華北理工大學機械原理復習

1、機械原理1機構的級別就是機構中含有的桿組總數。機構的級別就是機構中含有的桿組總數。2兩個直齒圓柱齒輪要實現連續(xù)傳動，只要滿足兩個齒輪的模數相等、兩個直齒圓柱齒輪要實現連續(xù)傳動，只要滿足兩個齒輪的模數相等、壓力角相等即可。壓力角相等即可。3齒輪上齒厚等于齒槽寬的圓稱為分度圓。齒輪上齒厚等于齒槽寬的圓稱為分度圓。4直齒圓柱齒輪傳動中，節(jié)圓總是大于分度圓。直齒圓柱齒輪傳動中，節(jié)圓總是大于分度圓。5一對等變位齒輪傳動中，一定存在負變位齒輪。一對等變位齒輪傳動中，一定存在負變位齒輪。6. 組成正傳動的齒輪應是正變位齒輪組成正傳動的齒輪應是正變位齒輪 。7. 一對漸開線直齒圓柱齒輪，在無側隙嚙合傳動時，當

2、中心距一對漸開線直齒圓柱齒輪，在無側隙嚙合傳動時，當中心距a=1/2m(z1+z2)時，一定是一對標準齒輪傳動。時，一定是一對標準齒輪傳動。8. 速度瞬心的絕對速度一定為零。速度瞬心的絕對速度一定為零。答案：答案：1 1（錯），（錯），2（錯），（錯），3（錯），（錯），4（錯），（錯），5（對）（對）,6(錯）錯）, 7(錯），錯）， 8(錯）錯）. 。 1.一對心曲柄滑塊機構，已知滑塊的行程一對心曲柄滑塊機構，已知滑塊的行程H=400mm，最小傳動角為，最小傳動角為60 ，則連桿長度為（則連桿長度為（ ） A. 200mm B. 230mm C. 346mm D. 400mm2.一模數為一

3、模數為m的正變位漸開線直齒圓柱齒輪，其分度圓齒距的正變位漸開線直齒圓柱齒輪，其分度圓齒距P（ ） A.等于等于 B.大于大于 C.小于小于3.一對標準安裝的漸開線直齒圓柱齒輪，其分度圓齒距、基圓齒距分別為一對標準安裝的漸開線直齒圓柱齒輪，其分度圓齒距、基圓齒距分別為P、Pb，若已知重合度為，若已知重合度為 ，則實際嚙合線上單齒嚙合區(qū)的長度為，則實際嚙合線上單齒嚙合區(qū)的長度為（ ）。）。 A. 0.7 Pb B. 0.7 P C. 0.6 Pb D. 0.3Pb4.設計盤形凸輪廓線時，若從動件采用（設計盤形凸輪廓線時，若從動件采用（ ）運動規(guī)律，則不產生剛性、）運動規(guī)律，則不產生剛性、柔性沖擊。

4、柔性沖擊。A. 等速等速 B. 擺線（正弦加速度）擺線（正弦加速度） C.等加速等減速等加速等減速 D. 簡諧（余弦加速度）簡諧（余弦加速度）m1.35對于反行程自鎖的機械，一般其正行程的機械效率（對于反行程自鎖的機械，一般其正行程的機械效率（ ）A. B. C. D.6雙搖桿機構中，最短桿與最長桿的長度之和（雙搖桿機構中，最短桿與最長桿的長度之和（ ）大于其余兩桿的）大于其余兩桿的長度之和。長度之和。 A.一定一定 B.不一定不一定 C.一定不一定不7漸開線直齒圓柱齒輪傳動的重合度是（漸開線直齒圓柱齒輪傳動的重合度是（ ）的比值。）的比值。A. 理論嚙合線段與齒距理論嚙合線段與齒距 B.實際

