机械原理复习2
机械原理复习题第2章机构的结构分析
4
ω1 1
5 3
2
2
题9图
• • • •
解： F=3n－（2pL＋pH）=3×4－2×6=0 或F=3n－（2pL＋pH－p'）－F′ =3×4－（2×7＋0－2）－0=0 此方案有结构组成原理的错误。因为它 的自由度为零，不能运动。 • 修改方案如答图a、b所示。
• 例题2 图示为毛纺设备洗毛机中所采用的双 重偏心轮机构，偏心轮1可以在偏心轮2中相 对转动，偏心轮2可以在构件3的圆环中相对 转动。⑴试绘制其在图示位置时的机构运动 简图；⑵当以偏心盘1为原动件时，该机构是 否有确定的运动？
B 3 3 1 O A B
2
O΄
O 1 2 A
O΄
题2图
题答图
• 解 在绘制机构运动简图时，首先必须搞清 机构的组成及运动传递情况。在图示机构中， 偏心盘1为原动件，其与机架构成转动副A； 偏心盘1与偏心盘2构成转动副O；偏心盘2 与带环的构件3构成转动副O΄；构件3与机 架组成转动副B。 • 根据上述分析，再选定一适当的比例尺和视 图平面，并依次定出各转动副的位置。就不 难画出其机构运动简图，如答图所示。
O 1 A
O A 1 2
3 B 题4图
4
2
3
B
题答图
• 解 在绘制机构运动简图时，首先必须搞
清机构的组成及运动传递情况。在图示
机构中，偏心盘1为原动件，其与机架4
构成转动副O；偏心盘1与构件2构成转
动副A；构件2与滑块3构成转动副B；滑
块3与机架4组成移动副，其相对移动方
向沿OB方向。
• 根据上述分析，再选定一适当的比例尺和 视图平面，并依次定出各转动副的位置和 移动副导路的方位。就不难画出其机构运 动简图，如答图所示。 • 由于该机构具有3个活动构件、3个转动副 和1个移动副，没有高副，没有局部自由 度和虚约束，故机构的自由度为 O1 A • F=3n－（2pL＋pH） OA 2 • =3×3－（2×4＋0） 1 2 3B • =1
机械原理复习题2
一、计算自由度（8分）二、图示机构中各构件的尺寸及ω1均为已知，试按任意比例定性画其速度图，并且：1)求图示位置时的V C、V D4和ω4；2)分析图示位置时αk d4d2的方向；（10分）三、图示的铰链四杆机构，已知各铰链处的摩擦圆如虚线所示，驱动力矩为M d ,阻抗力为Q，试画出图示位置时带摩擦圆转动副中总反力的作用线和方向。
（5分）四、如图所示凸轮机构，要求：1)画出凸轮的基圆2)画出从升程开始到图示位置时推杆的位移s，相对应的凸轮转角φ，B点的压力角α；（8分）五、计算题在图示机构中，已知各直齿圆柱齿轮模数均为m=2mm，z1 =15，z2=32，z2´=20，z3 =30，要求齿轮1、3同轴线。
试问：1)齿轮1、2和齿轮2´、3应选什麽传动类型最好？为什麽？2)齿轮1、2改变为斜齿轮传动来凑中心距，当齿数不变，模数不变时，斜齿轮的螺旋角为多少？3)若用范成法来加工齿数z1=15的斜齿轮1时，是否会产生根切？（14分）七、简答题：（20分）1.转动副的自锁条件是什麽？螺旋副的自锁条件是什麽？2.在曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，为什麽？3.若凸轮是以逆时针转动，采用偏置直动推杆时，推杆的导路应偏置于回转中心的哪一侧较合理？为什麽？4.外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是什麽？5.变位齿轮的分度圆、基圆、周节和基节大小都发生变化了吗？为什麽？6.压力角为15º的齿条（模数可为非标准值）能否与压力角为20º（标准模数）的齿轮正确啮合？为什麽？7.i H GK是不是周转轮系中G、K两轮的传动比？为什麽？8.槽轮机构运动特性系数k的取值范围是什麽？9. 双万向铰链机构传动比恒为1的条件是什麽？10. 什麽是机构稳定运转状态下的周期性速度波动，如何进行调节？一． 选择与填空（本题共12小题，选择题每小题2分，填空题每空1分，满分27分） （1）设图示回转体的材料均匀，制造精确，安装正确，当它绕AA 轴线回转时是处于 状态。
机械原理复习题2.
