机械原理考试复习提纲

机械原理复习

绪论部分

基本内容：

1．机械系统的概念及其组成；

2．运动副：

低副：通过面接触的运动副，如转动副、移动副。

高副：通过点或线接触的运动副，如齿轮副、凸轮副。

3．机器、机构及其作用

典型考题：

1．由机械原理知识可知，手表应属于___A___。

A 机器

B 机构C通用零件 D 专用零件

2. ____ B _是构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元。

A．机器B．零件C．构件D．机构。

3．平面运动副按其接触特性，可分为___B___。

A移动副与高副 B 低副与高副 C 转动副与高副 D 转动副与移动副

4. 机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间 B 产生相对运动。

A．可以 B．不能 C．不一定能

5 ．机构是由构件和零件两个要素组成。（运动副）（F ）6．运动副是机构中两构件直接接触的可动联接。（T ）第一章：平面机构具有确定运动的条件

基本内容：

1．平面机构具有确定运动的条件

（1）可动性；（2）机构原动件的数目必须等于机构的自由度数目。

2．机构自由度的计算（主要要考虑复合铰链、局部自由度、虚约束）。

典型考题：

概念题

1、机构的自由度就是构件的自由度。 (F )

2、一切自由度不为1的机构，其各构件之间的相对运动是不确定的。( T )

不具有确定的运动

n ＝ 7，P

L ＝ 9;P

h

=2

F = 3n－2P

L - P

h

＝ 3×7－2×9-2 ＝ 1

B处为局部自由度；E处虚约束; H处为复合铰链具有确定的运动

n ＝ 6，P

L ＝ 8;P

h

=1

F = 3n－2P

L - P

h

＝ 3×6－2×8-1＝ 1

B处为局部自由度；DE、J处虚约束; H处为复合铰链具有确定的运动

n ＝ 5，P

L ＝ 6;P

h

=2

F = 3n－2P

L - P

h

＝ 3×5－2×6-2 ＝ 1

具有确定的运动

n ＝ 4，P

L ＝ 4;P

h

=2

F = 3n－2P

L - P

h

＝ 3×4－2×4-2 ＝ 2

具有确定的运动,如果在凸轮上再给一个输入作为原动件,可以使系统具有确定的运动.

第二章平面连杆机构

基本内容：

1．四杆机构的基本形式

2．判断四杆机构的类型和方法；

3．平面四杆机构具有急回特性的条件；

4．最小传动角的计算，学会判断曲柄的转向；

5．机构的“死点”问题；

5．平面机构的设计，重点按行程速度变化系数设计。

典型考题：

概念题

1．铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦情况下连杆作用于__D_上的力与该力作用点速度间所夹的锐角。

A主动件 B ..连架杆 C 机架 D 从动件

2．与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是__B____。

A惯性力难以平衡 B 点、线接触，易磨损

C设计较为复杂D不能实现间歇运动

3. 曲柄摇杆机构的死点发生在__ C ___ 位置。（在曲柄为从动件情况下P42）

A．主动杆与摇杆共线B．主动杆与机架共线

C．从动杆与连杆共线D．从动杆与机架共线

4．偏心轮机构是由铰链四杆机构_ A ____ 演化而来的。

A．扩大转动副B．取不同的构件为机架

C．化转动副为移动副D．化低副为高副

8、铰链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆之和，而充分条件是取 A 为机架。

A．最短杆或最短杆相邻边 B．最长杆； C．最短杆的对边。

3、偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。 (T )

4、在四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得到双摇杆机构。 (T )

，__

（a）、

（b ）、（c ）、三种机构哪个机构的压力角为常数？

计算题：

一、在曲柄摇杆机构中，曲柄为主动件，转速1n =60rpm ，且已知曲柄长AB l =50mm ，

连杆长BC l =70mm ，摇杆长CD l =80mm ，机架长AD l =90mm ，要求摇杆工作行程的平均角速度小于空回行程的平均角速度，

（1） 按比例作出机构简图；

（2） 用作图法求出摇杆的极限位置、极位夹角 ，并进而求出行程比系数K ； （3） 在图上标出满足摇杆有急回特性的曲柄和摇杆的工作行程方向； （4） 摇杆的工作行程需要多少时间？

