4)=208mm；
【例题8】某机器上有一对标准安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮机构，已知：z1=20，z2=40，m=4mm，ha*=1。为了提高传动的平稳性，用一对标准斜齿圆柱齿轮来替代，并保持原中心距，模数（法面），传动比不变，要求β＜20。。试设计这对斜齿圆柱齿轮的齿数z1，z2和螺旋角β，并计算小齿轮的齿顶圆直径d a1和当量齿数z v1。
解析：本题的解题要点有：
●根据已知条件，可求出直齿轮传动的中心矩。
●在保持原中心矩，模数，传动比不变的条件下，由螺旋角β＜20。求出齿数。
（1）确定齿数z1，z2和螺旋角β
由a=m n(z1+z2)/(2cosβ)=m n(z1+2z1)/(2cosβ)=6z1/cosβ=120(mm)
得cosβ=z1/20，z1＜20（且必须为整数）
当z1=19时，β=18.195。
当z1=18时，β=25.84。
当z1=17时，β=31.788。
由螺旋角β＜20。，所以这对斜齿圆柱齿轮的z1=19，z2=38，β=18.195。。
（2）计算d a1，z v1
d a1=d1+2h a=m n z1/cosβ+2h an*m n=88(mm)
z v1=z1/cos3β=22.16.
【例题9】一对直齿圆柱齿轮机构，已知压力角α=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：
（1）齿轮1的齿数Z1；
（2）两轮分度圆半径r1，r2；
（3）啮合角α’，两轮节圆半径r’1，r’2；
（4）设计该传动类型；
（5）计算分度圆齿厚S1，S2（取x1=x2）；
解析：
（1）i12=z2/z1=2，故z1=14
（2）r1=mz1/2=21mm，r2=mz2/2=42mm
（3）cosα’=(a/a’)cosα=(63/65)cos20。=0.9191，则α’=24.4。。
r’1=r1cosα/cosα’=65/63r1=21.7；r’2=r2cosα/cosα’=65/63r2=43.3。
（4）a’＞a，故采用正传动
（5）invα’=invα+2tanα(x1+x2)/(z1+z2)，x1+x2=0.75，又x1=x2，所以x1=0.375，S1=m(π/2+2x1tgα)=3×(1.57+0.75×0.364)=5.439(mm)，
S2=S1=5.439(mm)
【例题10】一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知z1=z2=23，m=8mm，α=20°，ha*=1，实际中心距a′=180mm，试解以下各题：
（1）求啮合角α′和中心距变动系数y；
（2）按无侧隙要求确定两轮变位系数之和x1+x2；
（3）取x1=x2，计算齿轮的齿顶圆直径da；
（4）计算该齿轮传动的重合度。
注：无侧隙方程invα’=invα+2tanα(x1+x2)/(z1+z2)
重合度计算公式
中心距变动系数y=(a’-a)/m；
齿顶高变动系数Δy=(x1+x2)-y
解析：本题属于已知中心距，设计变位齿轮传动的问题
（1）a=m(z1+z2)/2=8×(23+23)/2=184
cosα′=acosα/a′=184×cos20°/180=0.96057
α′=16.142°
y=(a′-a)/m=(180-184)/8=0.5
（2）x1+x2=（z1+z2）(invα’-invα)/2tanα=-0.455
（3）Δy=(x1+x2)-y=-0.455+0.5=0.045
x1=x2=-0.2275
da1=da2=m(z1+2ha*+2x1-2Δy)=195.64
（4）d b1=d b2=mz1cosα=172.903(mm)
αa1=αa1=arcos(db/da)=27.898°
ε=z1(tgαa1-tgα′)=1.757
【例题11】图示为按比例尺μ1=1mm/mm画出的齿轮啮合图。已知：压力角α=20。，啮合角α，=30。，节圆半径r1，=43.403mm，r2，=86.805mm。试作：
（1）计算两轮基圆半径r b1，r b2和两轮分度圆半径r1，r2，并在齿侧c2上画出齿廓工作段（直接在题图中作出）；
（2）标出基节p b，法节p n，实际啮合线B1B2和理论啮合线N1N2（直接在图中作出）。
解析：本题比较简单，直接根据相应的公式和定义做。
（1）由公式可得：
r b1=r1，cosα，=43.403cos30。=37.588
r b2=r2，cosα，=86.805cos30。=75.175
r1=r1，cosα，/cosα=40
r2=r2，cosα，/cosα=80
齿廓工作段为图中w1w2段。
（3）基节为图中ab段圆弧，法节为图中cd段直线，实际啮合线为图中B1B2段直线，理论啮合线为图中N1N2段直线。
10.3本章典型题库
10.3.1作业
1．一对渐开线外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i=1.5，模数m=4mm，压力角α=20?，中心距a=110mm，试求：
⑴两齿轮的齿数z1、z2；
⑵两齿轮的分度圆直径d1、d2；
⑶齿轮1的基圆直径d b1、齿顶圆直径d a1和齿根圆直径d f1；
⑷若两轮的实际中心距a='116mm，模数和传动比均不改变，试确定较优的传动类型，
哈工大机械原理考研-习题
