2013—2014年重庆理工大学机械原理复习课备课1DOC

第二章绪论
主要概念：
构件、零件、运动副、运动链、机构、约束、自由度
本章核心：平面机构自由度计算（复合铰链、局部自由度、虚约束）
练习题：
判断题：
1、一切自由度不为1的机构都不可能有确定的运动。

（）
2、要使机构具有确定运动，机构自由度必须与原动件相等。

（）
3、机器中每一个独立的运动单元体称为原动件。

（）
4、机构具有确定运动，自由度必须大于1。

（）
选择题：
1、两构件直接接触所构成的可动联接称为（）。

A、转动副
B、低副
C、高副
D、运动副
2、若机构中原动件的数目大于机构的自由度，则该机构（）。

A、具有确定的运动
B、运动不确定
C、将卡住或破坏
D、自由运动
3、当一个平面运动链的原动件数目小于此运动链的自由度时，则此运动链（）。

A、具有确定的相对运动
B、只能作有限的相对运动
C、运动不能确定
D、不能运动
4、平面连杆机构是由许多刚性构件通过（）联接而成的机构。

①转动副②低副③高副④移动副
5、在机构中，若某些构件所产生的局部运动并不影响其它构件的运动，
则称这种局部运动的自由度为（）。

①复合铰链②局部自由度③虚约束④机构自由度
填空题：
1、在平面机构中若引入一个高副，将引入（）个约束，而引入一个
低副将引入（）个约束；活动构件数n，低副数p5，高副数p4和机构自由度F的关系是。

2、机构具有确定运动的条件为（）。

3、由两个构件直接接触而组成的可动联接称为___________。

4、平面机构运动副的最大约束数为_______，最小约束数为_______。

5、在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束称为。

简答题：
1、机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于机构自由度时，机构的运动将发生什么情况？
2、在图示机构中，试从自由度的概念分析该机构的设计是否合理，若不合理，试提出修改意见。

若机构中有复合铰链、局部自由度或虚约束要分别指出。

计算题：
计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。

第八章 平面连杆机构
主要概念：机架、曲柄、摇杆、整转副（周转副）
、摆转副、压力角、传
E
动角、极位夹角、死点、
主要知识点：四杆机构的基本形式和演化形式
平面四杆机构的作图设计
核心知识点：四杆机构有曲柄的条件
平面连杆机构的压力角、极位夹角等作图。

判断题：
1、曲柄摇杆机构具有急回作用。

（）
2、铰链四杆机构具有急回运动特性，其极位夹角θ一定大于零。

（）
3、当机构的行程速比系数K不等于1，机构具有急回特性。

（）
4、曲柄滑块机构，压力角越大，对机构的传力越有利。

（）
5、曲柄摇杆机构中，若取曲柄为原动件，则机构存在死点。

（）
选择题：
1.以曲柄为原动件时，曲柄摇杆机构最小传动角γ出现在（）位置。

①曲柄与连杆共线②曲柄与摇杆共线
③曲柄与机架共线④摇杆与机架共线
2、机构自由度计算时，应该注意的事项有（）。

A、局部自由度
B、复合铰链
C、虚约束
D、上述3种都应
注意
3、曲柄滑块机构若存在死点时，其主动件必须是，在此位置
曲柄与共线。

①曲柄②连杆③滑块）
4、在铰链四杆机构中，极位夹角θ指的是（）。

①摇杆处于两极限位置时，曲柄所夹的锐角
②摇杆处于两极限位置时所夹的锐角
③曲柄处于两极限位置时，摇杆所夹的锐角
④曲柄处于两极限位置时，连杆所夹的锐角
5、铰链四杆机构满足杆长之和条件时，若取（）为机架，将得到双
曲柄机构。

A.最长杆B、与最短杆相邻的构件C、最短杆D、与最短杆相对的构件
6、压力角的定义是（）。

1.力P与其径向分力Pn的夹角
2.力P与受力点的速度方向之间所夹的锐角
3.力P与受力点的速度方向之间所夹的钝角
4.构件受力方向和运动方向之间的钝角
7、在曲柄摇杆机构中，当取曲柄为原动件时，（）死点位置。