5、嚙合線段與齒距實際嚙合線段與齒距C.理論嚙合線段與法向齒距理論嚙合線段與法向齒距 D.實際嚙合線段與法向齒距實際嚙合線段與法向齒距8一對平行軸斜齒圓柱齒輪傳動，其傳動比一對平行軸斜齒圓柱齒輪傳動，其傳動比i12 的大小為（的大小為（ ） A. B. C. D.000.5112112zz21vvzz21aarr9采用范成法加工正變位齒輪時，應使齒條刀具中線（分度線）與輪坯采用范成法加工正變位齒輪時，應使齒條刀具中線（分度線）與輪坯分度圓（分度圓（ ） A.相切相切 B.相割相割 C.相離相離10兩漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時，嚙合角恒等于（兩漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時，嚙合角恒等于（ ）上的壓力角。）

6、上的壓力角。 A.基圓基圓 B.分度圓分度圓 C.節(jié)圓節(jié)圓 D.齒頂圓齒頂圓11設計對心尖頂推桿盤形凸輪機構時，發(fā)現其推程壓力角超過許用值，設計對心尖頂推桿盤形凸輪機構時，發(fā)現其推程壓力角超過許用值，可采用（可采用（ ）的措施來解決。）的措施來解決。 A.增大基圓半徑增大基圓半徑 B.改用滾子推桿改用滾子推桿 C.改變凸輪轉向改變凸輪轉向 D.改為偏置改為偏置直動推桿直動推桿12機構中只有一個（機構中只有一個（ ） A原動件原動件 B. 從動件從動件 C. 機架機架 D. 桿組桿組13某平面機構共有某平面機構共有5個低副，個低副，1個高副，機構的自由度為個高副，機構的自由度為1，則該機構具，則

7、該機構具有（有（ ）個活動構件。）個活動構件。 A、3 B、4 C、5 D、6解：解：1.1.（1 1） a=m/2(z1+z2)=4/2(23+37)=120(mm) (2) rb2=m/2 z2 cos =4/2 37 cos20 =69.537(mm) ra2= r2+ha*m=4/2 37+1 4=78(mm) r2 = r2 =4/2 37=74(mm) S2= m /2 =6.283(mm) ， p2= m=12.566(mm) 2.應采用正傳動類型。應采用正傳動類型。 理由是：安裝中心距大于標準中心距，根據理由是：安裝中心距大于標準中心距，根據a cos =a cos知知，由，由

8、無側隙嚙合方程式知無側隙嚙合方程式知X1X2 ，即該對齒輪為正傳動類型。，即該對齒輪為正傳動類型。 3. 122=4 （23+37）/(2 COS )得：得： COS =120/122=0.9836, =10.3889 提示：提示：A點應在點應在B1B2的垂直平分線上，的垂直平分線上， D點應在點應在C1C2的垂直平的垂直平分線上，顯然答案不唯一，仍需給定其他條件。分線上，顯然答案不唯一，仍需給定其他條件。 已知鉸鏈四桿機構已知鉸鏈四桿機構ABCD中，連桿中，連桿BC的長度及兩個位置，求鉸鏈的長度及兩個位置，求鉸鏈A、D的位置，進而確定其余各構件的尺寸。的位置，進而確定其余各構件的尺寸。b12

9、c12虛虛約約束束復合鉸鏈復合鉸鏈局部自由局部自由度度M、N之一為虛約束，之一為虛約束，K、L應算兩個移動副應算兩個移動副LH323921221FnPP43 035 1 .9 6lm m1/lm mm m0cvm in 在行程速比變化系數在行程速比變化系數K=1的曲柄搖桿機構中，設構件的曲柄搖桿機構中，設構件1為曲柄，構件為曲柄，構件2為連桿，為連桿，構件構件3為搖桿，構件為搖桿，構件4為機架。已知：為機架。已知：l3=30mm，搖桿，搖桿CD的兩個極限位置如圖所示。的兩個極限位置如圖所示。（3）求出搖桿處于右極限位置）求出搖桿處于右極限位置AB2C2D時的全部瞬心，并用瞬心法證明機構在此時的

10、全部瞬心，并用瞬心法證明機構在此時，鉸鏈時，鉸鏈C的速度的速度（4） 標出機構在標出機構在AB2C2D時的傳動角時的傳動角（5）說明該機構的最小傳動角）說明該機構的最小傳動角出現的位置，并畫在圖上。出現的位置，并畫在圖上。（1）該四桿機構有無急回特性，為什么？）該四桿機構有無急回特性，為什么？（2）?。┤?精確作圖，畫出機構的右極限位置精確作圖，畫出機構的右極限位置AB2C2D，并校驗該機，并校驗該機構是否滿足曲柄存在條件？構是否滿足曲柄存在條件？115lm m245lm m解：（解：（1）該四桿機構無急回特性，因為行程速比變化系數）該四桿機構無急回特性，因為行程速比變化系數K=1 （2）作圖