1 例2-10 在例2-10图所示中，已知各构件的尺寸及机构的位置，各转动副处的摩擦圆如图中虚线圆，移动副及凸轮高副处的摩擦角为?，凸轮顺时针转动，作用在构件4上的工作阻力为Q 。试求该图示位置： 1． 各运动副的反力（各构件的重力和惯性力均忽略不计）； 2． 需施加于凸轮1上的驱动力矩1M ； 3 ． 机构在图示位置的机械效率η。 例2-10 解题要点： 考虑摩擦时进行机构力的分析，关键是确定运动副中总反力的方向。为了确定总反力的方向，应先分析各运动副元素之间的相对运动，并标出它们相对运动的方向；然后再进行各构件的受力分析，先从二力构件开始，在分析三力构件。 解：选取长度比例尺l μ(m/mm)作机构运动简图。 1． 确定各运动副中总反力的方向。如例2-10(a)图，根据机构的运动情况和力的平衡条件，先确定凸轮高副处的总反力12R 的方向，该力方向与接触点B 处的相对速度21B B v 的方向成090?+角。再由51R 应切于运动副A 处的摩擦圆，且对A 之矩的方向与1ω方向相反，同时与12R 组成一力偶与1M 平衡，由此定出51R 的方向；由于连杆3为二力构件，其在D ，E 两转动副受两力23R 及43R 应切于该两处摩擦圆，且大小相等方向相反并共线，可确定出23R 及43R 的作用线，也即已知32R 及34R 的方向线；总反力52R ，应切于运动副C 处的摩擦圆，且对C 之矩的方向应与25ω方向相反，同时构件2受到12R ，52R 及32R 三个力，且应汇交于一点，由此可确定出52R 的方向线；滑块4所受总反力54R 应与45v 的方向成090?+角，同时又受到34R ，54R 及Q 三个力，也应汇交于一点，由此可确定出54R 的方向线。 2． 求各运动副中总反力的大小。 分别取构件2，4为分离体，列出力平衡方程式 构件2 1232520R R R ++= 构件4 34540R R Q ++=
(机械制造行业)机械原理考研讲义九(齿轮机构及其设计)
（机械制造行业）机械原理考研讲义九(齿轮机构及其 设计)
第十章齿轮机构及其设计 10.1本章知识点串讲 本章的重点有：齿轮的齿廓曲线；渐开线齿廓啮合传动的特点；渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动的条件；变位齿轮传动的基本理论及设计计算；斜齿轮﹑蜗轮蜗杆及圆锥齿轮传动的重点是它的啮合传动及设计计算的特殊点等。 【知识点1】齿轮的齿廓曲线 一、渐开线的形成 二、渐开线的性质 f.同一基圆上任意两条渐开线间的法向距离相等。 【知识点2】渐开线齿廓啮合传动的特点 【知识点3】渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算 一、齿轮各部分的名称及符号 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸 渐开线齿廓能保证定传动比 i O P O P r r 1212212 1===ωω 渐开线齿廓传动的特点： 1．啮合线为定直线，啮合点的轨迹线——内公切线、啮合线、公法线三线合一 2．啮合角为常数，啮合角：啮合线与过节点P 处两节圆的内公切线之所夹锐角。——它等于两齿轮在节圆上的压力角。 3．可分性 当一直线沿半径为rb 的圆作纯滚动时，该直线上任一点K 的轨迹称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线x -x 称为渐开线的发生线，角θK 称为渐开线AK 段的展角。
1．渐开线齿轮的五个基本参数：齿数(z)，模数(m)，分度圆压力角(齿形角)，齿顶高系数ha*，径向间隙系数c*——亦称顶隙系数。 （1）齿数(z) 齿数根据设计需要确定，如：传动比、中心距要求、接触强度等。 （2）模数(m) a.定义：模数的定义为齿距P与的比值，即m=P/ b.模数的意义 确定模数m实际上就是确定周节p，也就是确定齿厚和齿槽宽e。模数m越大，周节p 越大，齿厚s和齿槽宽e也越大；模数越大，轮齿的抗弯强度越大。 （3）分度圆压力角(齿形角)α α：在分度圆上的受力方向线与被作用点速度方向线所夹锐角。国家标准中规定分度圆压力角为标准值为20?。 （4）齿顶高系数(h a*) 齿顶高：h a=h a*m （5）径向间隙系数(c*) 轮齿间的径向间隙：c=c*m 齿顶高系数h a*和径向间隙系数c*均为标准值。正常齿标准：h a*=1，c*=0.25 2．渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸
(完整版)南航考研机械原理简答题终极整理版
《机械原理》简答题 考研论坛 @麻花 整理 一、平面机构的结构分析 1.平面机构基本定义： 机器：可用来变换或者传递物料、能量或信息的装置 机构：能实现预期机械运动的构件的组合，包括原动件，从动件，机架 零件：机器制造单元 构件：机器运动单元 杆组：从动件系统中分解为若干不可再分，自由度为0的运动链 约束：对独立运动的限制 自由度：构件具有的独立运动的数目 运动副：由两构件直接接触形成的可运动联接 运动链：两个以上以运动副联接而成的系统 虚约束：对输出件的运动不起约束作用的约束 局部自由度：与输出件运动无关的自由度 2.在什么条件下，运动链具有运动可能性、运动确定性、可以成为机构？ 自由度大于零；自由度数目等于原动件数目；运动链中某构件固定为机架 3.高副低代时，齿轮副如何处理？ 齿轮副是将所引入的两个转动副分别位于相接触的两齿廓的曲率中心处，对于一对渐开线齿廓的齿轮副，曲率中心分别位于两齿轮的啮合极限点 二、平面机构的运动分析 1.什么是速度瞬心，相对瞬心与绝对瞬心的区别？ 速度瞬心：两构件上相对速度为零的重合点；绝对瞬心处的绝对速度为零 2.用速度瞬心法和矢量方程图作机构速度分析有什么优缺点？ 速度瞬心法：只能进行速度分析，适用于简单的平面机构 矢量方程图：作图不是很准确 3.什么是三心定理？ 作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于一条直线上 4.机构在什么时候有哥氏加速度，如何确定？ 绝对运动：动点相对于定参考系的运动 相对运动：动点相对于动参考系的运动 牵连运动：动参考系相对于定参考系的运动 相对运动为转动，牵连运动为平动时两构件重合点有哥氏加速度，它是由于相对速度方向变化产生的加速度，θωsin 2r e c v a =
机械原理考研讲义三(平面机构的力分析)
第四章平面机构的力分析 4.1本章知识点串讲 作用在机械上的力 作用在机械构件上的力常见到的有：驱动力、生产阻力、重力、惯性力、摩擦力、介质阻力和运动副中的反力。 从做功的角度可分为驱动力和阻抗力。 驱动力：驱使机构产生运动的力特点：与作用点的速度方向相同、或成锐角——作正功——驱动功、输入功。 包括：原动力、重力（重心下降）等。 阻抗力：阻碍机构产生运动的力 特点：与作用点的速度方向相反、或成钝角——作负功——阻抗功。 包括：生产阻力、摩擦力、重力(重心上升) 本章的知识点主要有1个，运动副中摩擦力的确定。 1. 平面摩擦 2. 楔形面摩擦N R tgα=Px/Py Px—有效分力 Py—有害分力 而：N= -Py F= f N R—总支反力，正压力与摩擦力的矢量和；R与N之间夹角用 φ表示，称作摩擦角。 结论： (1) 摩擦角与摩擦系数一一对应，j =arctgf； (2) 总支反力永远与运动方向成90°+φ角。