一、计算自由度（8分）二、图示机构中各构件的尺寸及ω1均为已知，试按任意比例定性画其速度图，并且：1)求图示位置时的V C、V D4和ω4；2)分析图示位置时αk d4d2的方向；（10分）三、图示的铰链四杆机构，已知各铰链处的摩擦圆如虚线所示，驱动力矩为M d ,阻抗力为Q，试画出图示位置时带摩擦圆转动副中总反力的作用线和方向。
（5分）四、如图所示凸轮机构，要求：1)画出凸轮的基圆2)画出从升程开始到图示位置时推杆的位移s，相对应的凸轮转角φ，B点的压力角α；（8分）五、计算题在图示机构中，已知各直齿圆柱齿轮模数均为m=2mm，z1 =15，z2=32，z2´=20，z3 =30，要求齿轮1、3同轴线。
试问：1)齿轮1、2和齿轮2´、3应选什麽传动类型最好？为什麽？2)齿轮1、2改变为斜齿轮传动来凑中心距，当齿数不变，模数不变时，斜齿轮的螺旋角为多少？3)若用范成法来加工齿数z1=15的斜齿轮1时，是否会产生根切？（14分）七、简答题：（20分）1.转动副的自锁条件是什麽？螺旋副的自锁条件是什麽？2.在曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，为什麽？3.若凸轮是以逆时针转动，采用偏置直动推杆时，推杆的导路应偏置于回转中心的哪一侧较合理？为什麽？4.外啮合斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是什麽？5.变位齿轮的分度圆、基圆、周节和基节大小都发生变化了吗？为什麽？6.压力角为15º的齿条（模数可为非标准值）能否与压力角为20º（标准模数）的齿轮正确啮合？为什麽？7.i H GK是不是周转轮系中G、K两轮的传动比？为什麽？8.槽轮机构运动特性系数k的取值范围是什麽？9. 双万向铰链机构传动比恒为1的条件是什麽？10. 什麽是机构稳定运转状态下的周期性速度波动，如何进行调节？一． 选择与填空（本题共12小题，选择题每小题2分，填空题每空1分，满分27分） （1）设图示回转体的材料均匀，制造精确，安装正确，当它绕AA 轴线回转时是处于 状态。
机械原理复习题及解答 (2)
《机械原理》复习题一.填空题:1两构件通过点、线接触而构成的运动副称为( 高副 )；两构件通过面接触构成的运动副称为( 低副 )。
2在其它条件相同时，槽面摩擦大于平面摩擦，其原因是( 正压力分布不均 )。
3设螺纹的升角为λ，接触面的当量摩擦系数为（ fv ）,则螺旋副自锁的条件为（ v arctgf ≤λ ）。
4 对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角γ为（ 90度 ）。
5 曲柄滑块机构是改变曲柄摇杆机构中的( 摇杆长度和形状 )而形成的。
在曲柄滑块机构中改变( 曲柄 )而形成偏心轮机构。
在曲柄滑块机构中以( 曲柄 )作机架而得到回转导杆机构。
6 用飞轮进行调速时，若其他条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯量越( 大 )，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，最好将飞轮安装在机械的( 高速 )轴上。
7 内啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是( 模数和压力角应分别相等且螺旋角相同 ); 8一对斜齿圆柱齿轮传动的重合度由( 端面重合度，轴向重合度 )两部分组成,斜齿轮的当量齿轮是指( 以法向压力角为压力角，以法向模数为模数作的 )的直齿轮;9、3个彼此作平面平行运动的构件间共有( 3 )个速度瞬心,这几个瞬心必定位于( 同一条直线上 )上;10、含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有( 15 )个,其中有( 5 )个是绝对瞬心,有( 10 )个是相对瞬心;11周期性速度波动和非周期性速度波动的调节方法分别为( 安装飞轮 )和( 使用电动机，使等效的驱动力矩和等效阻力矩彼此相互适应 );12 在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中( 一次多项式 ) 运动规律有刚性冲击, ( 二次多项式 ) 运动规律有柔性冲击; ( 正弦 ) 运动规律无冲击;13 凸轮的基圆半径是指( 凸轮回转轴心 )至 ( 凸轮 )最小半径。
14在设计凸轮机构时，凸轮的基圆半径取得越 小 ，所设计的机构就越紧凑，但是压力角越 大 ，使机构的工作情况变坏。
机械原理复习试题及答案
