机械原理第八版复习资料

机械原理第八版复习资料 概念类 1、在平面机构中，两构件通过面接触而构成的运动副称为低副，它引入2个约束;具有两个约束的运动副是转动副和移动副;通过点或线接触而构成的运动副称为高副，也可以说具有一个约束的运动副是高副。 2、两构件构成高副时，其瞬心在过接触点的公法线上。 3、最简单的自由度为1的平面连杆机构由多少个构件组成, 4、平面连杆机构是构件用低副连接而成的机构，当平面四杆机构的运动副都是 转动副 ,则称为铰链四杆机构。 5、铰链四杆机构的三种基本形式为:曲柄摇杆机构、双曲柄机构 、双摇杆机构。 6、机构中传动角 和压力角 之和等于900。 7、从传力效果来看，传动角越大越好，压力角越小越好。 8、在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其它两构件长度之和时，只能获得双摇杆机构。 1 9、机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于0且自由度数等于原动件数; 10、杆长不等的铰链四杆机构，在满足杆长和的条件下若以最短杆为机架，则为 双曲柄机构，若不满足杆长和的条件下，则只能为双摇杆机构。 11、有一对心曲柄滑块机构，曲柄长为100mm,则滑块的行程是200mm，对吗, 12、在曲柄滑块机构的两种基本形式，即对心曲柄滑块机构和偏置曲柄滑块机构中，具有急回运动特性的是偏置曲柄滑块机构。 13、摆动导杆机构的行程速比系数K=2,则该机构的摆角为60 。 14、在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能，应该增大传动角 ; 15、当平面四杆机构处于死点位置时，其传动角 =00; 16、曲柄摇杆机构中有无急回运动的性质，取决于极位夹角 ， >0，有急回运动; 17、当曲柄位于与机架共线位置时，曲柄摇杆机构有可能出现最小或最大传动角。 18、平面铰链四杆机构中，当行程速比系数K=1时，机构没有急回运动特性，此时极位夹角 2 = 0 。 19、铰链四杆机构中，能实现急回运动的有曲柄摇杆机构。 20、在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其它两杆长度之和时，为双摇杆机构; 21、滚子推杆盘形凸轮机构的凸轮轮廓曲线有2个，分别称为理论廓线和实际廓 线。 22、凸轮机构常用运动规律中，等速运动规律存在刚性冲击，等加速等减速运动规律存在柔性冲击。 23、维持凸轮与从动件高副接触封闭的方法有力封闭和几何封闭。 24、 凸轮机构中，若从动件按等速运动规律运动，则最大加速度理论上为无穷大。 24、凸轮常用运动规律中，五次多项式或正弦加速度运动规律既不会产生柔性冲击，也不会产生刚性冲击，可用于高速场合。 25、渐开线标准直齿圆柱齿轮渐开线上各点的压力角是不相等的，只有分度圆上 的压力角为标准值20度。 26、 理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律相同。 27、凸轮的基圆半径越小，机构的结构就越小，但过小的 3 基圆半径会导致压力角过大，从而使凸轮机构的传动性能变差。P165 28、凸轮机构中，通常以凸轮为原动件，而推杆作为从动件。 29、凸轮机构，当凸轮角速度 1、从动件运动规律已知时，则基圆半径rmin 越小，压力角 就越大。 30、直动平底推杆盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。 31、用齿条刀具加工齿轮时，当把刀具相对于齿轮轮坯中心偏离标准位置移远是，加工出来的齿轮称为正变位齿轮，移近时，加工出来的齿轮称为负变位齿轮。 32、渐开线齿廓的几何形状与基圆的大小有关，它的直径愈大，渐开线齿廓曲线 的曲率越小。 33、 采用变位齿轮可以加工出齿数小于17的渐开线直齿轮。 34、标准直齿圆柱齿轮传动的重合度等于实际啮合线段长度与法向齿距之比，而 不是与分度圆齿距之比。 *35、渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最小齿数为17或(2ha/sin2 )。 36、在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆为右旋，则蜗轮的旋向应为 4 右旋。 37、 蜗杆的直径d1不等于其模数与齿数的乘积，而等于mq。 