3. 斜面摩擦 4. 螺旋副摩擦 Q P R 2 α+? Q P R 2 α-? a. 等速上升 物体平衡： P + Q + R = 0 所以有： P = Q tg (α+?) b. 等速下降 物体平衡： P + Q + R = 0 所以有： P = Q tg (α-?) Q N ′ N 2θ 90． -θ 90． -θ 以滑块作为受力体，有 F ′= f N ′ 所以 ，总摩擦力F =2F ′= 2f N ′ 因为：Q=2N ′* sin θ，即N ′=Q/2sin θ 所以：F =2F ′= 2f N ′= Q*f/sin θ 令：fv = f / sin θ 有F = Q*fv fv ——当量摩擦系数 N ′
2002-2016年中国矿业大学808机械原理考研真题及答案解析 汇编
2017版中国矿业大学《808机械原理》全套考研资料 我们是布丁考研网中国矿大考研团队，是在读学长。我们亲身经历过中国矿大考研，录取后把自己当年考研时用过的资料重新整理，从本校的研招办拿到了最新的真题，同时新添加很多高参考价值的内部复习资料，保证资料的真实性，希望能帮助大家成功考入中国矿大。此外，我们还提供学长一对一个性化辅导服务，适合二战、在职、基础或本科不好的同学，可在短时间内快速把握重点和考点。有任何考中国矿大相关的疑问，也可以咨询我们，学长会提供免费的解答。更多信息，请关注布丁考研网。 以下为本科目的资料清单（有实物图及预览，货真价实）： 中国矿业大学《机械原理》全套考研资料 一、中国矿业大学《机械原理》历年考研真题及答案解析 2016年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析）（11月份统一更新）2015年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2014年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2013年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2012年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2011年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2010年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2009年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2008年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2007年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2006年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2005年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2004年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2003年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2002年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 二、中国矿业大学《机械原理》期中期末试卷及答案 三、中国矿业大学《机械原理》笔记 1、中国矿业大学《机械原理》复习要点 2、中国矿业大学《机械原理》本科生课件 3、中国矿业大学《机械原理》参考书目、考试大纲、适用专业 四、中国矿业大学《机械原理》习题集 1、中国矿业大学《机械原理》近十年考研真题题型及要点分析 五、赠送（电子版，邮箱发送） 1、机械原理复习经验及流程 2、中国矿业大学机电学院2011-2016年报录比 3、中国矿业大学机电学院2012-2016年复试分数线 4、中国矿业大学机电学院硕士生导师简介及联系方式 以下为截图预览： 2015年真题答案
机械原理考研讲义九
第十章齿轮机构及其设计 10.1本章知识点串讲 本章的重点有：齿轮的齿廓曲线；渐开线齿廓啮合传动的特点；渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算；渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动的条件；变位齿轮传动的基本理论及设计计算；斜齿轮﹑蜗轮蜗杆及圆锥齿轮传动的重点是它的啮合传动及设计计算的特殊点等。 【知识点1】齿轮的齿廓曲线 一、渐开线的形成 二、渐开线的性质当一直线沿半径为rb的圆作纯滚动时，该直线上任一点K 的轨迹称为该圆的渐开线，该圆称为渐开线的基圆，直线 x-x称为渐开线的发生线，角θK 称为渐开线AK段的展角。 a．发生线在基圆上滚过的线段长度KN 等于基圆上被滚过的圆弧长度AN，即KN = AN。 b．渐开线上任一点的法线切于基圆。 c．切点N为渐开线上在点K处的曲率中心，NK为K点处的曲率半径。 d．基圆以内没有渐开线。 e．渐开线的形状仅取决于其基圆的大小。
f.同一基圆上任意两条渐开线间的法向距离相等。 【知识点2】渐开线齿廓啮合传动的特点 P r r b ω ω O O K r 2 ′ ′ r 1 N N K ′ 渐开线齿廓能保证定传动比 i O P O P r r 1212212 1===ωω 渐开线齿廓传动的特点： 1．啮合线为定直线，啮合点的轨迹线——内公切线、啮合线、公法线三线合一 2．啮合角为常数，啮合角：啮合线与过节点P 处两节圆的内公切线之所夹锐角。——它等于两齿轮在节圆上的压力角。 3．可分性
