第二早
一、单项选择题：
1 ?两构件组成运动副的必备条件是_______________ 。
A.直接接触且具有相对运动； B .直接接触但无相对运动；
C .不接触但有相对运动；
D .不接触也无相对运动。
2 .当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将 ___________ 确定的运动。
A .有；
B .没有；
C .不一定
3 .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为______ 。
A.虚约束； B .局部自由度； C .复合铰链
4 .用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有____ 个自由度。
A . 3；
B . 4；
C . 5；
D . 6
5. _____________________ 杆组是自由度等于的运动链。
A . 0；
B . 1；
C .原动件数
6. 平面运动副所提供的约束为
A . 1；
B . 2；
C . 3；
D . 1 或 2
7. __________________________________________________________ 某机构为川级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是 ________________________________________ 。
A .含有一个原动件组；
B .至少含有一个基本杆组；
C .至少含有一个n级杆组；
D .至少含有一个川级杆组。
8 .机构中只有一个 _______ 。
A .闭式运动链；
B .原动件；
C .从动件；
D .机架。
9.要使机构具有确定的相对运动，其条件是__________ 。
A .机构的自由度等于 1 ； B.机构的自由度数比原动件数多1；
C .机构的自由度数等于原动件数
_ ^、
填空题：
平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。
2 . 平面机构中若引入一个高副将带入个约束，而引入一个低副将带入个约束。
3 . 两个做平面平行运动的构件之间为接触的运动副称为低副，它有个约束；而为接触的运动副为咼副，它有个约束。
4 . 在平面机构中，具有两个约束的运动副是副或副：具有一个约束的运动副是
副。
5 . 组成机构的要素是和:构件是机构中的单元体。
6 . 在平面机构中，一个运动副引入的约束数的变化范围是。
7 . 机构具有确定运动的条件是。
8 . 零件与构件的区别在于构件是的单兀体，而零件是的单元体。
9 . 由M个构件组成的复合铰链应包括个转动副。
10 .机构中的运动副是指。
三、判断题：
1. 机构的自由度一定是大于或等于1。
2. 虚约束是指机构中某些对机构的运动无约束作用的约束。在大多数情况下虚约束用来改善机
构的受力状况。
3. 局部自由度是指在有些机构中某些构件所产生的、不影响机构其他构件运动的局部运动的自
常见的几种机械传动方式 机械传动按传力方式分，可分为摩擦传动和啮合传动，摩擦传动又分为摩擦轮传动和带传动等，啮合传动可分为齿轮传动、涡轮蜗杆传动、链传动等等；按传动比又可分为定传动比和变传动比传动。 1.1皮带传动 皮带传动是由主动轮、从动轮和紧张在两轮上的皮带所组成。由于张紧，在皮带和皮带轮的接触面间产生了压紧力，当主动轮旋转时，借摩擦力带动从动轮旋转，这样就把主动轴的动力传给从动轴。 皮带传动分为平皮带传动和三角皮带传动$G 皮带传动的特点： 1）可用于两轴中心距离较大的传动。 2）皮带具有弹性、可缓冲和冲击与振动，使传动平稳、噪声小。3）当过载时，皮带在轮上打滑，可防止其它零件损坏。 4 )结构简单、维护方便。 5）由于皮带在工作中有滑动，故不能保持精确的传动比。 外廓尺寸大，传动效率低，皮带寿命短。\ 三角皮带的断面国家规定为O、A、B、C、D、E、F、T等8种，从O
到T皮带剖面的面积逐渐增大，传动的功率也逐渐增大。 在机械传动中常碰到传动动比的概念，什么是传动比呢？它是指主动轮的转速n1与从动轮的转速n2之比，用I表示：即I=n1/n2。由于皮带传动中存在“弹性滑动”现象，上述传动比公式只是个近似公式，那么皮带传动中这种“弹性滑动”现象是怎样表现的呢？概括如下：在主动轮处，传动带沿带轮的运动是一面绕进，一面向后收缩：在从动轮处，传动带沿带轮的运动是一面绕进，一面向前伸展。| 1.2齿轮传动 齿轮传动是由分别安装在主动轴及从动轴上的两个齿轮相互啮合而成。齿轮传动是应用最多的一种传动形式，它有如下特点 1）能保证传动比稳定不变。 2）能传递很大的动力。 3) 结构紧凑、效率高。+ 4)制造和安装的精度要求较高。 5)当两轴间距较大时，采用齿轮传动就比较笨重 齿轮的种类很多，按其外形可分为圆柱齿轮和圆锥齿轮两大类。 圆柱齿轮的外形呈圆柱形、牙齿分布在圆柱体的表面上，按照牙齿
轴承：1．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？答：两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。 2. 什么是轴承的基本额定动负荷？基本额定动负荷的方向是如何规定的？（6 分）答：轴承的基本额定动负荷：滚动轴承标准中规定，轴承工作温度在100 C以下，基本额定寿命L= 1 X 106时，轴承所能承受的最大载荷成为轴承的基本额定动负荷.（3分）轴承的基本额定 动负荷的方向，对于向心轴承为径向载荷（ 1 分），对于推力轴承为中心轴向载荷（ 1 分），对于角接触向心轴承为载荷的径向分量（ 1 分）。 3．简述形成稳定动压油膜的条件？答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须 有足够的相对运动速度。 4．解释名词；滚动轴承的寿命；滚动轴承的基本额定动载荷。答：1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体，任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数。也可用恒定转速下的运转小时数表示；2）基本额定动载荷即基本额定寿命为 106转时，轴承所能承受的最大载荷。 