A、有一个
B、没有
C、有两个
D、有三个
综合计算、作图题：
1、图示偏置曲柄滑块机构。

(1) 标出图示位置时机构的压力角α。

(2) 标出图示位置时机构的传动角γ。

(3) 该机构是否有急回特性，为什么？
2、图示四杆机构，已知AB=100mm，BC=200 mm，CD=180 mm，AD=250 mm。

(1)判断该机构是什么类型机构？
(2)当AB为原动件时，标出图示位置机构的传动角γ。

(3)什么情况下该机构具有死点？ (4)画出该机构的极位夹角θ。

(5)假设AB 长度未知，其它条件不变，如果要想得双曲柄机构，求AB 的取值范围。

3、在曲柄摇杆机构中，已知行程速比系数K=1.5，机架AD l =100mm ，曲柄为
主动件，当摇杆在右极限位置时，曲柄 AB 2与机架夹角为30o
，当摇杆在左极限位置时，压力角︒=30β。

求：在图上画出曲柄AB 、连杆BC 和摇杆CD 的杆长，并写出AB l =?BC l =?CD l
=?
解：根据题意所示。

D C AB 11和D C AB 22即为所求机构的第一位置和第二位置。

各杆长度如下：
l AB AB l μ⋅=1
l CD D C l μ⋅=1 l AD AD l μ⋅=
4、设计一曲柄摇杆机构，要求满足以下条件:
（1）当机构处于一个极限位置时，连杆处于11C B ，当机构处于另一个极
2
限位置时，连杆处于2S 这条线上，如图A-20所示。

（2）机构处于一个极限位置时，压力角为零。

图 A-20
解：如图B-9所示，由于1S 和2S 是机构处于两个极限位置时连朴所在的两个相应位置，故其中一个必为曲柄与
连杆重合共线的位置而另一个必为连杆与曲柄拉直共线的位置，而曲柄的固定铰链点必在1S 与2S 交点上。

凸轮机构
主要概念：基圆、推程、回程、远休止、近休止、行程、压力角， 主要知识点：从动件运动规律 反转法原理
核心知识点：作图求取已知凸轮
2、试在图示的偏心圆凸轮机构中表示出： 1) 凸轮的基圆半径r b 、升距h ；
2) 凸轮由图示位置转过90°时的机构压力角； 3) 凸轮由图示位置转过
90°时，推杆的位移增量;
第十章齿轮机构
主要概念：模数，压力角、分度圆、节圆、齿顶圆、齿根圆、基圆、齿距、齿厚、槽宽、变位系数
主要知识点：根切现象、平行轴直齿圆柱齿轮的正确啮合条件，连续传动条件，
平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件，蜗轮蜗杆的正确啮合条件，
锥齿轮传动的正确啮合条件。

核心知识点：渐开线直齿圆柱齿轮的基本尺寸计算
平行轴齿轮的传动类型
判断题：
1、渐开线齿轮传动的中心距略有偏差，其传动比不会受影响。

（）
2.齿轮传动的重合度愈大，传动愈平稳。

（）
3.渐开线齿轮分度圆上的齿厚一定等于齿槽宽。

（）
4.与标准齿轮比较，正变位齿轮齿根圆直径变小。

（）
5.增加齿轮齿数，可以提高齿轮传动的重合度。

（）
6.圆锥齿轮的齿数小于其当量齿数。

（）
7.范成法加工齿数为15的渐开线标准直齿圆柱齿轮会产生根切现象。

（）
8.圆锥齿轮的齿数小于其当量齿数。

（）
选择题：
1、通常所说的渐开线齿轮的压力角α指的是在（）上的压力
角。

①基圆② 分度圆③ 齿顶圆④ 齿根圆
2.为了使得渐开线标准直齿圆柱齿轮不根切，齿数应该（）
A、小于7
B、小于10
C、大于17
D、小于17
3、若标准齿轮与正变位齿轮的参数m，Z，α，h a*均相同，则后者比前者的：齿根高，分度圆直径，分度圆齿厚，分度圆齿距。

①增大②减小③不变在高速凸轮机构中，为减少冲击与振4、设计标准齿轮时，若发现重合度过小，则修改设计时应。

①加大模数②增加齿数③加大中心距）
5、渐开线标准直齿圆柱齿轮轮齿的齿厚和齿槽宽相等所在的圆是（）。

①基圆② 分度圆③ 齿顶圆④ 齿根圆
6、渐开线齿轮的齿根圆（）。

A、总是大于基圆
B、总是小于基圆
C、总是等于基圆
D、有时小于基圆，有时大于基圆
7、一个渐开线齿轮的分度圆（）。

A、总是等于节圆
B、总是小于节圆
C、总是大于节圆
D、以上说法都不对
8、一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合时，其啮合角（）。