【知识点3】渐开线各部分的名称、符号及标准齿轮几何尺寸的计算 一、齿轮各部分的名称及符号 二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的几何尺寸 1．渐开线齿轮的五个基本参数：齿数(z)，模数(m)，分度圆压力角(齿形角)，齿顶高系数ha * ，径向间隙系数c * ——亦称顶隙系数。 （1）齿数(z) 齿数根据设计需要确定，如：传动比、中心距要求、接触强度等。 （2）模数(m) a. 定义：模数的定义为齿距P 与π的比值，即m= P/π b. 模数的意义 确定模数m 实际上就是确定周节p ，也就是确定齿厚和齿槽宽e 。模数m 越大，周节p 越大，齿厚s 和齿槽宽e 也越大；模数越大，轮齿的抗弯强度越大。 （3）分度圆压力角(齿形角)α α：在分度圆上的受力方向线与被作用点速度方向线所夹锐角。国家标准中规定分度圆压力角为标准值为20?。 （4）齿顶高系数(h a *) 齿顶高：h a = h a * m 轮齿与齿槽 四圆：齿顶圆(ra ，da) 齿根圆(rf ，df) 基 圆(rb ，db) 分度圆(r ，d) ——设计基准圆 周向度量：齿厚(s) 齿槽(e) 周节(p=s+e) 径向度量：齿顶高(ha) 齿根高(hf) 全齿高(h)
(精选)考研机械原理复习试题(含答案)总结
考研机械原理复习试题（含答案）1 一、填空题： 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2.同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 4.机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 8.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程 作运动。 10.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。 11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 13.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。 14.铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。 15.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。 16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。 17.机械发生自锁时，其机械效率。 18.刚性转子的动平衡的条件是。 19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。 20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。 24.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。 25.平面低副具有个约束，个自由度。 26.两构件组成移动副，则它们的瞬心位置在。
机械原理考研讲义四(机械的效率和自锁)
第五章机械的效率和自锁 效率是衡量机械性能优劣的重要指标，而一部机械效率的高低在很大程度上取决于机械中摩擦所引起的功率损耗。研究机械中摩擦的主要目的在于寻找提高机械效率的途径。机械的自锁问题及移动副自锁条件的求解是本章的难点之一。 本章知识点串讲 【知识点1】机械效率及其计算 定义：机械的输出功与输入功之比称为机械效率，η= W r / W d。 性质：η<1(η= 1——理想机器——永动机) 表示方法： a. 功表示 η= W r / W d = 1- W f/ W d b. 功率表示 η= p r / p d = 1- p f/ p d c. 力(矩)表示 η= F0/ F= M0/ M 1）串联机器(组)的总效率等于组成该机器(组)各机械部分效率的连乘积 η=η1η2……ηK 2）对于并联机构的总效率计算就相对麻烦一点。 N r
η= (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdK ηK) / (Nd1 + Nd 2 + …+ NdK) = (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdK ηK) / Nd 并联机组的效率，不仅与各个机构的效率有关，而且与效率的分配有关 3）混联 兼有串联和并联的机构称为混联机构。为了计算其总效率，可先将输入功至输出功的路线弄清，然后分别计算出总的输入功率和总的输出功率，最后计算其总的机械效率。 【知识点2】机械自锁条件的确定 定义：由于摩擦的存在，沿某个方向的驱动力如何增大，也无法使受力对象产生运动的现象——称为机械的自锁。 同学们要注意的是，机械的自锁只是在一定的受力条件和受力方向下发生的，而在另外的情况下却是可动的，也就是说自锁具有方向性。 1）平面自锁条件： （1）当α>φ时，驱动力P 的作用线在摩擦角φ之外。Px > F ，即滑块加速； （2）当α=φ时，P 与R 共线。Px = F ： a. 滑块等速运动——原本运动； b.静止不动——原不动，具有运动趋势。 （3）当α＜φ时，驱动力P 的作用线在摩擦角φ之内。Px ＜ F ， a. 滑块减速运动减至静止——原本运动； b.静止不动——原不动，不论P 有多大。 故平面自锁条件——α≤φ，等号表示条件自锁。 N R
《机械设计》考研强化讲义
c:\iknow\docshare\data\cur_work\https://www.360docs.net/doc/175864567.html,\ 武汉理工大学《机械设计》2011年考研强化讲义 第一部分指定教材 机械设计考试教材基本上没有什么变化，历年制定用书情况如下： 2009 《机械设计》彭文生华中理工大学出版社第二版 2008 《机械设计》彭文生华中理工大学出版社第二版 2007 《机械设计》彭文生华中理工大学出版社第二版 《机械设计》濮良贵高等教育出版社，1989 2006 《机械设计》彭文生华中理工大学出版社第二版 《机械设计》濮良贵高等教育出版社，1989 补充资料：1.机械设计02年到08年考研真题 2.机械设计本科教学课件 3.机械设计课程设计指导书（选看） 推荐使用教材： 《机械设计》彭文生李志明黄华梁，高等教育出版社 《机械设计学习指导与习题集（第二版）》杨昂岳，孙立鹏杨武山等，华中科技大学出版社《机械设计与机械原理考研指南（上）》（第二版）彭文生杨家军王均荣，华中科技大学出版社 第二部分分数线、录取人数、公费情况 武汉理工大学机电学院每年录取研究生160名左右，其中免试生占35人左右，强军计划5人左右，除掉以上人数，统考生录取人数约120左右。公费比例60%左右（含免试生），统考生公费比例约45%，但09今天武汉理工大学研究生教育全面改革，将取消公费制度，取而代之的是奖学金制度，具体细则还未确定。但人人都有奖学金，每年按成绩排名重新调整奖学金档次。近三年的录取分数线如下：