5?滚动轴承的当量静载荷P0的定义。当量静载荷是一个假想载荷，其作用方向与基本额定静负荷相同，而在当量静载荷作用下，轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。 6．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？1）在高速重载下能正常工作，寿命长；2）精度高；滚动轴承工作一段时间后，旋转精度J 3）滑动轴承可以做成剖分式的一能满足特殊结构需要。如曲轴上的轴承；4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动，缓和冲击。5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。6）起动摩擦阻力较大。 7、按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。0?滑动轴承计算中，计算p, pv, v各考虑什么问题？答：p――轴承磨损；pv――发热；v 局部磨损。 8. 选择滚动轴承时主要考虑哪些因素?方向和性质；轴承的转速；调心性能要求；轴承的安 装与拆卸；经济性。 联轴器： 1 、联轴器和离合器都是用来实现轴与轴之间的连接,传递运动和动力。但联轴器与离合器的主要区别在于联轴器需要在停止转动后才能实现轴与轴的结合或分离, 而离合器可使工作中的轴随时实现结合或分离。 链： 1 、链传动设计时,链条节数应选偶数。链轮齿数应选质数；速度较高时,链节距应 选小些。节距p =（25.4/16）*链号，节距大，尺寸大，功率大。 2. 与带传动相比,链传动有那些特点？答案：优点：没有弹性滑动和打滑现象,平均传动 比准确,传动效率较高,压轴力小,能在高温,多灰尘,湿度大且有腐蚀性的环境下工作, 工况相同时,结构较为紧凑； 缺点：瞬时传动比不准确,传动不平稳, 工作时有噪声, 不适合在载荷变化很大和急速反向的传动中工作,只限于平行轴传动,制造成本较高。 3. 简述链节距P 的选择原则。 答题要点：在满足传递功率要求的前提下,应尽量选择小节距的单排链；若传动速度高、功率大时,则可选用小节距多排链。 4. 紧边布置在上面,避免咬链或发生紧边与松边相碰。张紧轮：靠近主动轮松边还要增大
1．图示铰链四杆机构中，已知l AB=55mm，l BC=40mm，l CD=50mm，l AD=25mm。试分析以哪个构件为机架可得到曲柄摇杆机构？（画图说明） 作图（略）最短杆邻边AB和CD。 2．判定机械自锁的条件有哪些？ 1)驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内； 2）机械效率小于或等于0 3）工作阻力小于或等于0 3．转子静平衡和动平衡的力学条件有什么异同？ 静平衡：偏心质量产生的惯性力平衡 动平衡：偏心质量产生的惯性力和惯性力矩同时平衡 4．飞轮是如何调节周期性速度波动的？ 飞轮实质是一个能量储存器。当机械出现盈功速度上升时，飞轮轴的角速度只作微小上升，它将多余的能量储存起来；当机械出现亏功速度下降时，它将能量释放出来，飞轮轴的角速度只作微小下降。 5．造成转子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？ 原因：转子质心与其回转中心存在偏距； 平衡目的：使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡以消除或减小其不良影响。 6．凸轮实际工作廓线为什么会出现变尖现象？设计中如何避免？ 变尖原因：滚子半径与凸轮理论轮廓的曲率半径相等，使实际轮廓的曲率半径为0。避免措施：在满足滚子强度条件下，减小其半径的大小。 7．渐开线齿廓啮合的特点是什么？ 1）定传动比2）可分性3）轮齿的正压力方向不变。 8．何谓基本杆组？机构的组成原理是什么？ 基本杆组：不能拆分的最简单的自由度为0的构件组。机构组成原理：任何机构都可看成是有若干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。 9．速度瞬心法一般用在什么场合？能否利用它进行加速度分析？ 简单机构的速度分析；不能。 10．移动副中总反力的方位如何确定？ 1）总反力与法向反力偏斜一摩擦角2）总反力的偏斜方向与相对运动方向相反。 11．什么是机械的自锁？移动副和转动副自锁的条件分别是什么？ 自锁：无论驱动力多大，机构都不能运动的现象。移动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦锥里；转动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦圆内。 12．凸轮轮廓曲线设计的基本原理是什么？如何选择推杆滚子的半径？ 1）反转法原理 2）在满足强度条件下，保证凸轮实际轮廓曲线不出现尖点和“失真”，即小于凸轮理论轮廓的最小曲率半径。
考试科目： 机 械 设 计 考试时间： 120分钟 试卷总分 100分 一、简答题 （本大题共4小题，总计26分） 1、 齿轮强度计算中，有哪两种强度计算理论分别针对哪些失效若齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是什么 （6分） 齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算，齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。 齿轮传动为闭式软齿面传动，其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计，校核齿根的弯曲疲劳强度。 2、连接螺纹能满足自锁条件，为什么还要考虑防松根据防松原理，防松分哪几类（8分）
