机械原理复习题答案

考试题型 填空、选择、简答、计算、作图

绪论和第一章

1、机器和（机构 ）统称为机械；（构件）是机械的最小运动单元体。 2、（由两个构件直接接触而组成的可动的连接）称运动副。

3、两构件之间以点、线接触所组成的平面运动副，称为（高）副。以面接触所组成的平面运动副称（低）副。

4、两个以上的构件同在一处以转动副相连接，构成了（复合铰链）。机构中常出现一种与输出构件无关的自由度称（局部自由度 ）。

5、机构中按给定的已知运动规律独立运动的构件称为（ 原动件 ）。 6、（ 机构相对机架具有的独立运动的数目）称为机构的自由度。

7、机构具有确定性运动的条件是（机构自由度大于0,且等于原动件数 ）。 8、平面机构自由度计算的公式（F=3n-2PL-PH ）。

9、（ 两构件的瞬时等速重合点 ）称为两构件的瞬心。

10、以转动副相连接的两构件的瞬心在（转动副的中心 ）；以移动副相连接的两构件间的瞬心位于（ 垂直于导路的无穷远处）。 以两构件以纯滚动的高副连接，瞬心在（ 在接触点）；当高副元素有相对滑动时，瞬心在（ 过接触点的公法线上 ）。

11、 对不通过运动副直接相连的两构件间的瞬心位置，可用（三心定理 ）求出。

12、 对含有N个构件的平面机构，其瞬心总数K=（N（N-1）/2）。则含有7个活动构件的平面机构，其瞬心总数为（ 28 ）。

习题1：如图，已知DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。计算机构自由度（若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出）。 解：

F=3n-2PL-PH

n=8,Pl=11,PH=1 F=1

在D、E处存在复合铰链；滚子绕自身几何中心B的转动自由度为局部自由度；FG杆及其两端的转

动副所引入的约束为虚约束。

计算如图所示的机构的自由度并判断该机构是否具有确定的相对运动。 F=3n－2PL－PH ＝3×2－2×2－1 ＝1

由于该机构原动件数目与自由度数目相等，所以该机构具有确定的相对运动。

习题2：如图，已知AD∥BE∥CF，并且AD=BE=CF；LN=MN=NO，构件1、2为齿轮，且齿轮2与凸轮固连。试计算机构自由度（若有复合铰链、局部自由度和虚约束，请指出）。机构有无确定运动？为什么？

解：

F=3n-2PL-PH

n=13,Pl=18,PH=2 F=1=原动件数 机构的确定运动

第2章 平面连杆机构

1、（铰链四杆机构）为平面四杆机构的基本型式，其他型式的四杆机构可认为它的演化形式。

２、铰链四杆机构有（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构 ）三种基本类型。其中与机架相连的称为（连架杆），能作整周回转的连架杆称（曲柄）。

３、铰链四杆机构中，各运动副都为转动副。据组成转动副的两构件能否作相对整周转动，又分为（整转副）和（摆转副 ）。

４、平行四边形机构是（双曲柄机构）的一种特殊形式；等腰梯形机构是（双摇杆）机构的特殊形式。

５、偏心轮机构可认为是将（曲柄摇杆或曲柄滑块）机构中的转动副半径扩大，使之超过曲柄长演化而成。

６、整转副存在的条件？曲柄存在的条件？双摇杆机构中有无整转副？

７、在摆动导杆机构中，行程速度变化系数K与导杆摆角ψ的关系是（ K=（180º+ ψ ）/（180º- ψ ））。

８、曲柄摇杆机构中，当摇杆为原动件，曲柄为从动件, 且（曲柄与连杆 ）共线时，机构处于死点位置。

９、对心曲柄滑块机构中，以曲柄为原动件时，传动角在（ 曲柄和导路垂直时）最小；在（曲柄和机架共线时）最大。

１０、一曲柄摇杆机构，当行程速比系数K（ ﹥1 ）时该机构有急回特性。１１、设计连杆机构时,为了具有良好的传动条件,应使（传动）角大些。

１２、曲柄摇杆机构处于死点位置时，其传动角为（0），压力角为（90º ）。

１３、曲柄摇杆机构中，当曲柄为原动件时，最小传动角γmin发生在（曲柄和机架共线的位置之一 ）的情况下。

习题1：试根据图中标注尺寸，判断下列铰链四杆机构是曲柄摇杆机构、

双曲柄机构还是双摇杆机构，具体写出判断依据。

（a）50+10080+90，满足整转副存在的条件，且最短杆的对边为机架，为双摇杆机构，有整转副存在。

(b)45+110  70+90, 满足整转副存在的条件，且机架为最短杆的邻边，为曲柄摇杆机构 (c)62+100  70+70，不满足整转副存在的条件，为双摇杆机构。在此机构中没有整转副。 (d)40+120  60+110 ，满足整转副存在条件，且机架为最短杆，为双曲