二、已知曲柄摇杆机构ABCD 的摇杆长50CD L mm =，其摆角o 45ψ=，摇杆的左极限位置为铅垂位置，固定铰链A 、D 同在水平线上，行程速比系数 1.4K =，

（1） 试用图解法确定机架AD 、曲柄AB 及连杆BC 的长度；

（2） 若摇杆CD 以顺时针方向摆动为工作行程，为了保证摇杆CD 回程速度比工作

行程速度快，试确定曲柄AB 的合理转动方向？

（注意：题二图为示意图）

三、已知一偏置曲柄滑块机构，主动件曲柄AB顺时针回转，滑块C向左为工作行程，行程速比系数K＝1.1，滑块行程S＝40mm，偏距e＝10mm，

1.试合理确定其偏置方位，用图解法设计该机构，求出曲柄AB、连杆BC，并画出机构

草图。

2.试用解析法求其非工作行程时机构的最大压力角αmax

3.当滑块C为主动件时，画出机构的死点位置

四、机构传动出现的“死点”对设计人员来说是个棘手的问题，试分析以下图示机构

（1）哪个构件为主动件时机构会出现死点；

（2）图示机构是如何实现无死点的。

答案：(1)滑块C为主动件时机构会出现死点；（2）利用滑块C’的惯性作用可避开死点。

2．将`10kg的重物向上举升35mm后急速返回可采用何种机构？（说出机构名称即可）

答案：偏置曲柄滑块机构

第三章凸轮机构

基本内容：

1．凸论机构的基本类型

2．从动件的运动规律（四种），冲击情况，实用范围；

3．基本尺寸的计算公式，偏距的确定，基圆半径的确定；

4．凸轮轮廓曲线设计，几何法；

5．滚子从动件凸轮设计。

典型考题：

概念题

1．___C___盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。

A摆动尖顶推杆B直动滚子推杆C摆动平底推杆D摆动滚子推杆2．对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用__A____措施来解决。

A增大基圆半径 B 改用滚子从动件

C改变凸轮转向D减小基圆半径

3．在凸轮机构中，从动件作正弦加速运动规律时是会产生柔性冲击的。（F ）4．滚子从动件凸轮机构中，为了避免出现运动失真和应力集中，滚子半径应小于或等于理论轮廓曲线的最小曲率半径。（ F ）

4．滚子从动件盘形凸轮的压力角必须在实际轮廓曲线上度量。 (F )

5．所有平底直动从动件凸轮机构，其压力角均为0°。 (F )

在于

计算题：

一、图示为一偏置滚子移动从动件凸轮的初始位置，凸轮为一偏心圆盘，圆盘的几何中心（圆心）为A，凸轮转动中心为O，试直接在图上作出：

r；

（1）理论轮廓曲线及凸轮的基圆半径

b

（2）当从动件远离凸轮转动中心作为其工作行程，试标出凸轮的合理转向；简单说明为什么要取这样的转向？

90时从动件移动的位移S及该位置的机构压力角 。（注意：不用用反转法标出凸轮转过0

反转法者不得分）

二、下图所示为一偏置滚子移动从动件盘形凸轮机构。凸轮为一偏心圆盘（圆心为A，转动中心为O），试在图上作出：

r）；

（1）凸轮的理论轮廓和基圆（标明基圆半径

b

（2）该凸轮机构的初始位置机构图；

（3）当从动件远离凸轮转动中心作为其工作行程，试标出凸轮的合理转向；

（4）试标出图示位置时从动件位移s和机构压力角α，以及凸轮从初始位置转过的角度?；

（5）其他条件不变：（a）若改变凸轮转向，从动件的运动规律是否改变？为什么？

（b）若凸轮的偏距变为0，从动件的运动规律是否改变？为什么？

三、有一偏置滚子从动件盘形凸轮机构，其凸轮为一半径R＝35mm的偏心圆盘，圆盘几何中心在O点，它绕定轴A等角速度逆时针转动。OA＝15mm，滚子半径r r＝5mm，为减小从动件在工作行程中的最大压力角，采用偏置从动件，其偏距e＝10mm。

