南航考研机械原理简答题终极整理版

《机械原理》简答题

考研论坛 @麻花 整理

一、平面机构的结构分析

1.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

2.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

3.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，对于一对渐开线齿廓的齿轮副，曲率中心分别位于两齿轮的啮合极限点

二、平面机构的运动分析

1.什么是速度瞬心，相对瞬心与绝对瞬心的区别？

速度瞬心：两构件上相对速度为零的重合点；绝对瞬心处的绝对速度为零

2.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

3.什么是三心定理？

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

4.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，它是由于相对速度方向变化产生的加速度，θωsin 2r e c v a =

三、平面机构的力分析

1.什么是摩擦角，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

总反力和法向反力夹角为摩擦角，偏斜方向和相对速度方向相反

2.什么是当量摩擦系数和当量摩擦角？

当量摩擦系数：摩擦力和铅锤载荷的比值

当量摩擦角：由当量摩擦系数确定的摩擦角

3.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

4.什么是摩擦圆，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正比

5.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

6.什么是机械效率，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）的有效利用程度

7.什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足什么条件？

自锁：由于摩擦力的作用，不管驱动力多大都不能使构件运动的现象

自锁性能：机构反行程自锁而正行程不自锁

移动副自锁的条件是驱动力作用在摩擦角之内，转动副自锁的条件是驱动力作用在摩擦圆之内。自锁时，无论驱动力怎样增加，生产阻抗力和机械效率恒小于等于零

四、平面机构的平衡

1.什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？

质径积：偏心质量与质心向径的乘积

偏心距：转子质心相对回转中心的偏距，也等于质径积与质量的比值

选用许用不平衡量指标时，对于具体给定的转子，用质径积衡量比较好，因为比较直观，便于操作；偏心距则适于衡量转子平衡的优劣或平衡的检测精度，因为便于比较平衡精度的常用定量指标是是偏心距与转子回转速度的乘积

2.机械平衡的目的是什么，分为哪几类？

目的：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

命（完全或部分消除惯性力的不良影响）

3.机构进行动平衡后是否还需要静平衡？

做动平衡试验的试件多用于回转动态场合，所以当满足动平衡试验性能后即可当满足其性能要求，不需要再进行静平衡试验

4.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？

设计出已平衡的转子，由于制造和装配的不精确、材质的不均匀等原因，仍会产生新的不平衡。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法来确定出其不平衡量的大小和方位，然后利用增加或除去平衡质量的方法予以平衡。

五、平面机构的速度波动调节

1.一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性速度波动，但平均角速度保持不变（周期变速稳定运转）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

2.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？

目的：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动力学方程。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，其余所有构件的运动规律可随之求得，因此将机械系统简化为一个构件即等效构件

转化原则：转化前后系统的动力学效果保持不变

a.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

b.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做功或产生的功率

3.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？

原因：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