南航考研机械原理简答题终极整理版资料

@麻花 整理

平面机构基本定义：
机器：可用来变换或者传递物料、能量或信息的装置
机构：能实现预期机械运动的构件的组合，包括原动件，从动件，机架
零件：机器制造单元
构件：机器运动单元
杆组：从动件系统中分解为若干不可再分，自由度为0的运动链
约束：对独立运动的限制
自由度：构件具有的独立运动的数目
运动副：由两构件直接接触形成的可运动联接
运动链：两个以上以运动副联接而成的系统
虚约束：对输出件的运动不起约束作用的约束
局部自由度：与输出件运动无关的自由度
在什么条件下，运动链具有运动可能性、运动确定性、可以成为机构？
自由度大于零；自由度数目等于原动件数目；运动链中某构件固定为机架
高副低代时，齿轮副如何处理？
齿轮副是将所引入的两个转动副分别位于相接触的两齿廓的曲率中心处，对于一对渐开


什么是速度瞬心，相对瞬心与绝对瞬心的区别？

用速度瞬心法和矢量方程图作机构速度分析有什么优缺点？
速度瞬心法：只能进行速度分析，适用于简单的平面机构
矢量方程图：作图不是很准确
什么是三心定理？
作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于一条直线上
机构在什么时候有哥氏加速度，如何确定？
绝对运动：动点相对于定参考系的运动
相对运动：动点相对于动参考系的运动
牵连运动：动参考系相对于定参考系的运动
相对运动为转动，牵连运动为平动时两构件重合点有哥氏加速度，它是由于相对速度
sin2
ecva

什么是摩擦角，移动副中总反力如何确定？
摩擦角：总反力和法向反力的夹角

什么是当量摩擦系数和当量摩擦角？


矩形螺纹和三角形螺纹副各有什么特点，适用于什么场合？
矩形螺纹：当量摩擦系数小，传动效率高，适用于传动
三角形螺纹：自锁性能好，联接强度高，适用于联接
什么是摩擦圆，摩擦圆的大小和什么有关？
以轴颈中心为圆心，与总反力方向相切的圆；摩擦圆半径与轴颈半径和当量摩擦系数成

为什么实际设计中采用空心轴端？
轴端压强和半径成反比，因此轴端中心部分的压强非常大，极易压溃
什么是机械效率，其意义是什么？
机械效率是输出功（有效功）和输入功（驱动功）的比值，它反映了输入功（有效功）

什么是自锁和自锁性能，移动副和转动副自锁的条件是什么，自锁时阻抗力和机械效率满


自锁性能：机构反行程自锁而正行程不自锁
转动副自锁的条件是驱动力作用在摩擦


什么是质径积和

偏心距？刚性回转件平衡精度的常用定量指标是什么？


对于具体给定的转子，用质径积衡量比较好，因为比较直观，


机械平衡的目的是什么，分为哪几类？
尽量消除附加动压力，减轻有害的机械振动，以改善机器工作性能和延长使用寿

静平衡 动平衡
质心不在回转轴线上，不平衡现象在转子静止时能够显示出，所
转子除静不平衡外还有力偶不平衡，运转时才能显示，所以平衡称为动平衡
轴向尺寸较小，质量分布在垂直轴线的同一平面
d 轴向尺寸较大，质量不分布在垂直轴线的同一平面 5bd
惯性力矢量和等于零
P 惯性力矢量和、惯性力矩矢量和等于零
P 0
M
机构进行动平衡后是否还需要静平衡？
所以当满足动平衡试验性能后即可当满足其

经过平衡设计的刚性转子，在制造出来后是否还需要进行平衡实验？为什么？
由于制造和装配的不精确、材质的不均匀等原因，仍会产生新的
这时已无法用计算来进行平衡，而只能借助于平衡实验。平衡实验就是用实验的方


一般机械的运转过程分为哪三个阶段？每个阶段各有什么特点？
启动阶段：驱动功大于阻抗功，机械原动件的角速度由零逐渐上升
稳定运转阶段：在一个运动循环内，总驱动功与总阻抗功相等，原动件角速度出现周期
PS：等速稳定运转
停车阶段：驱动功为零，阻抗功将机械动能消耗完后机械便停车
为什么要建立机器等效动力学模型，建立机器等效动力学模型时的原则是什么？
研究机械系统的真实运动，必须首先建立外力和运动参数间的函数表达式即机械
对于单自由度的机械系统，只要知道其中一个构件的运动规律，其余所有构件