由于从09年起机电学院把机械电子工程、机械设计制造及自动化、机械设计及理论这三个专业合并成机械工程统一招生，且专业排名也统一排名，这对外校的学生争取奖学金提供一个个较好的机会。 第三部分专业课复习进度安排 结合自己考研总体复习的情况，有计划的组织复习。建议如下： 12月1日---12月20日：重点看教材和课件，结合讲义，逐章按知识点复习，弄清基本概念和常考点。 12月20日---1月9日：做02---08年真题，理解背诵06、07、08三年内部范围，以及大题的答题演练。 第四部分知识点串讲及强化 （知识点串讲见课件，知识点强化如下） 第一篇机械设计总论 第一章机械设计总论 考题类型 选择题，填空题，问答题 重点、常考点 1机械零件设计准则 2应力分类 3机械零部件中的磨损 4机械零部件中的润滑
机械原理考研真题(A卷)
姓名 ： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题 2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称：机械原理（■A 卷□B 卷）科目代码：819 考试时间：3小时 满分 150 分 可使用的常用工具：□无 √计算器 √直尺 √圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。 一、单项选择题（本大题10小题，每题2分，共20分，错选、多选均无分） 1．对于机构，下面说法错误的是_____。 A. 由一系列人为的运动单元组成 B. 各单元之间有确定的相对运动 C. 是由构件组成的系统 D. 可以完成机械功或机械能转换 2．平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角的关系为_____。 A ．互余 B ．互补 C ．相等 D ．没关系 3．一对齿轮啮合过程中，下面关于节圆的说法错误的是 。 A ．始终相切 B ．始终通过节点 C ．始终和分度圆重合 D ．随中心距增大而增大 4．生产工艺要求某机构将输入的匀速单向运动，转变为按照正玄规律变化的移动输出，一种可供选择的机构是 。 A ．齿轮齿条机构 B.直动滚子从动件盘形凸轮机构 C.偏置曲柄滑块机构 D.摆动导杆机构 5．图1示转动副在驱动力矩M d 的作用下等速转动，Q 为径向载荷，ρ为摩擦圆半径，则运动副全反力R 21应是图中 所示作用线。 图1 M d Q A B C D R 21 ρ 1 2
p n p p = ．一对平行轴斜齿轮传动，其传动比 。 21v v z z B ．ω1a r D ．
）判断在用齿条型刀具加工这 0.013779 0.014904 0.016092 0.017345 0.018665 0.020054
武汉理工 机械原理考研试题及答案
武汉理工大学考研教育课程考试复习题及参考答案 机械原理 一、填空题： 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2.同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 4.机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 8.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程 作运动。 10.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。 11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 13.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。 14.铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。 15.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。 16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。 17.机械发生自锁时，其机械效率。 18.刚性转子的动平衡的条件是。 19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。 20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。 24.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。 25.平面低副具有个约束，个自由度。
考研机械原理复试