38、渐开线标准直齿圆柱齿轮齿基圆上的压力角为零。 39、机械稳定运转时，虽然存在周期性速度波动，但一个变化周期内起始位置的 动能与终止位置的动能一定是相等的。 40、机器在一个稳定运动循环周期内，其驱动功和亏功或阻抗功相等。 41、在机械系统速度波动的一个周期中的某一时间间隔内，当系统出现亏功时， 将使系统的运动速度减小，此时飞轮将释放能量。 42、不均匀系数δ越小，机械的速度波动越小。 43、若不考虑其它因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在高速轴上。 44、采用飞轮可调节机器运转过程中的周期性速度波动。 45、组成周转轮系的活动构件包括三个部分，其中轴线位置不固定的齿轮称 为行星轮，其余还包括太阳轮或中心轮和转臂或行星架或系杆。 46、周转轮系的传动比计算应用了转化机构的概念，对应周转轮系的转化机构是定轴轮系; 47、自由度为1的周转轮系称为行星轮系。自由度为2的 5 周转轮系称为差动轮系。 48、相同端面尺寸的一对直齿圆柱齿轮与一对斜齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮的重合度较直齿圆柱齿轮的重合度大。 49、标准直齿圆柱齿轮传动的重合度 应等于实际啮合线长度与基圆齿距之比。 50、渐开线齿轮实现连续传动时，其重合度为 ?1; 51、静平衡条件: 惯性力矢量和为零，即: 或质径积矢量和为零，即: F 0 mr 0 52、在周转轮系中，系杆和中心轮的轴线必须重合，否则不能转动。 53、速度多边形具有以下特点: (1)作图起点p称为速度多边形的极点p，它代机构中速度为零的点。 (2)在速度多边形中，连接p点和任一点的矢量代表该点在机构图中同名点的绝对速度，其指向是从p点指向该点。 (3)在速度多边形中，连接其他任意两点的矢量代表该两点在机构图中同名点间的相对速度，其指向与速度的下角标 6 相反。 (4)?BCE??bce，图形bce称为图形BCE的速度影像。 (5)在速度多边形中，当已知同一构件上两点的速度时，利用速度影像原理可求得此构件上其余各点的速度。 54、为什么一对渐开线标准直齿圆柱齿轮啮合能够保证定传动比, 解:两齿轮中心距不变，基圆不变，则基圆的内公切线(啮合线、啮合点的公法线)不变; 啮合线与连心线交于一个定点(节点)，其分割的连心线的两段长度不变; 根据齿廓啮合基本定律:两个齿轮啮合的传动比与其连心线被啮合齿廓在接触点的公法线所分割成的两段成反比，所以传动比不变。 55、所谓机器的周期性速度波动，是指一个周期内驱动功和阻抗功相等，动能经过一个周期后不变;对于机器的周期性速度波动，可以用飞轮调节，但不能完全消除周期性速度波动，因为飞轮转动惯量不可能无穷大。 综合类 1、 试计算如图所示直线机构的自由度。 解: B、C、D、F处都是由三个构件组成 的复合铰链，各有2个转动副 F 3n～2pl～ph 3 7～2 10～ 0 1 7 n 7 pl 10 ph 0 2、试计算如图所示机构的自由度。 解: n=5 pl=7 ph=0 p =0 F =0 F=3n-(2 pl+ph-p )-F =3 5-(2 7+0-0)-0 =1 3、如图所示的曲柄滑块，请标出C处的压力角α和传动角γ。 解:如图所示。 4、在图示凸轮机构中，试画出图示位置 和当凸轮沿 方向转过450时的压力角。 解:如图所示。 5、在图示偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构中，已知凸轮轮廓为以O为中心，r为半径的圆，凸轮回转中心为O1，偏心距为e，试画出凸轮轮廓上A、B两点的 压力角 A、 B。 解: 标出A点压力角: 画出反转后B点导轨直线: 标出B点压力角: 8 r αA=0 以等角速度 1转动，试用矢量方程图解法求: B 6、图示摆动导杆机构，已知机构瞬时位置图和加速度矢量多边形图，原动件11)列出在图示位置时机构的速度矢量方程式，并用任意比例尺画出速度矢量多边形，将各矢量标注在多边形相应的线段旁边; 2)根据已绘制出的加速度矢量多边形，列出机构的加速度矢量方程式，并将各矢量标注在多边形相应的线段旁边; 3)根据两多边形图，写出构件3上B点的速度vB3和加速度aB3的表达式 B2 B2(B3) 解:1)vB3 vB2 vB1,vB2B1 速度矢量多边形图: 每边矢量标注: k r2)aB3 aB2 aB1,aB,a2B1B2B1 每边矢量标注: 9 a 3)vB3 vB1 Pb2 v aB3 aB2 pb2 7、标出下列机构在图示位置时的所有瞬心。 