等效构件的质量和转动惯量所具有的动能，应等于整个系统的总动能
等效构件上的等效力和等效力矩所做功或产生的功率，应等于整个系统的力和力矩所

机器波动原因的原因是什么？为什么要进行调节，调节的类型和方法？
作用在机械上的驱动力与阻抗力通常是变化的，在某一瞬时，由于驱动功与阻抗

使速度波动限制在允许的范围内，以减少对运动副的附加动压力和弹性振动；防

类型：周期性与非周期性

飞轮调速的原理是什么？有什么特点？
其实质是一个能量存储器。由于飞轮具有很大的转动惯
故其转速略有变化就能储存或释放很大的能量。当机械出现盈功或者亏功时，飞轮分别

过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重
安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是幅度有所减小
为减小飞轮的转动惯量，最好将飞轮安装在机械的高速轴上
等效动力学模型
等效力：k
iikiBiiivMvvFF11cos 等效力

矩：kiiikiiiiMvFM11cos
等效质量：2
12)()(ki
isikiBsiivjvvmm 等效转动惯量：2112)()(kiisikisiijvmJ

连杆机构的特点是什么？
运动副一般为低副，面接触压力小，方便润滑，容易加工
可通过演化获得不同的运动规律和丰富的连杆曲线
传动路线长，易产生误差累积
惯性力不易消除，不宜用于高速运动
平面四杆机构基本型式是什么，有哪些演化型式？
基本形式：平面铰链四杆机构（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）

改变构件形状及运动尺寸（曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构）
改变运动副尺寸（曲柄滑块机构→偏心轮机构）
选择不同的构件为机架（曲柄滑块机构→导杆机构、曲柄摇块机构、直动滑杆机构）
运动副元素的互换（摆动导杆机构→曲柄摇块机构）
什么是曲柄和摇杆，铰链四杆机构有曲柄的条件是什么，曲柄是否为最短杆？






杆长条件：最短杆和最长杆长度之和小于等于其他两杆长度之和
组成周转副的两杆中有一杆为最短杆
若机架为最短杆则为双曲柄机构，若不满足杆长

什么是极位夹角、急回特性、行程比系数，它们有什么关系？
>0
越大急回运动越明显，=180*（K-1）/（K+1）
当连杆机构的主动件为等速回转时，从动件空回行程的平均速度大于从动件

K=（+180）/（-180）=快行程平均速度 / 慢行程平均速度
什么是压力角和传动角，研究其有什么意义？
压力角：不计摩擦力的情况下，构件受力方向与运动方向所夹的锐角，反映了力的利用

传动角：压力角的余角，衡量机构传力性能好坏（曲柄摇杆机构中，最小传动角出现在

什么是极位和死点，他们各自的特点，有什么不同？
极位：当原动件与连杆共线时为极位。在极位附近，由于从动件的速度接近于零，故可

死点：当从动件与连杆共线时为死点。此时传动角为零，主动件通过连杆作用于从动件
这时从动件的运动方向是不确定的，故机构的死

机构的极位和死点实际上是机构的同一位置，所不同的仅是机构的原动件不同。

凸轮机构的特点是什么？
结构紧凑，响应迅速，运动规律灵活多样
易磨损，加工困难
凸轮存在冲击时，其速度线图和加速度线图各有什么特点？


推杆常用的运动规律有哪些，各有什么特点？


：柔性冲击
：无冲击，有最大速度和最大加速度

凸轮力锁合和几何锁合各有什么特点？


什么是凸轮的理论廓线和实际廓线，二者有何区别和联系？


以滚子半径为半径作一系列的圆，再作该圆族的包络线，

什么是凸轮机构压力角，在凸轮设计中有什么意义，如何处理？
压力角：推杆与凸轮

接触点处所受正压力方向（凸轮轮廓线接触点法线方向）与推杆上
零）


增大导轨长度l和减小悬臂尺寸b可使临界压力角数值提高
采用正偏置方式和增大基圆半径可减小压力角
什么是凸轮的变尖和失真现象？
其工作廓线的曲率半径等于理论廓线的曲率半径与滚子半径
如果理论廓线的曲率半径与滚子半径相等，则工作廓线的曲率半径为零，出现尖点现