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原动件数目。
2.同一构件上各点的速度多边形必相似于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。
21.四杆机构的压力角和传动角互为。
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25.平面低副具有2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。
27.机械的效率公式为，当机械发生自锁时其效率为。
28.标准直齿轮经过正变位后模数，齿厚。
29.曲柄摇杆机构出现死点，是以作主动件，此时机构的角等于零。
30.为减小凸轮机构的压力角，可采取的措施有和。
31.在曲柄摇杆机构中，如果将杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作____ 运动，即得到双曲柄机构。
机械原理复习题二
机械原理复习题二一、填空题1．牛头刨床滑枕往复运动的实现是应用了平面四杆机构中的机构。
2．机构具有确定运动的条件是数目与数目相等。
3．平面四杆机构的压力角愈，传力性能愈好。
4．平面四杆机构的传动角愈，传力性能愈好。
5．有些平面四杆机构是具有急回特性的，其中两种的名称是机构、机构。
6．在平面四杆机构中，用系数表示急回运动的特性。
7．摆动导杆机构中，以曲柄为原动件时，最大压力角等于度，最小传动角等于度。
8．在摆动导杆机构中，若导杆最大摆角φ= 30°，则其行程速比系数K的值为。
9．四杆机构是否存在止点，取决于是否与共线。
10．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，只能获得机构。
11．平面四杆机构中，如果最短杆与最长杆的长度之和小于其余两杆的长度之和，最短杆为机架，这个机构叫__机构。
12．平面连杆机构急回特性系数Ｋ____１时，机构有急回特性。
13．以滑块为主动件的曲柄滑块机构有____个止点位置。
14．凸轮机构主要由、、和三个基本构件组成。
15．盘形凸轮的基圆，是指以凸轮的轮廓的值为半径所作的圆。
16.在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。
17．据凸轮的形状，凸轮可分为凸轮、凸轮和移动凸轮。
18．凸轮机构的压力角是指的运动方向和方向之间所夹的锐角。
19．在实际设计和制造中，一对渐开线外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是相等、相等、且相反。
20．在实际设计和制造中，一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是、。
21．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的连续传动条件是。
22．在标准齿轮的分度圆上，与数值相等。
23．斜齿圆柱齿轮传动的重合度比直齿圆柱齿轮传动的重合度，因而承载能力。
24．.渐开线上各点的压力角不等，向径越大，则压力角越，圆上的压力角为零。
25．单个齿轮的渐开线上任意点的法线必是圆的切线。
26．渐开线齿轮的五个基本参数是齿数、、、系数和顶隙系数。
27．我国规定齿轮标准压力角为度；模数的单位是。
机械原理总复习(总结)
机构的原动件数等于机构自由度F； • 原动件数小于机构自由度F，机构遭到破坏； • 原动件数大于机构自由度F，机构运动不确定； • 机构自由度 F 0 ，机构蜕化为刚性桁架，构件间不可能产生
相对运动。
平面机构自由度的计算
1. 机构的自由度F：机构具有确定运动时所必须给定的独立运动 参数的数目。
3. 盘形凸轮，移动凸轮，圆柱凸轮的运动特点及其内在联系（移 动凸轮可看作回转轴心在无穷远处的盘形凸轮，把移动凸轮卷 成一圆筒则为圆柱凸轮）
4. 尖顶推杆，滚子推杆（尖顶推杆的尖顶作为中心，加一圆滚子， 即得到滚子推杆），平底推杆。 理论轮廓曲线/实际轮廓曲线
5. 直动推杆（对心式或偏置式），摆动推杆 6. 根据推杆与凸轮的相对位置，推杆的运动形式，推杆的端部结
几何尺寸的计算（See pp267）
• 渐开线齿轮正确啮合的条件：两轮的模数和压力角分 别相等
齿轮的中心距和啮合角的关系： acos acos
• 一对齿轮连续传动的条件： B1B2 pb 1
5. 运动连续性：指连杆机构在运动过程中能否连续实现给定的