1. 步进电动机的原理 答：步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。通常电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。 2. 间歇机构和间歇机构的原理 答：有些机械需要其构件周期地运动和停歇。能够将原动件的连续转动转变为从动件周期性运动和停歇的机构，称为间歇运动机构。例如牛头刨床工作台的横向进给运动，电影放映机的送片运动等都用有间歇运动机构。常见的间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构、连杆机构和不完全齿轮机构。间歇运动机构可分为单向运动和往复运动两类。凸轮机构、平面连杆机构、不完全齿轮、槽轮机构、棘轮机构、双向棘爪机构。 3. 三极管的工作原理 答: 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管,晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件?其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。 晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP 两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，（其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。 对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。 当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。 在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）及基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给，从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得： Ie=Ib+Ic 这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即： β1=Ic/Ib
最新北航机械原理四齿轮设计
北航机械原理四齿轮 设计
215．在渐开线齿轮设计中为使机构结构尺寸紧凑，确定采用齿数z=12的齿轮。试问： (1)若用标准齿条刀具范成法切制z=12的直齿圆柱标准齿轮将会发生什么现象？为什么？(要求画出几何关系图，无需理论证明。) (2)为了避免上述现象，范成法切制z=12的直齿圆柱齿轮应采取什么措施？ (3)范成法切制z=12， β=30?的斜齿圆柱齿轮，会不会产生根切？ 216．已知齿条刀具的参数：mm，，，。用范成法加工一对直齿圆柱外齿轮A、B。A轮齿数，变位系数 ；B轮齿数，变位系数。试问： (1)加工时，与两齿轮分度圆作纯滚动的刀具节线是否相同，为什么？加工出来的两轮齿廓曲线形状与不变位加工出来的齿廓曲线是否对应相同？ (2)两轮按无侧隙安装时，中心距，顶隙c和啮合角各为多少？ (3)两轮的分度圆齿厚S和齿全高h各为多少？ 217．已知一对渐开线直齿圆柱齿轮参数如下：mm，，。试问： (1)要求这对齿轮无根切且实现无侧隙啮合，应采取何种类型传动？ (2)若要求该对齿轮的中心距为103mm，能使两齿轮均不产生根切吗？ 提示： 218．有一回归轮系(即输入轴1与输出轴3共线)，已知, , ，。各轮的压力角α=20?，模数m=2mm，=1，=0.25。问为保证中心距最小，而且各轮又不产生根切应采用哪种变位传动方案？说明理由并写出各轮变位系数x的大小。
219．若一对直齿圆柱齿轮传动的重合度=1.34,试说明若以啮合点移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区域，并标明区域长度与的关系。 220．图示为一渐开线AK ，基圆半径=20mm，K点向径=35mm。试画点处渐开线的法线，并计算K点处渐开线的曲率半径。 出K
考研机械原理自己总结
机构的结构分析 1）平面运动副的最大约束数为 5 ，最小约束数为 1 。 2）平面机构中若引入一高副将带入 1 个约束，而引入一个低副将带入 2 个约束。 3）机构具有确定运动的条件. 1）机构自由度F ≥1 2）机构原动件的数目等于机构的自由度数目 4）何谓复合铰链、局部自由度和虚约束？在计算机构自由度时应如何处理？相关知识 5）杆组具有什么特点?如何确定杆组的级别和机构的级别？选择不同的原动件对机构级别有无影响？ 4）试计算图4所示凸轮-连杆组合机构的自由度。 图4解：由图4可知，B,E两处的滚子转动为局部自由度，即F'=2；而虚约束p'=0。机构中，n=7,P L=8(C、F处虽各有两处接触，但都各算一个移动副），P h=2,于是由自由度计算公式得 F=3n-(2p l+p h-p')-F'=3×7-(2×8+2-0)-2=1 这里应注意：该机构在D处虽存在轨迹重合的问题，但由于D处相铰接的双滑块为一个Ⅱ级杆组，未引入约束，故机构不存在虚约束。 如果将相铰接的双滑块改为相固联的十字滑块时，则该机构就存在一个虚约束或变成含一个公共约束m=4的闭环机构了。 5）在图5所示机构中，A B EF CD,试计算其自由度 图5解：由题意知，此平面机构A BCDEF具有特定的几何条件，故为平行四边形机构，由构件EF 及转动副E、F引入的一个约束为虚约束；G处的滚子转动为局部自由度；C处为复合铰链；G 及I处均为两构件在两处接触的高副，因过两接触线的公法线重合，故G、I处各只算一个高副。 解法1：如果去掉机构中虚约束和局部自由度，则n=6,P l=7,pP=2,并由自由度计算公式得：F=3n-2p l-p h=3×6-2×7-2=2 解法2：由机构简图知，n=8,p l=10,p h=2,p'=1,F'=1,
考研机械原理模拟试题及参考答案(一).pdf
硕士研究生入学考试机械原理模拟试题（一） 一、简答题（25分，每题5分） 1、何为三心定理？ 2、铰链四杆机构中曲柄摇杆机构的条件是什么？ 3、在凸轮机构中从动件常用运动规律有哪些？各有何冲击？ 4、渐开线斜齿圆柱齿轮当量齿数齿轮Z V的用途是什么？ 5、刚性回转件的平衡有哪些？其平衡条件是什么？ 二、完成下列各题（共５３分） １．（８分）计算如图所示发动机配气机构的自由度。若有复合铰链，虚约束，局部自由度，直接在题图中标出． ２．（９分）计算如图所示机构的瞬心数，并在图在找出所有的瞬心．
３．（１０分）图示薄盘钢制凸轮，已知重量为8N，重心S与回转轴心0点之距e=2mm，凸轮厚度δ=10mm，钢的重度γ=7.8×10-5N/mm3，拟在R=30mm 的圆周上钻三个半径相同的孔(位置如图所示)使凸轮轴平衡，试求所钻孔的直径d。 ４．（９分）一对外啮合的斜齿圆柱齿轮传动(正常齿制)，已知：m=4mm，z1=24，z2=48， a=150 mm。试求： （１）螺旋角β； （２）两轮的分度圆直径d1，d2； （３）两轮的齿顶圆直径d a1，d a2；
