复习题答案(2011)

《机械原理》复习题

一.填空题:

2在其它条件相同时，槽面摩擦大于平面摩擦，其原因是(正压力分布不同)。

3设螺纹的升角为λ，接触面的当量摩擦系数为（fv ）,则螺旋副自锁的条件为（v

arctgf ≤λ ）。

4 对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角γ为（90度 ）。

9、3个彼此作平面平行运动的构件间共有( 3 )个速度瞬心,这几个瞬心必定位于(同一直线 )上;

10、含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有( 15 )个,其中有( 5 )个是绝对瞬心,有(10 )个是相对瞬心; １2、在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中(一次多项式 ) 运动规律有刚性冲击, (二次多项式和余弦 ) 运动规律有柔性冲击; (正弦 ) 运动规律无冲击;

16、一个采取负变位修正的直齿圆柱齿轮与同样基本参数的标准齿轮相比较，其（齿顶 ）圆及（齿根 ）圆变小了；而（基 ）圆及（分度 ）圆有大小则没有变。 23刚性回转构件的不平衡可以分为两种类型，一种是静平衡 ，其质量分布特点是在同一平面内 ；另一种是 动平衡 ，其质量分布特点是 在不同平面内 。 二、简答题：

2、铰链四杆机构在死点位置时，驱动力任意增加也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？试加以说明。

答：死点是指机构处于传动角等于00的位置。而自锁是指机械中由于存在摩擦，在一定的几何条件下，即使将驱动力增大到无穷大，也无法使机械运动的现象，机构处于死点位置时，其从动件将出现卡死或运动不确定现象。为了使机构能通过死点而继续运动，可以利用飞轮的惯性，或采用相同机构错开排列的方式等办法来实现。

11在曲柄滑块机构中，当以曲柄为原动件时，是否有死点位置？为什么？

答：在曲柄滑块机构中，当以曲柄为原动件时，不存在死点。因为曲柄滑块机构相当于摇杆为无限长的曲柄摇杆机构，它的连杆与从动件不可能共线。

12 简述渐开线标准斜齿圆柱齿轮当量齿数Zv 的用途。

答：因为渐开线标准斜齿圆柱齿轮加工时，刀具是沿着齿轮的法向方向加工。所以要在法向方向上要找出一个与直齿轮相当的齿轮，并要求出其当量齿数。

15 设计直动推杆盘形凸轮机构时，在推杆运动规律不变的条件下，需减小推程压力角，可采用哪些措施？

答：增大基园半径，合理选择偏置。改为平底推杆。

16推杆常用的运动规律有那几种？其中存在柔性冲击的有哪几种？ 见教材p 154-158

21.何谓机器的“运转速度不均匀系数“？机械的周期性速度波动调节的实质和方法是什么？[δ]是否选得越小越好？

答：运转速度不均匀系数的定义为角速度波动的幅度min max ωω-与平均角速度m ω之比(教材P100)。机械的周期性速度波动调节的实质是减小速度波动，方法是安装飞轮。[δ]并非越小越好，在满足使用要求的条件下[δ]应尽量取得大些，这样可减小飞轮的转动惯量，不致使飞轮过于笨重。 四、计算题：

1 计算如图所示机构的自由度，若存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出其位置。画箭头的构件为原动件。图中DE 平行且等于FG 。

解：I 滚子处有局部自由度，E 处为复合铰链，N （或O ）为虚约束，构件FG 为虚约束构件。（5分）去掉局部自由度和虚约束后，得

2,12,9===h l p p n 123=--=h l p p n F

6 某机械在稳定运转的一个周期中，作用在等效构件上的等效阻力矩M r 的变化规律如图所示，等效驱动力矩为常数，平均角速度ωm =20rad/s,要求运转速度不均匀系数δ=0.05，试求：（20分）

（1） 等效驱动力矩M d ； （2） 最大盈亏功Δw max ；

（3） 应在等效构件上安装的飞轮转动惯量J F 。

解：（1）因为Wd =Wr, π2∙=d

d M

w

πππϕπ

40402

1402

120

=∙+

∙=

=

⎰d M W r d 所以M d = 20N.m

(2)π5max =∆W (3)2

.785.0m kg J F ≥

7 如图所示为某一机械在一个运动循环中的等效驱动力矩M ed 和等效阻抗力矩M er 的变化曲线。设两曲线包围的各小块面积所代表的盈亏功分别为S 1=1400J ，S 2=-2000J ，

S 3=1200J ，S 1=-1500J ，S 5=1000J ，S 6=-100J 。试做出能量指示图并确定其最大盈亏功。（10分）

先画出能量指示图，最大盈亏功就是最高点到最低点之间盈亏功代数和的绝对值。

11如图所示轮系中，已知各轮齿数为Z

1＝Z

2

＝Z

3′

=Z

4

=20，Z

3

＝Z

5

=60。

1）分析该轮系为何种轮系？（4分）2）试求传动比i

15

并指明其转向。（8分）

解：1）该轮系为定轴轮系。

2）920

20606031534

321543215=⨯⨯=

=

=

'

'z z z z z z z z z z z z i

两轮转向相同。

五、分析题作图题：

1 如图3所示铰链四杆机构中，各杆的长度为杆1为28mm ，杆2为52mm,杆3为50mm ，杆4为73mm ，当取杆4为机架时，求机构的极为夹角θ，杆3的最大摆角Φmax ，机构的最小传动角γmin(结果可以作图量取)。（14分）

作图步骤：

1） 以A 点为圆心，AB 长为半径作圆；

2） 以D 点为圆心，DC 长为半径画弧CC ；

3） 以A 点为圆心AB+BC 长为半径画弧交CC 弧于C1点，再以A 为圆心BC-AB 长为半径画弧交CC 弧于C2点，则AC1与AC2的夹角θ即为极位夹角； 4） DC1与DC2的夹角Φmax 即为最大摆角；

5） 最小传动角为AB 与AD 两次共线时BC 与CD 的夹角（取其较小值）见教材P119

３ 用图解法设计摆动导杆机构，已知行程速比系数K=1.5，曲柄长mm L AB 100=。求机架长AC L 。

解：作图步骤：

由θ=180°（K-1）/(K+1) 求得θ=36° 选择合适比例尺μl

在任意位置选择一点，以此点为圆心，以100/μl 为半径作圆，并从该圆圆心作一铅垂线，以该铅垂线为角平分线，以圆心为角顶点作一夹角为144°，该夹角与圆相交于两点，分别以两点作夹角边的垂线交角平分线于一点，该点与圆心的距离即为机架长。 作图过程略。