因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时，螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失，不再满足自锁条件。这种情况多次重复，就会使联接松动，导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此，在设计螺纹联接时，必须考虑防松。根据防松原理，防松类型分为摩擦防松，机械防松，破坏螺纹副关系防松。 3、联轴器和离合器的功用是什么二者的区别是什么（6分） 联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是：用联轴器联接的两轴在工作中不能分离，只有在停机后拆卸零件才能分离两轴，而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距（6分） 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 得 二、选择题（在每题若干个选项中选出正确的选项填在横分
线上。 本大题共12小题，总计24分） 1、当两个被联接件之一太厚，不易制成通孔且需要经常拆卸时，往往采用 B 。 A．螺栓联接 B．双头螺柱联接 C．螺钉联接 2、滚动轴承中，为防止轴承发生疲劳点蚀，应进行 A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 A. 轴面 B. 端面 C. 法面 4、一对相啮合的圆柱齿轮的Z1＜Z2， b1>b2,其齿面接触应力的大小为 A 。 A. σH1=σH2 B. σH1>σH2 C. σH1<σH2 5、V带传动设计中，限制小带轮的最小直径主要是为了____B___。 A．使结构紧凑B．限制弯曲应力 C．限制小带轮上的包角D．保证带和带轮接触面间有足够摩擦力 6、在齿轮抗弯强度的设计公式m 中，应代入_ C __。
试题 1 3、 转动副的自锁条件是 驱动力臂≤摩擦圆半径 。 一、选择题（每空 2 分，共 10 分） 4、 斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑 。 1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。 A 、从动件的尺寸 B 、 机构组成情况 C 、 原动件运动规律 D 、 原动件运动规律和机构的组成情况 2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm ，80mm ，100mm ，当以 30mm 5、 在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为 2，则称为 差动轮 系 ，若其自由度为 1，则称其为 行星轮系 。 6、 装有行星轮的构件称为 行星架（转臂或系杆） 。 7、 棘轮机构的典型结构中的组成有： 摇杆 、 棘爪 、 棘轮 等。 三、简答题（15 分） 1、 什么是构件？ 的杆为机架时，则该机构为 A 机构。 答：构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的 A 、双摇杆 B 、 双曲柄 C 、曲柄摇杆 单位体。 2、 何谓四杆机构的“死点”？ 答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0，主动件通过连杆作用于从 D 、 不能构成四杆机构 动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动， 3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。 A 、一次多项式运动规律 B 、 二次多项式运动规律 C 、正弦加速运动规律 D 、 余弦加速运动规律 4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。 A 、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡 B 、 动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来 机构的这种传动角为零的位置称为死点。 3、 用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪 些？ 答：出现根切现象的原因：刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m ）超过 了被切齿轮的啮合极限点 N 1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。 避免根切的方法：（a ）减小齿顶高系数 ha*.(b)加大刀具角α.(c)变位修正 四、计算题（45 分） 1、 计算如图 1 所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2） C 、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度 b 与其直径 D 之比 b/D<0.2） D 、 使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡 5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。 A 、模数 C D E C D B B F G B 、 分度圆上压力角 A A C 、齿数 D 、 前 3 项 a b 二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 1、 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低副 。 2、 作相对运动的三个构件的三个瞬心必 在同一条直线上 。 图 1 小题 a ：其中 A 、B 处各有一个转动副，B 处有一个移动副，C 、D 处的移动副记作一个 1 《机械原理》试题及答案