５．（９分）如图所示铰链四杆机构中，已知L AB =30，L BC =110，L CD =80，L AD =120，构件1(AB)为原动件。 （1）判断构件1能否成为曲柄； （2）用作图法求出构件3的最大摆角ψ max ; （3）用作图法求出最小传动角γ min ； （4）当分别固定构件a ，b ，c ，d 时，各获得何种机构？ ６．（８分）图示为某机械以主轴为等效构件时，其等效驱动力矩在一个工作周期中的变化规律。设主轴转速n =1500r/min ，等效阻力矩M r 为常数，要求系统的速度波动系数为δ≤0.05，忽略机械中其余构件的等效转动惯量，试确定系统的最大盈亏功?Ｗmax ，并计算安装在主轴上的飞轮转动惯量。 5000 500 D
上海交通大学809机械原理与设计考研资料及历年真题笔记解析参考书目
上海交通大学机械与动力工程学院 2013年招收硕士研究生复试分数线和复试通知 一、复试分数线 凡第一志愿报考我院，同时初试成绩满足如下分数线的考生均已取得我院的复试资格，请按时到我院参加复试。（复试名单见附件） 序号专业复试分数线 1学术型：（0802）机械工程一级学科（下设的所有方向， 含工业工程）、（0807）动力工程及工程热物理一级学科 （下设的所有方向） 总分：350； 单科：政治50，英语50， 数学85，专业课85； 2专业学位型：（085201）机械工程、（085206）动力工程、（085234）车辆工程、（085236）工业工程总分：340； 单科：政治50，英语50，数学85，专业课85； 3学术型：（0827）核科学与技术（下设的所有方向）专业学位型：（085226）核能与核技术工程总分：330 单科：政治50，英语50，数学85，专业课85； 4 少民计划考生的分数线参照学校研究生院分数线，达线的考生全部可以参加复试。2013上海交大809机械原理与设计考研资料 注：本套超全版资料包含2本上海交大机械指定教材+教辅+全套复习资料； 1、上海交大<机械原理与设计809>指定参考书李国柱（此书绝版，高清扫描打印版） 2、机械原理(第二版) 邹慧君张春林李杞仪主编高等教育出版社正版：原价45元！ 最近发现淘宝上有人倒卖本店的上海交大机械的资料，然后用低价销售！课时本店后续还会陆续推出大量的新资料的，资料一时半会可以倒卖，课时内部最新的资料以及良好的服务却无法复制，本店和研究生签约今年要开上海交大机械的专业课考研辅导班，到时候可以获得很多内部最新的资料和内部资源！订购资料的同学，想要报辅导班的同学也可以优惠，同学们不要购买外面不良商贩的资料，他们的资料基本上不能更新！更别说内部资料了，而且复印效果会很差！影响复习心情，最后影响复习结果！ 3、机械原理学习指导与习题选解，邹慧君（上海交大指定用书配套的教辅，非常珍贵，本店独家更新！复印版倒卖者没有这项）
机械原理考研真题(含答案)
得。＾ 口o X X大学2012年硕士学位研究生招生考试试题 科目名称：机械原理 答题要求：1. 答题一律做在答题纸上，做在本试卷上无效 2.考试时间180分钟 3.本试卷不得带出考场，违者作零分处理 (20分）填空题 (1)运动副与一般的刚性连接的根本区别在于 (2)从约束数目看，个平面高副相当于一个平面低副。 (3)某构件若已知某两点的速度和加速度，则其余点的速度和加速度可利用法求 (4)在一个六杆机构中，绝对瞬心有个。 (5)某连杆机构极位夹角为30°'若输出件工作行程需时7s,则空回行程需时 s。 (6)在凸轮机构从动件常用的多项式运动规律中，规律存在柔性冲击。 (7)在滑块行程较的曲柄滑块机构中，往往将曲柄做成偏心轮。 (8)棘轮机构能将主动件的运动变换成从动件的单向间歇运动。 (9)凡是反行程能够自锁的蜗杆蜗轮机构，其正行程的啃合效率必定较 (10)在曲柄摇杆机构的四个杆件中，必定是最短杆。 二、(10分）选择题 (l)一对渐开线齿轮实际啃合线的长度与两齿轮的（）大小直接有关。 A齿根圆 B. 节圆C齿顶圆 (2)一对斜齿圆柱齿轮的重合度等于5.3, 则表明该对齿轮传动中有（ A. 3 -4 B. 4 -5 C. 5 -6 (3)一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，其中心距（）两节圆半径之和。 A不一定等于B一定等于C不等于 (4)减少渐开线斜齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数的措施之一是()。 A增大模数B增大螺旋角C.增大齿顶高系数 (5)提高渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度的措施之一是()。 A.增大模数B增大齿数C.增大咽合角 。 ）齿同时啃
度。 第12章 考研真题试卷II ?竺L _、(15分）是非题（正确的用"../"'错误的用"X"表示） (I )零件是机械中的最小运动单元。（ ）(2)连杆机构的死点是压力角等于90°的位置。（） (3)自由度为零的构件组称为基本杆组。（）(4)机构中的虚约束在制造精度达不到要求时会成为实约束，使机构卡死。( )(5)一个模数、齿数都和标准齿轮相同的变位齿轮，其分度圆直径和标准齿轮不同。 ） (6)轮系分为定轴轮系和行星轮系两大类。（ ）(7)内齿轮的齿顶圆直径比分度圆直径小。() (8)齿条的齿廓是各点曲率半径为无穷大的渐开线。( )(9)速度瞬心是两构件绝对速度等于零的重合点。（ (IO)减小凸轮机构的滚子半径有利于减小机构压力角。( (I I )按标准中心距安装的齿轮称为标准齿轮。（） (12)双摇杆机构中不存在周转副。()(13)机构如果发生自锁，无论驱动力的值如何增大，机构都无法运动。（）(14)渐开线齿廓上各点的压力角都等于20°。() (15)凸轮从动件以等速运动规律运动时，存在无穷大的加速度。（ 四、(10分）计算图1所示机构的自由度。如有复合较链、局部自由度、虚约束需说明。 DE ff F e f!l-fl 图1 五、(IO 分）将图2所示杆组组合成两种形式的六杆机构（画出机构简图），并计算自由? ＼一 图2六、(15分）已知－摆动导杆机构（图3)'已知L .8== 100mm, l 8c == 60mm, AB连线为铅垂线，曲柄以匀角速度顺时针方向转动。 (])以长度比例尺Jl,1=2(二）作该机构的极限位置图，并求极位夹角0。