习题2：图示铰链四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。

试问：（1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？为什么？（2）若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构，如何获得？（3）若a、b、c 三杆长不变，取杆4为机架，（若d为最长杆），要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围为何？

解：(1）当取杆4为机架时：用杆长条件，最短杆长(a＝240mm)+最长杆长（ b=600mm）其余两杆之和（c+ d =400mm， +500mm），符合条件；而且最 短杆1为连架杆，故杆1为曲柄。

（2）可以。当取杆1为机架时，得双曲柄机构； （3）当d为最长杆，即d600mm时， 有（240+d）mm(600+400)mm ，所以600mmd760mm 当240mmd600mm时 ，有（240+600）mm(d+400)mm，所以440mmd600mm 所以d的取值范围为440mmd760mm

第4章 齿轮机构

1、（相啮合的一对齿轮，在任一位置时的传动比都与连心线被其啮合齿廓在接触点的公法线所分成的两线段长成反比 ）称齿廓啮合基本定律。

2、两齿轮实现定传动比传动的条件是（不论在何位置接触，节点P为定点 ）。

3、齿轮定传动比传动时，可看成两个轮的（ 节圆 ）作纯滚动。传动中心距恒等于（两轮节圆半径）之和。

4、渐开线上任意点的法线恒与（基圆 ）相切。渐开线齿轮上（齿顶 ）处的曲率半径最大。基圆上的曲率半径为（ 0 ）；基圆以内（ 无 ）渐开线。 5、渐开线齿轮中分度圆半径与基圆半径之间的关系式为（ rb=rcos ）。

6、渐开线齿轮传动中，当实际安装中心距与设计中心距略有变动时，（ 不 ）影响传动比，称为传动的（可分性 ）。

7、已知m、z、，写出标准直齿轮分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿距、基圆齿距的计算公式（ ） 8、齿轮传动标准中心距公式为（ a=r1+r2=m(Z1+Z2)/2 ）。

9、渐开线直齿轮传动的正确啮合条件为（两轮模数和压力角对应相等 ）。 10、标准安装时，齿轮的（节 ）圆与（分度）圆重合。

11、（两齿轮啮合传动时，其节点P的速度方向与啮合线间所夹锐角）称为齿轮传动的啮合角，通常用（ ′ ）表示。 12、（模数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数为标准值，且有s=e 的齿轮）称为标准齿轮。

13、标准齿轮安装时，当实际中心距a′不等于标准中心距a时，压力角为，啮合角为′，写出中心距与啮合角之间的关系式（ acos= a′cos ′ ）。

14、当两轮按标准中心距安装时，啮合角等于（节圆 ）压力角，也等于（ 分度圆 ）压力角。

15、一对直齿轮的重合度为1.3 ,则在一个基圆齿距范围内有（ 30% ）是双齿啮合。 16、一对渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度1 ）。重合度越大，表明同时参与啮合齿对数越（多），传动越（平稳 ）。

17、范成法加工齿轮时，当用齿轮插刀时（ 不能 ）保证连续加工。

18、何为根切现象？根切原因？后果？直齿轮不发生根切的最少齿数？正变位齿轮与标准齿轮相比哪些尺寸发生了变化？如何变？

19、斜齿轮的参数分（ 法面 ）参数和（端面 ）参数。标准参数为（ 法面 ），而尺寸计算应在（端面 ）上进行。

20、一对直齿圆柱齿轮啮合传动时的啮合过程？啮合线、啮合极限点、实际啮合起始点、终止点？

21、渐开线齿轮齿廓上（基圆 ）上的压力角为0，（齿顶圆 ）上的压力角最大，（ 分度圆）上的压力角为标准值。

例1：一对正常齿制外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知中心距a=80mm ,

i=3，m=2mm, =20º，求：分度圆直径d1、齿顶圆直径da1、齿根圆直径df1、基圆直径db1、基圆齿距Pb1. z120

m(1i)2(13) d1mz122040mm *

da1d12ham402244mm

*

df1d12(hac*)m4021.25235mm

db1d1cos40cos20o37.59mm

例2、范成法加工标准直齿轮，采用标准齿条形刀具，已知被加工齿轮与齿条刀具标准安装，齿条移动速度v=0.5m/s，齿轮角速度=10rad/s，模数m均为5mm，压力角为20。试求：1）被加工齿轮的齿数Z、齿顶圆直径da、基圆直径db、齿距P、基圆齿距Pb；2）该齿轮是否根切，为什么？ （求Z很关键，一步错步步错） rv/0.5/100.05m50mm mZ/250mm

则 当m=5mm，Z=20

P= m=5=15.7mm Pb=Pcos=15.7cos20º

d=2r=250=100mm，

*

dad2ham10025110mm db

dcos100cos20o93.97mm

不根切，因为齿数大于标准直齿轮不发生根切的最少齿数17， 故不发生根切。