解:如图所示。 8、找出下列机构在图示位置时的所有瞬心。并写出i13的表达式。 解:i13 1P34P13 3P14P13 9、如图示轮系，已知各轮齿数为:Z1=28，Z2=20，Z3=68，Z3 =72，Z1 =Z4=24，齿轮4的转速n4=100转/分。试求H的转速nH及回转方向。 解:定轴轮系:1-4-3 i1 4 n1 Z ～4 n4Z1 10 n1 n1 ～ i3 4 Z4Z1 n4 ～ 24 100 ～100rpm 24 n3 Z4 n4Z3 n3 n3 Z4Z3 n4 24100 100 rpm 723 周转轮系:1-2-3-H H i13 ZZn1～nH ～23 n3～nHZ1Z2 ～100～nH68 ～ 10028 ～nH3 11 6868 100)nH ～100, 2828 3 68 10028 nH (～100,) 28 396 100 nH ～rpm ～5.56rpm 18 (1, 10、已知右图所示轮系中各齿轮的齿数为:Z1=20，Z2=30， Z3=80，Z4=25，Z5=50。求轮系的传动比i15。 解:定轴轮系4-5 i45 Z 450 ～5 ～ ～2 5Z425 n1～n4ZZZ80 ～23 ～3 ～ ～4 n3～n4Z1Z2Z120 n1Z 1,3 1,4 5 n4Z1 周转轮系1-2-3-4(H) 4 i13 ?n3=0 则 i15 12 n1nn i14 i45 1 4 5 (～2) ～10 n5n4n5 11、在图示轮系中，已知各轮齿数为Z1 Z3 30，Z2 90，Z2 40，Z3 40， Z4 30，试求传动比 iIH ，并说明I、Hnz90 3 (1) 解:i12 1 2 n2z130 Hi2 4 轴的转向是否相同, 3 3′ zzn2 ～nH 34 (2) n4～nHz2 z3 由n4 0及式(2)得: zzn2 30 307 1～34 1～ nH40 4016z2 z3 I H 因n2 n2 1 联立式(1)和式(3)，得: nnn721i1H 1 1 2 3 1.31 13 nHn2nH16161轴、H轴的转向相同。 2 2′4 12、已知一机械所受等效驱动力矩Md的变化规律如图所示，等效阻抗力矩为常数，等效构件回转一周为一个运动循环，设等效转动惯量为常数，试计算最大盈亏功的大小,确定与等效构件的最大角速度 max和最小角速度 min对应的等效构件的转角大小, (解:40 ) Mr 2 24 Mr=15Nm , W1 40NM Mr 2 14 (40～15) 12.5 W2 ～W3 2 15 ～7.5 (40～15) 6.25 43 W4 ～ 15 ～11.25 4 最大盈亏功: Wmax W1 12.5 1 等效构件的最大角速度 max对应的等效构件的转角:2 等效构件的最小角速度 min对应的等效构件的转角:0和2 。 13、在电动机驱动的剪床中，作用在剪床主轴上的阻力矩Mer的变化规律如图所示。等效驱动力矩Med为常数，电动机转速为1400转?分，当不均匀系数δ=0.06时，求安装在电动机轴上的飞轮的转动惯量(JF Wmax 2m )。 解:(1)求等效驱动力矩Med 15 Med 2 20 2 ,(1600～20) 4 Med 217.5Nm (2)求最大盈亏功 W (217.5～20) 98.75 0a 2 Wab 217.5 ～1600 4 4 ～345.625 5 Wbc (217.5～20) 4 246.875 2 W3 4 2 Wmax W0a,Wbc 345.625 1085.81J 16 (3)求飞轮转动惯量: 900 W JF 2 22max m n Wmax 能量指示图 14、一对正常齿标准直齿圆柱齿轮传动。小齿轮因遗失需配制。已测得大齿轮的齿顶圆直径da2=408mm,齿数Z2=100，压力角 =200，两轴的中心距a=310mm，试确定小齿轮的: ?模数m、齿数Z1;?计算分度圆直径d1;?齿顶圆直径da1;?基圆齿距Pb1 1 解:由 a m(Z1,Z2) 2 * d a2 m(Z2,2ha) ?Z1=55 m=4mm ? 17 d1=mZ1=4 55=220mm * ?da1 m(Z1,2ha) 4 (55,2) 228mm ?Pb1 P1cos mcos 4 cos20 11.8mm m 5mm， 20o，15、一对外啮合标准渐开线直齿圆柱齿轮传动，已知Z1 20， * ha 1，C* 0.25，中心距a=180mm。