2019机械原理研究生考试大纲
2019年南理工机械原理研究生考试大纲 一、复习参考书 1、机械设计基础（上）. 王华坤、范元勋编，兵器工业出版社，2001.8 2、机械原理. 郑文伟等. 高等教育出版社. 7版 二、复习要点 第一章绪论 1．机械原理的研究对象，机械、机器、机构 2．机械原理课程的内容 3．机械原理课程的地位与作用 第二章平面机械结构分析 1．研究机构结构分析的目的 2．平面运动副及其分类 3．平面机构运动简图 4．平面机构的自由度 重点：平面机构自由度的计算 第三章平面机构的运动分析 1．研究机构运动分析的目的和方法 2．速度瞬心法及其在机构速度分析上的应用 3．用相对运动图解法对机构进行运动分析 重点：瞬心法、相对运动图解法对机构进行运动分析 第四章平面连杆机构及其设计 1．平面连杆机构的应用及其设计的基本问题 2．平面四杆机构的基本型式及其演化 3．平面四杆机构的主要工作特征；有存在曲柄条件、行程速度变化系数、压力角、传动角、死点 4．平面四杆机构的图解法设计 重点：平面四杆机构的工作特征，压力角、传动角、行程速度变化系数的
概念与计算 第五章凸轮机构及其设计 1．凸轮机构的应用和分类 2．从动件常用运动规律及其运动特征 3．按给定运动规律设计凸轮轮廓——图解法 4．凸轮机构的基本尺寸的确定，压力角与基圆半径的关系，滚子半径选择重点：凸轮轮廓的图解法设计，压力角与基圆半径的关系 第六章齿轮机构及其设计 1．齿轮机构的应用和分类 2．平面齿轮机构的齿廓啮合基本定律 3．圆的渐开线及其性质 4．渐开线齿廓的啮合及其特点 5．渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸 6．渐开线直齿圆柱齿轮传动的啮合过程和正确啮合条件，齿轮的安装 7．渐开线齿轮传动的重合度 8．渐开线齿轮传动的无侧隙啮合 9．渐开线齿廓的切削加工原理 10．渐开线齿廓的根切，标准齿轮不发生根切的条件，齿轮的变位 11．变位齿轮传动，无侧隙啮合方程 12．平行轴斜齿圆柱齿轮 13．蜗杆蜗轮传动 14．锥齿轮机构 重点：直齿圆柱齿轮的传动原理及传动计算，尺寸计算，重合度计算，变位齿轮原理 第七章轮系及其设计 1．轮系及其分类 2．定轴轮系传动比计算与应用 3．周转轮系的传动比计算与应用 4．复合轮系的传动比与应用 重点：复合轮系的传动比计算
机械原理考研真题(A卷)
姓名： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题 2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称：机械原理（■A 卷□B 卷）科目代码：819 考试时间：3小时 满分 150 分 可使用的常用工具：□无 √计算器 √直尺 √圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。 一、单项选择题（本大题10小题，每题2分，共20分，错选、多选均无分） 1．对于机构，下面说法错误的是_____。 A. 由一系列人为的运动单元组成 B. 各单元之间有确定的相对运动 C. 是由构件组成的系统 D. 可以完成机械功或机械能转换 2．平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角的关系为_____。 A ．互余 B ．互补 C ．相等 D ．没关系 3．一对齿轮啮合过程中，下面关于节圆的说法错误的是 。 A ．始终相切 B ．始终通过节点 C ．始终和分度圆重合 D ．随中心距增大而增大 4．生产工艺要求某机构将输入的匀速单向运动，转变为按照正玄规律变化的移动输出，一种可供选择的机构是 。 A ．齿轮齿条机构 B.直动滚子从动件盘形凸轮机构 C.偏置曲柄滑块机构 D.摆动导杆机构 5．图1示转动副在驱动力矩M d 的作用下等速转动，Q 为径向载荷，ρ为摩擦圆半径，则运动副全反力R 21应是图中 所示作用线。 图1 M d Q A B C D R 21 ρ 1 2
p n p p = ．一对平行轴斜齿轮传动，其传动比 。 21v v z z B ．ω1a r D ．
）判断在用齿条型刀具加工这 0.013779 0.014904 0.016092 0.017345 0.018665 0.020054
机械原理考研试题(doc 8页)
机械原理考研试题(doc 8页)
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8、重合度大于等于1时两直齿圆柱齿轮才能正确啮合。（） 9、当驱动力矩Md下降，阻抗力矩Mr上升时，机器的动能必然减小. （） 10、经过动平衡的转子不需要进行静平衡了。（） 二．填空题（每空1分共13分） 1、平面机构具有确定运动的条件是_________________________________________ _。 2、当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在______________________________处； 组成移动副时，在_________________________________________ _________处。 3、转子静平衡的目的是_________________________________________ _________， 而动平衡的目的是_________________________________________ ____________。 4、平面高副的约束数为____________________，自由度为_____________________。 5、对于周期性速度波动，通常采用____________________________调速。 6、某直齿圆柱齿轮机构，已知m=2mm，z1=18，z2=31，ha*=1，α=20°，安装中心 距为50mm时，啮合角为____________________。顶隙为___________________。 7、渐开线在基圆上的压力角等于_________________________________________ _。