11、如下。得）作圖如下。得， 因為因為15+51.9645+30，而且以最短桿，而且以最短桿AB的鄰邊為機架，故滿足曲柄存在條件。的鄰邊為機架，故滿足曲柄存在條件。24p0cv（3）全部瞬心共）全部瞬心共6個，如圖。個，如圖。 因為因為C點是點是，為絕對瞬心，故速度，為絕對瞬心，故速度 （4）傳動角）傳動角 如圖如圖 （5）最小傳動角出現在曲柄與機架共線的兩個位置之一，即圖中）最小傳動角出現在曲柄與機架共線的兩個位置之一，即圖中AB3C3D和和AB4C4D位置時出現最小傳動角，因此位置時出現最小傳動角，因此m in12=習題習題2-7圖圖b 計算圖示各機構的自由度，若含有復合鉸鏈、局部自由度、計算

12、圖示各機構的自由度，若含有復合鉸鏈、局部自由度、虛約束等特殊情況時必須一一指出，并判斷運動是否確定。虛約束等特殊情況時必須一一指出，并判斷運動是否確定。323 82 11 1 1LHFnPP 某機械轉化到主軸上的等效阻力矩某機械轉化到主軸上的等效阻力矩Mer在一個工作周期中的變化規(guī)律如圖示，等效驅動在一個工作周期中的變化規(guī)律如圖示，等效驅動力矩力矩Med為常數，忽略系統(tǒng)其他構件的轉動慣量，要求速度不均勻系數為常數，忽略系統(tǒng)其他構件的轉動慣量，要求速度不均勻系數0.01。試求：。試求：1.等效驅動力矩等效驅動力矩Med ；2最大盈虧功最大盈虧功Wmax；3最大和最小角速度出現的位置；最大和最小角

13、速度出現的位置； 4安裝在主軸上的飛輪轉動慣量（已知主軸的平均轉速安裝在主軸上的飛輪轉動慣量（已知主軸的平均轉速nm=750r/min）。）。3)21(800edMmNMed.4004001A2002A2003A4004A 能量指示圖 230max2 FemWJJ 22.37.200)30750(01. 0400mkgA1A2A3A4習題習題3-3 圖示為一導桿機構的機構運動簡圖，在圖上標出全部瞬心，并求出當圖示為一導桿機構的機構運動簡圖，在圖上標出全部瞬心，并求出當 1=6rad/s勻速順時針轉動時，導桿勻速順時針轉動時，導桿3的角速度的角速度 3的大小和方向。的大小和方向。14P34P12

14、P23P13P24Pllpppppv341331413113 順時針3解二 矢量方程圖解法323 B 2BBBvvvB CD E?B 11A Bvlpb2,b1b3B33BCvl 順時針順時針102313 2310 550/pppvvlmm s11060A Bl120B Cl65Dx605v5a習題習題3-9 在如圖所示機構中，已知原動件在如圖所示機構中，已知原動件1以等角速度以等角速度rad/s逆時針轉動，逆時針轉動， mm，mm，mm。求當。求當時，構件時，構件5的速度的速度和加速度CBC BvvvABC B1ABl？水平pbcd2d4,d5pbcnd2kd4, d521232 2為受壓二

15、力桿為受壓二力桿FR12FR32FR21FR23FR41FR431 1受三個力，應匯受三個力，應匯交，且力要平衡。交，且力要平衡。3 3受三個力，應匯受三個力，應匯交，交，且力要平衡且力要平衡習題習題4-2 如圖所示為一手壓機。已知如圖所示為一手壓機。已知作用在構件作用在構件1上的驅動力上的驅動力P，簡圖中各，簡圖中各轉動副處的大圓為摩擦圓，移動副的轉動副處的大圓為摩擦圓，移動副的摩擦角為摩擦角為30。試分析各運動副處的。試分析各運動副處的總反力，確定滑塊所受到的工作阻力總反力，確定滑塊所受到的工作阻力Q。習題習題8-10 圖示為某起重設備減速裝置，已知各輪的齒數分別為：圖示為某起重設備減速裝