机械设计简答题 1.一部机器由哪些部分组成？分别起什么作用？ 答：机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。除此之外，还有自动控制部分。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。 工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装配的终端，起结构形式取决于 机器的用途。例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。 传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。例如：金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。 2.决定机器好坏的关键是哪个阶段？ 答：设计阶段 3.机械零件的失效形式有哪些？ 答：（一）整体断裂 （二）过大的残余变形 （三）零件的表面破坏 （四）破坏正常工作条件引起的失效 4.常规的机械零件设计方法有哪些？ 答：（一）理论设计 （二）经验设计 （三）模型试验设计 5.机械零件的理论设计有哪几种？ 答：设计计算 校核计算 6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力？ 答：接触应力为：脉动循环变应力 弯曲应力为：对称循环变应力 7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述？ 答：可用最大应力max σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ=来描述。 8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力？ 答：r=-1代表对称循环变应力，r=0脉动循环变应力，r=1静应力。 9.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的最主要因素？ 答：应力幅。 10.疲劳曲线有哪两种？如何定义？ σ-N 疲劳曲线，等寿命疲劳曲线。 σ-N 疲劳曲线：在各种循环作用次数N 下的极限应力，以横坐标为作用次数N 、纵坐标为极限应力，绘成而成的曲线。 等寿命疲劳曲线：在一定的应力循环次数N 下，疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。 11.σ-N 曲线中，我们把曲线分成了那几段？各有什么特点？ 分为AB BC CD 三段。在AB 段，是材料发生破坏的最大应力值基本不变。在BC 段，材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降。在CD 段，材料试件经过一定次数的交应变力作用后会发生疲劳破坏。 12.简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处？ 静强度设计是和屈服强度做比较，疲劳强度是考虑到不同因素对疲劳极限的影响。
机械原理---1 第2章机构的结构分析 一、正误判断题：（在括号内正确的画“ V,错误的画“X” ） 在平面机构中一个高副引入二个约束。 任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的。 运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度。 平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全 相同。 当机构自由度F > 0,且等于原动件数时，该机构具有确定运动。 若两个构件之间组成了两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。 在平面机构中一个高副有两个自由度，引入一个约束。 在杆组并接时，可将同一杆组上的各个外接运动副连接在同一构件上。 任何机构都是由机架加原动件再加自由度为零的基本杆组组成。因此基本杆组是自由度为 零的运动链。 平面低副具有2个自由度，1个约束。 1. 2. 3. 4 5. 6. 7. 8. 9. 10. 二、填空题 1. 2. 3. 4. 5 . (X) (“ (X) (“ (X) (V) (X) (V (X) 机器中每一个制造单元体称为 零件 O 机器是在外力作用下运转的，当外力作功表现为 表现为 亏功 时，机器处在减速阶段。 局部自由度虽不影响机构的运动，却减小了 高副元素的磨损，所以机构中常出现局部自由 度。 机器中每一个独立的运动单元体称为 构件O 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低 副;通过点、线接触而构成的运动副称为 高 副。 平面运动副的最大约束数为 2 ，最小约束数为 1 O 两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为 高畐y,它产生2 个约束。 盈功 时，机器处在增速阶段，当外力作功 6. 7. 三、选择题 1. 机构中的构件是由一个或多个零件所组成 ，这些零件间_B ______ 产生任何相对运动。 A.可以 B.不能 C. 变速转动或变速移动 2. 基本杆组的自由度应为 C A. — 1 B. +1 3. 有两个平面机构的自由度都等于 机构，则其自由度等于 _B _____ O A. 0 B. 1 4. 一种相同的机构_A _________ : A.可以 B.不能 5. 平面运动副提供约束为（C A. 1 B 6. C. 0 1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面 C. 2 组成不同的机器。 C.与构件尺寸有关 ； ）o 7. .2 计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会（ A.不变 B .增多 由4个构件组成的复合铰链，共有（ A. 2 B . 3 有两个平面机构的自由度都等 1 , .1或2 C ）O C .减少 B ）个转动副。 C . 4 现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机 构，则其自由度等于（B ） O