齿轮机构的特点是什么？
传动比准确，传递功率大，传递效率高
制造和安装精度高
什么是齿轮啮合基本定律，什么是共轭齿廓，要使齿轮实现定传动比齿廓曲线应满足什么

互相啮合传动的一对齿轮在任一位置时的传动比，都与其连心线被


无论两齿廓在何位置接触，过接触点所作得齿廓公法线与两齿轮连心线

渐开线齿廓有哪些特点？
发生线长度等于其在基圆上滚过的弧长
渐开线上任意点处法线与基圆相切
渐开线上任意点处法线与基圆的切点，即为渐开线在该点的曲率中心
渐开线的形状取决于基圆大小
基圆以内无渐开线
渐开线齿廓传动有那些特点？
a.保证定传动比且有可分性：中心距略变动时，不影响两轮的传动比
b.正压力方向不变：渐开线齿廓啮合时，两啮合齿廓间的正压力始终沿啮合线方向
什么是齿轮模数，作用是什么，为什么要规定模数标准值，不同齿轮的标准值是怎样规定

p与pi的比值，它决定了齿轮及其轮齿大小和承载能力

斜齿轮法面参数为标准值，锥齿轮大端为标准值，蜗杆轴面参数

什么是齿轮分度圆压力角，为什么要规定分度圆压力角为标准值？


什么是重合度，物理意义是什么，影响重合度有哪些参数？

衡量连续传动的条件，表示同时参与啮合的轮齿对数的平均值，反映齿轮啮合传动的
1
而随齿数的增多而加大，并随啮合角的减小和齿顶高系数的增大而
1.981，最多有2对齿轮同时啮合
直齿圆柱齿轮外啮合，当实际中心距大于标准中心距时，齿轮啮合参数有何变化？

什么是根切现象，产生的原因是什么，有何危害，如何避免？
用范成法加工齿轮时，刀具的顶部过多的切入轮齿根部，因而将齿根的渐开线切




什么是标准齿轮，什么是变位齿轮，齿轮变位修正的目的是什么，齿轮变后各尺寸如何





斜齿轮传动的特点是什么？
啮合性能好，传动平稳
重合度高（端面+轴向），降低了每对轮齿的载荷
不易根切
d.运转时会产生轴向推力
直齿圆锥齿轮几何尺寸的计算通常以哪端为标准值，为什么？
大端；大段尺寸较大，计算和测量的误差相对较小，便于估计机构外形尺寸
什么是斜齿轮当量齿轮和

圆锥齿轮的当量齿轮，意义何在？
斜齿轮当量齿轮：在某一点作法面，用该点曲率半径为分度圆，相当于斜齿轮法面齿

圆锥齿轮当量齿轮：与圆锥齿轮大端球面上分度圆相切的圆锥称为圆锥齿轮的背锥。
将扇形

意义：用当量齿轮的齿形来代替理论齿形，误差很小，可以将直齿圆柱齿轮的计算公

蜗杆传动的特点是什么？
结构紧凑，传动平稳，啮合冲击小
传动磨损大，传动效率低，易发热
反行程常具有自锁
确定蜗杆头数和蜗轮齿数要考虑那些问题？
1-10，推荐值1、2、4、6，当需要反行程自锁时通常取1


什么是蜗杆机构的中间平面，中间平面上蜗杆传动相当于什么传动？

确定蜗杆直径系数的目的是什么，q的大小对蜗杆传动有什么影响？
q变小则导程角变大；模数一定时，q

不同类型齿轮的正确啮合条件？
直齿轮，齿轮齿条，变位齿轮：mmm
1 21
平行轴斜齿轮：
nnmmm21 nnn21 21（外负内正）
锥齿轮：大端参数mmm
1 21
涡轮蜗杆：mmm
t12 12xt 交错角等于90时，螺旋线旋向相同且21

轮系基本定义
定轴轮系：轮系转动时其各轮轴线的位置固定不动
1，
2）


：支撑行星轮且绕固定轴线转动的构件
什么是过轮（惰轮），起什么作用

首、末轮转向关系如何确定？
+”，反之为“-”

什么是周转轮系的转化机构，为什么可以用转化机构法来计算周转轮系中基本构件间传

使之绕行星架的固定轴线回转，此时周转

设计行星轮系时，轮系各轮的齿数和行星轮的个数要满足什么条件？