16、置，已知各輪的齒數分別為：z1=2020， z2=2020， z3=6060，蝸桿，蝸桿4 4為單頭（為單頭（ z4=1 1 ）左旋，蝸輪）左旋，蝸輪5 5的齒數的齒數z5=4040，輪，輪1 1的轉向的轉向如圖示。（如圖示。（1 1）求傳動比）求傳動比i15；（2 2）說明蝸桿）說明蝸桿4 4的轉動方向，此時重物是上升還的轉動方向，此時重物是上升還是下降，為什么？是下降，為什么？ 3206002132441413zzzznnni4141314ii40140455445zznni160404451415iii,0414i習題習題8-6 圖示車床電動三爪卡盤的減速器中，電動機帶動齒輪圖示車床電動

17、三爪卡盤的減速器中，電動機帶動齒輪1轉動，通過一個轉動，通過一個3K型行星輪系帶動內齒輪型行星輪系帶動內齒輪4轉動，從而使固結在齒輪轉動，從而使固結在齒輪4右端面上的阿基米德螺旋右端面上的阿基米德螺旋槽轉動，驅使槽轉動，驅使3個卡爪快速徑向靠近或遠離，以夾緊或放松工件；已知各輪齒數，個卡爪快速徑向靠近或遠離，以夾緊或放松工件；已知各輪齒數，求傳動比，并計算該輪系的自由度。求傳動比，并計算該輪系的自由度。 133113zznnnniHHH21424114ZzZznnnniHHH1144588nin 32342431LHFnPP該題為一個該題為一個3K型的周轉輪系，為行星架，型的周轉輪系，為行星架

18、，3，為中，為中心輪，心輪，2、2 為行星輪。為行星輪。輪系的自由度輪系的自由度30n 1.對于軸向尺寸對于軸向尺寸b與徑向尺寸與徑向尺寸D之比小于之比小于0.2的剛性回轉體，只需要進行的剛性回轉體，只需要進行（ ）平衡；而）平衡；而b/D 0.2的剛性回轉體，必須進行（的剛性回轉體，必須進行（ ）平衡。）平衡。2.機器做周期性穩(wěn)定運轉時，在一個周期機器做周期性穩(wěn)定運轉時，在一個周期T內，驅動功（內，驅動功（ ）阻抗功；飛）阻抗功；飛輪調速后，機器的速度波動（輪調速后，機器的速度波動（ ）消除。）消除。3.速度影像可用于對機構中的（速度影像可用于對機構中的（ ）（一個構件，整個機構，相鄰兩個）

19、（一個構件，整個機構，相鄰兩個構件）進行運動分析；當牽連角速度和（構件）進行運動分析；當牽連角速度和（ ）都不等于零時，才存在）都不等于零時，才存在哥氏加速度。哥氏加速度。4.飛輪主要用以調節(jié)機械系統(tǒng)的（飛輪主要用以調節(jié)機械系統(tǒng)的（ ）速度波動，為減小飛輪的尺寸和質）速度波動，為減小飛輪的尺寸和質量，應將飛輪裝在系統(tǒng)的（量，應將飛輪裝在系統(tǒng)的（ ）軸上。）軸上。5.設某機器設某機器I軸的角速度為軸的角速度為20rad/s，II軸的角速度為軸的角速度為10rad/s，II軸繞其質軸繞其質心軸的轉動慣量為心軸的轉動慣量為J，II軸上作用的力矩為軸上作用的力矩為M。若以。若以I軸為等效構件，則軸為等