1、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？ 答：（1）弹性滑动是由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性变形也不等，从而造成带与带轮之间的微量滑动，称为弹性滑动，它是带传动正常工作的固有特性。打滑是由于随着有效拉力增大，弹性滑动的区段也将扩大，当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧，带的有效拉力达到最大值，如果工作载荷进一步增大，带与带轮间将发生显著的相对滑动，这称为打滑。打滑是带传动的失效形式之一。（2）弹性滑动造成带传动的传动比不为常数，它是不可避免的。打滑使带的磨损加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，它是应当避免的。 2、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 答：因为带传动是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，如果不张紧，摩擦力小，传递的功率小，甚至出现打滑失效，加之由于带都不是完全的弹性体，工作一段时间以后，带由于发生塑性变形而松弛，为了保证带传动正常工作，必须要把带张紧； 常见的张紧装置有：（1）定期张紧装置：滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。（2）自动张紧装置。（3）采用张紧轮的装置 3、与带传动相比，链传动有何优缺点？ 答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。 4、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？ 答：中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受的载荷增大，且易出现跳齿和脱链现象；中心距太大，会引起从动边垂度过大。 5、试简要说明链传动中链轮齿数和链节距对传动的影响？ 答：链轮齿数少，可以减小带传动的外廓尺寸，但是过小将导致：（1）传动的不均匀性和动载荷增加；（2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；（3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。齿数过大，传动的尺寸和质量增大，链条也易于跳齿和脱链的现象发生。链轮齿数多，增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下，链的节距越大，链传动的承载能力就越高，但是传动的多边形效应也要增大，于是振动、冲击、噪音也越严重。 6、链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？ 答：一是因为链速和从动链轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。二是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三是当链节进入链轮的瞬间，链节和链轮以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四是若链张紧不好，链条松弛。 7、带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？ 答：中心距愈小，带长愈短。在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳破坏；如在传动比一定的条件下，中心距越小，小带轮包角也越小，传动能力下降，所以要限制最小中心距。（2）传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小，传动能力下降，故要限制最大传动比。 8、链传动的可能失效形式可能有哪些？ 答： 1）铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。 9、带的速度、带轮直径对带传动有什么影响？ 答：(1)带的速度过大，离心力过大；带的速度过小这时所需的有效拉力过大，即所需带的根数过多，于是带的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。 (2）小带轮的直径过小，将使带的弯曲应力增加，强度下降；如果保证传递的功率，这势必使得带的根数增加；如果保证带的根数，这势必使得带传递的功率下降； 10、液体动压向心滑动轴承热平衡计算的基本原理是什么？如果温升过高不能满足热平衡
机械原理考试复习题及参考答案 一、填空题： 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2.同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 4.机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等 于。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 8.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运 动，后半程 作运动。 10.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合 度。 11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是 轮系。