A、大于节圆压力角
B、等于节圆压力角
C、小于节圆压力角
D、等于20°
9、渐开线的齿顶圆压力角总是（）分度圆压力角。

Ａ、等于B、近似于C、大于D、小于
10、一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，其啮合角总是（）节圆压力
角。

a)小于B、大于C、近似于D、等于
11、用齿条型刀具范成加工渐开线直齿圆柱齿轮，当（）时，将发生
根切。

A 、x>xmin
B 、z>zmin
C 、PB 刀>PN
D 、PB 刀≤ PN
12、 一对无齿侧间隙啮合传动的直齿圆柱齿轮，当要求其中心距a ˊ大于
标准中心距a 时，应采用（ ）。

a) 正传动 B 、负传动 C 、零传动 D 、标准齿轮传动
计算题：
1、已知一对标准直齿圆柱齿轮的中心距mm a 160=，2传动比312=i ，小齿轮齿数202=Z 。

试求：（1）模数m 和分度圆直径1d ，2d ； （2）齿顶圆直径1a d ，2a d 及基圆直径1b d ，2b d ； （3）如果将其中心距加大到162mm,则此时的啮合角α'将变为
多少？
（4）如果中心距减小到158mm ，该使用什么传动形式？
2、一对外啮合的渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，m=2mm ，z1=z2=20，α=20°，ha ﹡=1， 安装时故意把中心距拉开，恰好使其重叠系数ε=1（不考虑有齿侧间隙和径向间隙是否标准）。

求这样安装的中心距a ˊ=？
第十一章 轮系
1、图为一复合轮系，已知：Z 1＝Z 2'＝25，Z 2＝Z 3＝20，Z H ＝100，Z 4＝20，
试求：(1) 该复合轮系的传动比i 14；
(2) n 1的转向如图示，标出系杆H 的转向。

2、图示轮系中，已知各轮齿数：Z 1=1，Z 2=40，Z 2’=24，Z 3=72，Z 3’=18，Z 4=114。

1) 该轮系属于何种轮系？
2) 计算传动比i 1H ，并在图中标出系杆H 的转向。

3、已知图示8.3轮系中各轮齿数为：1Z =40，2Z =20，
===543Z Z Z 30，6Z =60，7Z =1（右旋），1n =100rpm ，7n =200rpm 。

求：5n =？方向？
第十二章 重点掌握棘轮机构、槽轮机构的工作原理，运动形式的转化。

判断题：
1、槽轮机构可以实现间歇运动。

（）
2、棘轮机构传动时，棘爪能顺利滑向棘轮齿根部的条件为棘爪轴心位置
角β大于摩擦角φ。

（）
3、单圆销槽轮机构中，槽轮的运动时间总小于其静止时间。

（）填空题：
1、牛头刨床进给机构，拟将往复摆动变为丝杆的间隙转动则应采用（）机构。

Ａ、槽轮B、棘轮C、不完全齿轮机构
2、为了使从动件获得间歇转动，则可以采用机构或机构。

第三章平面机构的运动分析
主要概念：绝对瞬心、相对瞬心、速度影像
主要知识点：瞬心的数目、瞬心的位置、速度图解法的基本原理（同一构件两点间的速度合成，不同构件上重合点的速度合成，加速
度可不看）
核心知识点：用瞬心法求解两构件间的传动比，用瞬心法求某一构件的速度
用矢量合成图解法求某一构件的速度
1、速度瞬心是两构件上相对速度的瞬时重合点。

①为零②不相等③不为零且相等
2、铰链四杆机构总的瞬心数目为____个，其中绝对瞬心有_____个。

3、平面铰链六杆机构共有个________瞬心，其中______个是绝对瞬心，____个相对瞬心。

1、已知图示曲柄导杆机构中原动件1的角速度ω1=10rad/s，
61、在图A-9所示的齿轮-连杆组合机构中，,70,100,45L AB mm L mm L mm CD BC ===
mm L AD 120=。

试分析:
（1）齿轮1能否绕A 点做整周转动（说明理由）？ （2）该机构的自由度为多少(要有具体计算过程)？ （3）在图A-9所示位置时，瞬心13P 在何处？?/3113==ωωi
图A-9
解：（1）由CD BC AD AB L L L L +<+可知，齿轮1能绕A 点作整周转动。