各个位置的问题。检查是否有错位不连续，错序不连续。
连杆机构设计的基本问题及方法
1. 设计的基本问题：
• 根据给定的运动要求 选定机构的形式；确定各构件的尺寸参数 （即各构件的长度）
• 满足一些附加条件 ：结构条件（曲柄存在），传力条件（最小传 动角），连续运动条件
3. 机构：在运动链中，若将某一构件加以固定而成为机架，则这 种运动链便成为机构。机构中的构件(表示法:see pp.19)可分为：
• 机架：被认为固定不动的构件，用来支承活动构件。 • 原动件：按给定的运动规律独立运动的构件。通常标运动方向。 • 从动件：随原动件运动的活动构件。
哈工大机械原理考研-第2章 复习思考题与习题
2.4 复习思考题与习题一、思考题1. 平面四杆机构的基本型式是什么？它有哪几种演化方法？2. 铰链四杆机构的曲柄存在条件是什么？曲柄滑块机构及导杆机构等其它四杆机构的曲柄存在条件是什么？3. 什么是连杆机构的压力角、传动角、急回运动、极位夹角、行程速比系数？连杆机构最小传动角出现在什么位置？如何计算连杆机构的最小传动角？极位夹角与行程速比系数的关系如何？“死点”在什么情况下出现？如何利用和避免“死点”位置？4. 机构运动分析包括哪些内容？对机构进行运动分析的目的是什么？什么叫速度瞬心？相对速度瞬心和绝对速度瞬心有什么区别？如何确定机构中速度瞬心的数目？什么是“三心定理”？对机构进行运动分析时，速度瞬心法的优点及局限是什么？5. 什么是Ⅰ级机构、RRR 杆组、RRP 杆组、RPR 杆组、PRP 杆组、RPP 杆组？什么是相对运动图解法及杆组法？用杆组法对连杆机构进行运动分析的依据及基本思路是什么？6. 何谓摩擦角和摩擦圆？移动副中总反力是如何决定的？何谓当量摩擦系数和当量摩擦角？机械效率的计算方法有哪些？从机械效率的观点来看，机械的自锁条件是什么？7. 平面连杆机构设计的基本问题有哪些？ “函数机构”、“轨迹机构”、“导引机构”的设计思想、方法是什么？按给定行程速比系数设计四杆机构的方法是什么？二、习题题2-1 如题2-1图所示导杆机构中，已知mm L AB 400=，偏距mm e 10=。
试问：1． 试判定机构是否具有急回特性，并说明理由。
2． 若滑块的工作行程方向朝右，试从急回特性和压力角两个方面判定图示曲柄的转向是否正确？并说明理由。
题2-2图题2-3 如题图2-3所示曲柄滑块机构：1．设曲柄为主动件，滑块朝右运动 为工作行程。
试确定曲柄的合理转向， 并简述其理由；2．若滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置； 题2-3 3．当曲柄为主动件时，画出极位夹角θ，最小传动角min γ。
题2-4 如题2-4 图所示齿轮-连杆组合机构中，构件3带动齿轮2(行星齿轮)绕固定齿轮1(中心轮)转动，试用速度瞬心图解法求图示位置构件2与4的传动比2424/i ωω=。
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n1 nP
z6 n4 nH 66 i n6 nH z4 30
H 46
n6 0, nH nQ，n4 nP
i
H 46
n4 nQ n6 nQ
nP nQ 0 nQ
66 30
nP nQ
66 nQ 30
iPQ
nP 96 nQ 30
(2) 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: θ ＝180°(K-1)/(K+1); ②作C1 C2 ＝H
③作射线C1O 使∠C2C1O=90°－θ,
作射线C2O使∠C1C2 O=90°－θ。
④以O为圆心，C1O为半径作圆。 ⑤作偏距线e，交圆弧于A，即为所求。 ⑥以A为圆心，A C1为半径作弧交于E,得： l2 = A C2－EC2/ 2 l1 =EC2/ 2
R
B2 理论廓线
齿轮机构
分度圆直径： d=mz 基圆直径： db=dcosα 全齿高：h= ha+hf =(2ha* +c*)m 齿顶圆直径： da=d+2ha=(z+2ha*)m 齿根圆直径： df=d-2hf =(z-2ha*-2c*)m
任意圆压力角αi=arccos(rb/ri)
非标准装时，两分度圆将分离，此时有：a’ >a 基圆不变： rb1＋rb2 = (r1’+r2’)cosα’ = a’cosα’ 两轮节圆总相切 a=r’1+ r’2 两轮的传动比： i12 = r’2 / r’1 重要结论：a’cosα’= a cosα
n1 8.4 代入n3=0，得： nH
在4-2’-2-3-H的转化机构中：
n4 nH z 2 z 3 555 0 30 74 i (1) n3 nH z4 z2 72 32 576