20、效構件，則II軸等效到軸等效到I軸的等效轉動慣量是（軸的等效轉動慣量是（ ）；力矩）；力矩M等效到等效到I軸的等效軸的等效力矩是（力矩是（ ）。）。30ABlmm55BClmm50ADlmm40CDlmm20DElmm60EFlmm圖圖示六桿機構中示六桿機構中，各構件的尺寸為：，各構件的尺寸為：，A、D、F在一條直線上，在一條直線上，AB為原動件，滑塊為運動輸出構件為原動件，滑塊為運動輸出構件。試：。試：1 1說明鉸鏈四桿機構說明鉸鏈四桿機構ABCD為何是曲柄搖桿機構。為何是曲柄搖桿機構。2 2按比例作圖，確定搖桿按比例作圖，確定搖桿CD的左右極限位置，確定滑塊的左右極限位置，確定滑塊F的左右

21、極限位置；的左右極限位置；說明說明滑塊的行程滑塊的行程3 3畫出機構的最小傳動角畫出機構的最小傳動角min，此時，此時CD應處在什么位置？應處在什么位置？4.4. 機構的行程速比系數機構的行程速比系數為多少？為多少？ 某曲柄搖桿機構，曲柄等速轉動，設搖桿某曲柄搖桿機構，曲柄等速轉動，設搖桿CD長度為長度為70mm，圖示分別為搖桿的，圖示分別為搖桿的左、右兩個極限位置，搖桿的擺角左、右兩個極限位置，搖桿的擺角在與機架成在與機架成30到到90角之間變化，機構的角之間變化，機構的行程速比變化系數行程速比變化系數K=1，機架水平布置，試求該四桿機構其余各桿的長度；，機架水平布置，試求該四桿機構其余各桿

22、的長度；AAC2與AC1差值的一半就是曲柄的長度。提示：K=1，則極位夾角為零，即C2AC1共線。在圖示機構中，已知機構比例尺在圖示機構中，已知機構比例尺L，原動件以等角速度，原動件以等角速度1順時針轉動，順時針轉動，試用矢量圖解法求試用矢量圖解法求E點的速度點的速度vE和加速度和加速度aE的大小和方向的大小和方向習題習題7-3 齒輪加工過程中，常測量齒輪的公法線長度。試推導跨齒輪加工過程中，常測量齒輪的公法線長度。試推導跨K個齒的公法個齒的公法線長度的計算公式線長度的計算公式式中，式中，K為跨齒數，其計算公式為為跨齒數，其計算公式為Kbb(1)PS(0 5)WKmcosK.zinv0 518

23、0KZ.，取整例例6-1 用齒條插刀按展成法加工一用齒條插刀按展成法加工一 漸開線齒輪，其基本參數為漸開線齒輪，其基本參數為ha*=1, c*=0.25， =20 ，m = 4 mm 。若。若 刀具移動速度刀具移動速度v刀刀=0.001 ms ，試求：試求： 1）切制）切制 z = 12 的標準齒輪時，的標準齒輪時， 刀具分度線與輪坯中心的距離刀具分度線與輪坯中心的距離 L應為多少？應為多少？ 被切齒輪的轉速被切齒輪的轉速n 應為多少？應為多少？ 2）為避免根切，切制）為避免根切，切制 z =12的的 變位齒輪時，其最小變位系數變位齒輪時，其最小變位系數 x min 應為多少？此時的應為多少？

24、此時的L應為應為 多少？多少？ n 是否需要改變？是否需要改變？ 解：解：(1) 切制切制 z = 12 的標準齒輪時，的標準齒輪時， 齒輪分度圓半徑：齒輪分度圓半徑： n = 60 / 2 = 60 v刀刀/ 2 r = (60 0.001 / 2 24) r/min = 0.39 r/min 則被切齒輪的轉速：則被切齒輪的轉速：刀具分度線與輪坯分度圓作滾動刀具分度線與輪坯分度圓作滾動 ，有有v刀刀= r , = v刀刀/ r。因刀具分度線應與輪坯分度圓相因刀具分度線應與輪坯分度圓相切，切， 故刀具分度線與輪坯中心故刀具分度線與輪坯中心的距離：的距離：L =24 mm mm24mm21242 mzr (2) 切制切制 z =12 的變位齒輪時，因的變位齒輪時，因ha* = 1，c*= 0.25， = 20 ， 故故 最小變位系數最小變位系數被切齒輪的轉速被切齒輪的轉速 n 不變。不變。此時此時 L = 24 + x min m =（24 +0.29 4）