试计算: (1)两齿轮分度圆半径;(2)两齿轮齿顶圆半径;(3)两齿轮齿根圆半径;(4)两齿轮的基圆半径;(5)两齿轮分度圆上的齿厚和齿槽宽。 解:由a m(z1,z2)得: z2 2a2 180 ～z1 ～20 52 m512 1212 (1)r1 mz1 5 20 50mm r2 11 mz2 5 52 130mm 22 * m 50,1 5 55mm (2)ra1 r1,ha 18 * ra2 r2,ham 130,1 5 135mm * (3)rf1 r1～(ha,c*)m 50～(1,0.25) 5 43.75mm * rf2 r2～(ha,c*)m 130～(1,0.25) 5 123.75mm (4)rb1 r1cos 50 cos200 46.98mm rb2 r2cos 130 cos200 122.16mm (5)s e p m3.14 5 7.85mm 222 16、图示为铰链四杆机构，已知原动件1以 1顺时针方向匀速回转，试用矢量方程图解法求: (1)列出速度矢量方程式，并根据矢量方程式用任意比例尺 v画出速度矢量多边形图，将各矢量代号写在多边形相应的线段旁边; (2)根据矢量多边形写出C点的速度表达式和构件2、构件3的角速度的表达式，并分别说明其方向; (3)用速度影像法在速度多边形上画出E点的速度矢量vE，并写出vE的表达式。 19 解: (1)vC vB,vCB (2)vC pc v 3 2 vCpc v lCDCD l B 逆时针 逆时针 vCBbc v lBCBC l (3)vE pe v 其中?BCE ?bce e点， 标出矢量 17、已知图1所示轮系中各齿轮的齿数为:Z1=20，Z2=30， Z3=80，Z4=25，Z5=50。求轮系的传动比i15。 解:定轴轮 系4-5 i45 20 Z 450 ～5 ～ ～2 5Z425 n1～n4ZZZ80 ～23 ～3 ～ ～4 n3～n4Z1Z2Z120 n1Z 1,3 1,4 5 n4Z1 周转轮系1-2-3-4(H) 4 i13 ?n3=0 则 i15 n1nn i14 i45 1 4 5 (～2) ～10 n5n4n5 18、已知某对渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知Z1=40，传动比i12=2.5， =200，h* a=1，c*=0.25，模数m=10mm。 (1)在标准安装时，求大小齿轮的分度圆和两轮的中心距 以及啮合角; (2)若安装的中心距比标准中心距加大1mm， 试求两齿轮的啮合角和节圆半径; 解: i12 Z2 ?Z2 Z1 i12 40 2.5 100 Z1 1111 21 r11= ×10×40=200mm r2= mZ2=×10×100=500mm 2222a= r1+ r2=200+500=700mm = =200 (2)acos =a cos acos 700cos200 20.22340 a 700,1 rbrb1r1cos 200cos200 200.286mm cos r1 0 cos cos cos20.2234r 19、设计一个曲柄摇杆机构，曲柄为原动件，它的转角由 确定如图所示，曲柄逆时针转过 =1350时，摇杆摆到左极限位置。 已知摇杆的行程速比系数K=1.1，摇杆CD=55cm， 机架AD=75cm。求曲柄AB及连杆BC的长度。 1800, 解:K 1800～ 180 K～11.1～1 180 8.570 K,11.1,1 ?2 75cos450 (BC+AB )=752+(BC+AB)2-552 ?2 75cos36.430 (BC-AB)=752+(BC-AB)2-552 22 BC+AB=38.46 BC-AB=28.08 AB=5.19 BC=33.27 20、图示的四杆机构中，已知各构件长度和给定的位置，当原动构件以 1等角速度转动时，试用矢量方程图解法求解构件3的角速度 3及构件2上E点的速 度VE。 解: vB2 vB3 vB1,vB2B1 B 大小 ? 1 lAB ? 方向 ?CB ?AB ?AB vB3 v pb3 3 lBClBC v E2 vB2,vE2B2 大小 ? ? ? 方向 ?CE ? ?BE 21、计算如图所示机构的自由度。 23 A B 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆 24