H 43
代Hale Waihona Puke n3=0，得：或：iH 14
n4 21 nH 576
n1 nH z z 32 72 576 (1)1 2 4 n4 nH z1 z2 10 30 75
自由度计算
F＝3×7－2×10＝1
F＝3×7－2×10＝1 注意：构件2、3、4 连接处为复合铰链。
滚动杠杆机构 F＝3×4－2×5－1＝1 F＝3×5－2×7＝1（高副低代后）
凸轮拨杆机构 F＝3×3－2×3－2＝1 F＝3×5－2×7＝1（高副低代后）
7
H
7 I
H 6
I
G 5
6
8 F J E
nQ
30 30 nP 4239 96 96 1325rpm
nQ和n1 同向
平面机构的力分析
n4 21 代入n1=8.4nH，得： nH 576
n1 n1 n H 8.4 i14 230.4 n4 21 n4 576 nH
n1 1450 n4 6.29r / min i14 230.4
转向与齿轮1相同。
齿轮系
6-6 在图示双螺旋桨飞机的减速器中，已知z1=26, z2=20, z4=30, z5=18 及 n1 = 15000 r/min , 求：nP和nQ的大小和方向 解：d3 = 2d2 + d1 mz3=2mz2+mz1 z3=2z2+z1=2×20+26=66 d6 = 2d5 + d4 mz6=2mz5+mz4 z6=2z5+z4=2×18+30=66
G 5
F
8 J
E D 3 C 4
D
3
4
B 2 C 1
B 2
A K O 10
1
A
O1 O
11
9
9
电锯机构 F3n2pLpH38211111
速度瞬心
速度多边形 ①联接p点和任一点的向量代表该 点在机构图中同名点的绝对速 度，指向为p→该点。 ②联接任意两点的向量代表该两点 在机构图中同名点的相对速度， 指向与速度的下标相反。如bc代 表VCB而不是VBC ，常用相对速 度来求构件的角速度。 ③∵△abc∽△ABC，称abc为ABC的速 度影象，两者相似且字母顺序一致。 前者沿ω 方向转过90°。称pabc为 PABC的速度影象。 ④极点 p 代表机构中所有速度为零的 点的影象。
aB2+
arB3B2
? ∥BC
+ akB3B2
2VB3B2ω 3 √ 19.2m/s2
ω 23lBC BC 4.8m/s2
l 1 ω 21 ? BA √ 29.1m/s2 54m/s2
ua=9m/s2/mm
平面四杆机构的设计 (1) 曲柄摇杆机构 已知：CD杆长，摆角φ及K， 设计此机构。步骤如下： ①计算θ＝180°(K-1)/(K+1);
H i13
z n1 nH 66 3 n3 nH z1 26
n3 0, nH nP
H i13
n1 nH n1 nP 66 n3 nH 0 nP 26
66 nP 26 i1P n1 26 66 92 nP 26 26
nP 26 26 n1 15000 92 92 4239rpm nP和n1 同向
凸轮机构
αE
S
hE E e ω r0 αmax O θ φ A R hF αF
F
• S=hF-hE • Sin α =(e-loAcos θ)/(R+rT) • θ =180时,α为 αmax
理论廓线
v B1
n
F
-
F D
E O A n
B
R
理论廓线
高副低代
- n v B
F
E O A n
齿轮系 在图示的3K型行星减速机中，已知Z1=10，Z2=32，Z3=74， Z4=72，Z2′=30及电动机转速为1450r/min。求输出轴转速 n4。 解： 分析轮系，此轮系是由两个周转轮系组合而成。第 一个是1-2-3-H，第二个是4-2’-2-3-H。 在1-2-3-H的转化机构中： n1 nH 74 H 1 z3 i13 (1) 7.4 n3 nH z1 10
２-７在图示摆动导杆机构中，∠ＢＡＣ＝900,lAB=60mm,lAC=120mm,曲柄ＡＢ的等 角速度w1=30rad/s，求构件３的角速度和角加速度
uv=0.6m/s/m m
0.8m/s 1.8m/s 1.61m/s
uv=0.6m/s/mm
aB3 =
大小： 方向： ? ?
an
B3+
at
B3 =
②任取一点D，作等腰三角形 腰长为CD，夹角为φ; ③作C2P⊥C1C2，作C1P使 ∠C2C1P=90°－θ,交于P;
④作△P C1C2的外接圆，则A点必在此圆上。 ⑤选定A，设曲柄为a ，连杆为a ，则: A C1= a+b ,A C2=b- a => a =( A C1－A C2)/ 2 ⑥以A为圆心，A C2为半径作弧交于E,得： a =EC1/ 2 b = A C1－EC1/ 2