机械原理期末考试总复习试题及答案修正版

机械原理第1页共10页机械原理复习题及参考答案一、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。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.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。5.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。6.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36º，则行程速比系数等于。7.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。8.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。9.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。10.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。11.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。12.铰链四杆机构中传动角为，传动效率最大。13.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。14.机械发生自锁时，其机械效率。15.刚性转子的动平衡的条件是。16.曲柄摇杆机构以曲柄作为主动件时，最小传动角出现在与两次共线的位置时。17.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k1。18.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。19.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。20.平面低副具有个约束，个自由度。21.两构件组成移动副，则它们的瞬心位置在。22.机械的效率公式为，当机械发生自锁时其效率为。23.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。24.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。25.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有性冲击；当其作运动时，从动件没有冲击。机械原理第2页共10页26.标准齿轮圆上的压力角为标准值，其大小等于。27.具有一个自由度的周转轮系称为轮系，具有两个自由度的周转轮系称为________________轮系。二、计算与作图题：1.计算图示机构的自由度，要求指出可能存在的复合铰链、局部自由度和虚约束。2．求图示机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。3．用图解法设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程速比系数K=1.4，滑块的行程H=60mm。导路偏距e=20mm,求曲柄长度lAB和连杆长度lBC。4．已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K＝1.25，摇杆长lCD=40mm，摇杆摆角Ψ=60º,机架长lAD=55mm。作图设计此曲柄摇杆机构，求连杆和曲柄的长度。5．一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z1＝24，Z2＝64，模数m＝6mm，安装的实际中心距a’＝265mm。试求两轮的啮合角a’，节圆半径r1’和r2’。6．已知轮系各齿轮齿数Z1=20，Z2=40，Z2’=Z3=20，Z4=60，n1=800r/min，求系杆转速nH的大小和方向。机械原理第3页共10页7.计算图示机构的自由度，要求指出可能存在的复合铰链、局部自由度和虚约束。8.设计一导杆机构，已知机架长度100mm，行程速比系数K=1.5。（要求保留作图轨迹，以及必要的文字说明）9．一正常齿制标准直齿轮m=4，z=30，=20°，计算其分度圆直径、基圆直径、齿距、齿顶圆直径及齿顶圆上的压力角。10．如图，已知z1=6，z2=z2,=25，z3=57，z4=56，求i14？11.计算如图所示机构的自由度，注意事项应说明？机械原理第4页共10页12．请画出机构在图示位置的压力角，并且做出机构的最小传动角的位置以及以滑块作为主动件时机构的一个死点位置。13．已知机构行程速度变化系数k＝1.25，摇杆长度lCD＝400mm,摆角Ψ＝30°，机架处于水平位置。试用图解法设计确定曲柄摇杆机构其他杆件的长度。14．已知一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的中心距a=196mm，传动比i=3.48，小齿轮齿数Z1=25。确定这对齿轮的模数m；分度圆直径d1、d2；齿顶圆直径da1、da2；齿根圆直径df1、df2。（10分）15．在图示复合轮系中，已知各齿轮的齿数如括弧内所示。求传动比Hi1。abABCDABCDEFG参考答案一、1．原动件数目2．相似于3．质径积4．0，15．906．1.57．增大8．不变；增大9．相反；相同10．定轴11．3；一条直线上12．90013．机架；低副14．小于等于015．偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为016．曲柄；机架17．大于18．余角；差19．220．2；121．垂直移动路线的无穷远处22．η=输出功/输入功（=理想驱动力（力矩）/实际驱动力（力矩））；小于等于023．摇杆；传动角24．最短；整周回转25．刚性；五次多项式或正弦加速度运动26．分度圆；20027．行星；差动二、计算与作图题：1、F=3*9-2*12-2=1（注意事项略）2、ω1/ω3=P13P34/P13P144132P12P14P34P23P13P243、θ=180*（k-1）/(k+1)=30°按题意作C1C2=H,作∠OC1C2=∠OC2C1=90-θ=60°交O点，作以O圆心的圆如图，再作偏距直线交于A点。AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和连杆b的长度。4．θ=180*（k-1）/(k+1)=20°1)按已知条件作DC1、DC2；2)作直角三角形及其外接圆如图；3）以D为圆心，55mm为半径作圆交于A点。AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和连杆b的长度。C1C2DA40600200555．a=0.5m(z1+z2)=264α’=arcos(264*cos20°/265)=20.6°rb1=0.5m*z1cos20°=67.66rb2=0.5m*z2cos20°=180.42r’1=rb1/cosα’=72.3r’2=rb2/cosα’=192.766.齿轮1、2是一对内啮合传动：n1/n2=z2/z1=2齿轮2‘-3-4组成一周转轮系，有：(n’2-nH)/(n4-nH)=-z4/z’2=-3又因为n2=n’2n4=0解得：nH=100r/min方向与n1相同。7．F=3*6-2*8-1=1（注意事项略）8．导杆机构的极位夹角3615.1)15.1(1801)1(180KK根据导杆机构的特性知：；其中为导杆的摆角作图步骤：a)作mDnb)作mDn的角平分线，在该线上取mmdlDA100（即机架长度）c)过A点作导杆任一极限位置的垂线AC1（或AC2），其即为曲柄，故mmda90.30)2/36sin(100)2/sin(9．d=mz=120db=dcos200=112.76P=πm=12.56da=(z+2)m=128cosαa=db/da=0.881，αa=28.24°˚10．齿轮1-2-3组成一周转轮系，有：(n1-nH)/(n3-nH)=-z3/z1=-57/6齿轮1-2-2‘-4组成另一周转轮系，有：(n1-nH)/(n4-nH)=-z2z4/z1z’2=-56/6=-28/3从图中得：n3=0联立求解得：i14=n1/n4=-58811.小题a：其中A、B处各有一个转动副，B处有一个移动副，C、D处的移动副记作一个移动副。即0'',0,4,3Fpppnhl；所以该机构自由度为：10004233')'2(3）（FpppnFhl小题b：其中A、B、C、G、H处各有一个转动副，F处为复合铰链有两个转动副，B处有一个局部自由度，D、E处的两个移动副记作一个移动副。即1'0',1,9,7Fpppnhl，；所以该机构自由度为：11019273')'2(3）（FpppnFhl12．作图：压力角如图所示，AB处于垂直位置时存在最小传动角，AB1C1为一个死点位置。AB1C1BCC2B2min13．θ=180*（k-1）/(k+1)=20°作图，AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和连杆b的长度。AD为机架的长度。DC1C2AP200300900-θ14．大齿轮齿数：z2=iz1=87由于中心距：a=m(z1+z2)/2，从而模数m=196*2/(25+87)=3.5mm，因此，分度圆直径分别为：d1=mz1=87.5mm，d2=mz2=304.5mm齿顶圆直径分别为：da1=m(z1+2)=94.5mm，da2=m(z2+2)=311.5mm齿根圆直径分别为：df1=m(z1-2.5)=78.75mm，df2=m(z2-2.5)=295.75mm15．齿轮1‘-4-5组成一周转轮系，有：(n’1-nH)/(n5-nH)=-z5/z’1=-12/5齿轮1-2-3组成一周转轮系，有：(n1-nk)/n3-nk)=-z3/z1=-7/3由图得：n1=n’1n3=0nk=n5联立求解得：i1H=85/43