1.试按1：1画出凸轮机构。

2.若从动件远离凸轮转动中心为工作行程，试合理确定从动件的偏置方位。

3.试画出基圆，求出凸轮从最低点转过90?时从动件的位移S，并在图上标出此时的压

力角α。

第四章齿轮机构

典型考题：

概念题

1．按给定角速度传递两平行轴回转运动的一对齿轮，其齿廓应该满足的条件为：两齿廓每一瞬时接触点的__公法线__必须通过___两回转中心连线上的__给定的

点，这一定点为_节点___。

2． 渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角 ___

B __。

A ．加大

B ．不变

C ．减小

D ．不能确定 3． 用齿条型刀具加工αn =20° 、,h a *n =1、β=30°的斜齿圆柱齿轮时不产生根

切的最少数是________。

A ．17

B ．14

C ．12

D ．18 4． 渐开线在____ B __上的压力角、曲率半径最小。

A ．根圆

B ．基圆

C ．分度圆

D ．齿顶圆 5． 两渐开线齿轮的齿形相同，则___ A ___

A ．它们的模数一定相等

B ．它们一定满足正确啮合条件

C ．它们的基圆的压力角一定相等 6． 在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，齿廓接触处所受的法向作用力方向_____

C ____。

A.不断变化

B. 不能确定

C.保持不变 7． 直齿锥齿轮的标准模数和标准压力角在__C____上。 A 端面 B 轴面 C 大端 D 小端

8． 渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与__B____的比值。 A 齿距 B 基圆齿距 C 齿厚 D 齿槽宽

9． 渐开线标准齿轮是指m 、α、h *a 、c *均为标准值，且分度圆齿厚__C____齿槽宽的齿轮。

A 小于

B 大于

C 等于

D 小于且等于

10． 无论是标准齿轮与齿条啮合，还是变位齿轮与齿条啮合，齿条的速度都等于齿轮分度圆的圆周速度。 （T ） 11． 斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两轮模数相等，两轮压力角相等。（ F ） 12． 渐开线齿廓上各点具有不同的压力角，离开基圆愈远，压力角愈小。 （ F ）

计算题：

一、一对正确安装的外啮合渐开线标准直圆柱齿轮，齿数1Z =19，2Z =42，模数m=5mm ，压力角α=0

20，齿高系数*a h =1，*

C =0.25，

（1）试计算这对齿轮的基圆半径1b r 、2b r ；齿顶圆半径1a r 、2a r ；节圆半径'1r 、'2r 及

标准中心距a ；

（2）若这对齿轮的安装中心距'

a 比标准中心距a 加大2mm ，求其节圆半径'1r 、'2r ; 啮

合角'

α及顶隙c ；并用作图法求出实际啮合线的长度，进而求出重合度a ε。（18分）

二、在下图所示的齿轮机构中，已知各直齿圆柱齿轮模数2m mm =，齿数

'122315,32,18,30Z Z Z Z ====，压力角20α= ，齿顶高系数1a h *

=，顶隙系数

0.25C *=。

（1） 齿轮'