（2）12625323=-⨯-⨯=--=H L P P n F
（3）瞬心13P 间图B-5所示，161336133113//P P P P i ==ωω。

图 B-5
2、一曲柄滑块机构如图（a）所示，图（b）为其速度多边形，作图的比例尺为μl=5mm/mm,μv=30mm/s/mm。

试求出构件1、2、4的角速度ω1、ω2、ω4（大小和方向）以及C点和F点的速度VC和VF。

注：必须写出ω或V的计算公式，再从图中量取有关线段，代入公式求解。

没有上述过程而直接写出答案者，不给分数。

3、在图示的正切机构中，已知h=35mm，Φ=45°Lae=Led=25mm，机构图的比例尺μl=0.001m/mm，今已画出了该机构在图示位置时速度和加速度多边形图。

它们的比例尺μv=0.05
m/sec/mm，μa=2。

25m/sec２/mm。

要求：
（1）按已画出的速度和加速度多边形图，分别列出与其对应的速度和加速度向量方程式，并把各个向量分别标在速度和加速度多边形中
相应的代表线段旁边；
（2）求构件1和构件2的角速度ω1和ω2的大小和方向；
（3）用影像法求构件1上D点的速度VD加速度aD的值，并在速度和加速度多边形图上标出；
4、图示为机构的速度图和加速度图。

试根据该图写出速度2B V 和加速度2B a 的矢量方
程。

并在速度和加速度矢量图上标出各个量。

1212B B B B V V V +=
第四章 平面机构的力分析
主要知识点：运动副中摩擦力的确定（移动副、转动副） 考虑摩擦时机构的力分析
1、图示为凸轮-杠杆机构的运动简图。

凸轮1为原动件逆时针方向转动，通过杠杆2提起重物Q ，摩擦角ψ和摩擦圆如图所示，试：
1) 直接在图上画出各运动副处总反力的方向（符号、下标要写清楚，如
12R F ）
； 2) 写出杠杆2的力平衡矢量方程式，并画出其力多边形；（比例自定）
解：1）各运动副总反力见下图；
2) 杠杆2的力平衡矢量方程为：03212=++F F F R R ，作出力多边形如下图：
2、图示曲柄滑块机构中，曲柄1上作用驱
动力距M ，滑块3上作用阻力F 。

若不计各活动构件质量，标出机构在图示位置时各运动副总反力作用线（给定摩擦角）。

解：
第五章机械的效率和自锁
核心知识点：效率的定义，机组效率的计算
第六章机械的平衡
1、机械平衡研究的内容是（）。

（③）
①驱动力与阻力间的平衡②各构件作用力间的平衡
③惯性力系间的平衡④输入功率与输出功率间的平衡
2、（西安电子科技大学1996年考研试题）在转子的动平衡中，（）。

（B）
A、只有作加速运动的转子才需要进行动平衡，因为这时转子将产生惯性力矩M=- J
B、对转子进行动平衡，必须设法使转子的离心惯性力系的合力和合力偶矩均为零。

C、对转子进行动平衡，只要能够使转子的离心惯性力系的合力为零即可。

D、对转子进行动平衡，只要使转子的离心惯性力系的合力偶矩为零即可。

3、所谓平衡力指的是作用在机械上的生产阻力。

（×）
4、经过动平衡设计的刚性转子，加工好后没有必要再进行动平衡试验。

（×）
5、动平衡的转子一定满足静平衡条件。

（√）
6、在薄片圆盘上，有两个不平衡质量Q 1=5kg ，Q 2=8kg ，ｒ1=ｒ2=10mm 。

试用图解法确定应加平衡重
的质径积W ，并在图中标出它与0X 轴所夹的方向角α。

解：两质量产生的质径积分别为：
mm
kg W mm kg W ⋅=⨯=⋅=⨯=80108,
5010521
该圆盘的平衡质径积矢量方程为：021=++W W W ，作出矢
量多
边形为：
mm kg W W W ⋅=+=34.942221
︒==-58)50
80
(
1tg α 7、下图所示刚性转子，质量分布如图，试问该转子是否静平
衡？
是否动平衡？简述理由。

3题图
答：因为两质量的质径积的大小相等，方向相反，且相距一定距离，故可知该转子总的惯性力为
零，而总的惯性力偶矩不为零。

所以，该转子为静平衡，动不平衡。

8、刚性转子进行了动平衡以后，它是否还需要静平衡？为什么？
答：刚性转子进行了动平衡以后,不需要静平衡。

因为动平衡的条件中包含了静平衡的条件。

3题图。