2、3为标准齿轮传动，试计算这对齿轮的分度圆直径'2d 、3d ；基圆直

径2b d '、3b d ；齿顶直径2a d '、3a d ；齿根圆直径2f d '、3f d ；

（2） 要求齿轮1、3的轴线重合，齿轮1、2应选什么传动类型？

（3） 若齿轮1、2改为斜齿轮传动来凑中心距，当齿数、模数不变时，斜齿轮的螺旋

角为多少？ （4） 当用范成法来加工齿数115z =的斜齿轮1时，是否会产生根切？说明理由。

三、采用标准齿轮条刀加工渐开线直齿圆柱齿轮。已知刀具齿形角α＝20?，齿距为4π mm，加工时刀具移动速度v＝60mm/s，齿坯转动角速度ω＝1 rad/s。

1．试求被加工齿轮的参数：模数m、压力角α、齿数z，分度圆直径d、基圆直径d b、齿根圆直径d f 。

2．如果刀具中线与齿轮毛坯轴心的距离为L＝58mm，被这样加工出来的齿轮是正变位还是负变位齿轮，变位系数是多少？分度圆齿厚S是多少？

四、已知斜齿轮传动齿数Z1＝20，Z2＝40，模数m n＝8mm，压力角α＝20?，齿宽B＝30mm，

中心距a＝250mm，试求其螺旋角β。

五、

1．已知一对标准齿轮 z 1=24，z 2=96，m =4mm ，α=20°，h a *=1，c *=0.25。 1）试计算大小齿轮的分度圆直径 d 1，d 2；齿顶圆直径d a1，d a2, 并用图解法求出重合度ε。

2）若这对齿轮使用日久磨损严重需要修复，按磨损情况，拟将小齿轮报废，重新制作小齿轮，而大齿轮进行修复，已知修复后的大齿轮的齿顶圆要减小4mm ，试确定这对齿轮修复时的变位系数x 1,x 2. 答案：

（1）齿顶圆直径 d a1,= 104mm d a2 = 392 mm （2）等移距变位；大齿轮负变位；小齿轮正变位 变位系数 x 2 ; d a2= zm + 2 h a * m = 392mm

-2x 2m = 4 x 2 = - 0.5 mm x 1 = 0.5 mm

2.某传动装置采用一对标准直齿圆柱齿轮，齿轮参数z 1 = 20，z 2 = 54，

m = 4mm ，加工时误将箱体孔距镗大为a' ＝150mm ，齿轮尚末加工。

当采用斜齿圆柱齿轮进行补救时，求出其螺旋角β。

答案： 将齿轮改为斜齿轮，使中心距等于：

150)cos 2/()5420(4)cos 2/()(21=+?=+='ββz z m a mm

9867.0150/148/cos =='=a a β

第五章 齿轮系

一、 在

图

示

轮

系

中

，

已

知

各

轮

齿

数

为

'

'12233440,3050,40,50,20,

Z Z Z Z Z Z ======，57

0,

Z =''5180,80,Z Z ==轮1 的转速1100n rpm =(转向如图)。

（1）

指出此复合轮系是由哪几个单一轮系组成； （2）

计算转臂H 的转速大小和转向。

二、如图所示的轮系，已知各轮齿数分别为：'

1223413,52,20,85,45Z Z Z Z Z =====,

5566720,'16,48,'18,36Z Z Z Z Z =====，轮1的转速1100n rpm =，转向如图。

（1） 分析该轮系由哪些基本轮系组成的？

（2） 求齿轮7的转速大小及转向。

六、在图示的脚踏车里程表的机构中，C为车轮轴，已知各轮齿数为z1=20，z2=100，z3=120，z4=12，z4' =30，z5=100。当n c=15 r/min时，试求表上的指针P 的转速n P 。

答案：

(1) 3，4，，4‘， 5，H（2）为行星轮系：1，2 为定轴轮系

(2) i H53=n5- n H/n3-n H = 3；

n2= n H; n3=0 ；i12=n1/n2 = 5n2 = 31

n P= 6 rpm

n P与n1同向

第六章间歇运动

1. 在单向间歇运动机构中，___A___的间歇回转角在较大的范围内可以调节。

A槽轮机构B不完全齿轮机构C棘轮机构D蜗杆凸轮式间歇运动机构

2. 已知一槽轮机构的槽数Z=6，拨盘的圆销数K=2，求槽轮的运动系数 ，若主动拨盘的转速为30r/min，求在一个运动循环中槽轮的运动时间。