13.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。 14.铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。 15.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。 16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。 17.机械发生自锁时，其机械效率。 18.刚性转子的动平衡的条件 是。 19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位 置时。 20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能 越。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数 为。 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹 配。 24.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。 25.平面低副具有个约束，个自由度。 26.两构件组成移动副，则它们的瞬心位置
第一章绪论 基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。 第二章平面机构的结构分析 机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。 1. 机构运动简图的绘制 机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。 为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。 2. 运动链成为机构的条件 判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。 运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。 机构自由度计算是本章学习的重点。 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。 (1) 复合铰链 复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。 正确处理方法：k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。 (2) 局部自由度 局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。 正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。 (3) 虚约束 虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。 正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。 虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。 3. 机构的组成原理与结构分析 机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。 第三章平面机构的运动分析 1．基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心（数目、位置的确定），以及“三心定理”。 2．瞬心法在简单机构运动分析上的应用。 3．同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？ 4．“速度影像”和“加速度影像”的应用条件。 5．构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。 6．哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。 第四章平面机构的力分析 1．基本概念：“静力分析”、“动力分析”及“动态静力分析” 、“平衡力”或“平衡力矩”、“摩擦角”、“摩擦锥”、“当量摩擦系数”和“当量摩擦角”（引入的意义）、“摩擦圆”。 2．各种构件的惯性力的确定： ①作平面移动的构件； ②绕通过质心轴转动的构件；
1、螺纹联接为什么要防松，防松方法有几种？各举两例。 【答案】螺纹联接在冲击、振动和变载作用下，预紧力可能在某一瞬间消失，联接仍有可能松脱；温度变化较大而联接件与被联接件的温变差异较大时，联接也可能松脱。因此在设计时，就应考虑防松。防松方法一般有三类： 第一类：摩擦力防松，例如弹簧垫圈，双螺母等。 第二类：机械防松，例如槽形螺母和开口销、止动垫圈等。 第三类：其它方法防松（破坏防松），例如冲击法、粘合法。 2、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？ 【答案】（1）弹性滑动是由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性变形也不等，从而造成带与带轮之间的微量滑动，称为弹性滑动，它是带传动正常工作的固有特性。打滑是由于随着有效拉力增大，弹性滑动的区段也将扩大，当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧，带的有效拉力达到最大值，如果工作载荷进一步增大，带与带轮间将发生显著的相对滑动，这称为打滑。打滑是带传动的失效形式之一。 （2）弹性滑动造成带传动的传动比不为常数，它是不可避免的。打滑使带的磨损加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，它是应当避免的。 3、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 【答案】因为带传动是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，如果不张紧，摩擦力小，传递的功率小，甚至出现打滑失效，加之由于带都不是完全的弹性体，工作一段时间以后，带由于发生塑性变形而松弛，为了保证带传动正常工作，必须要把带张紧； 常见的张紧装置有：（1）定期张紧装置：滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。（2）自动张紧装置。（3）采用张紧轮的装置。 4、试简要说明链传动中链轮齿数和链节距对传动的影响？ 【答案】链轮齿数少，可以减小带传动的外廓尺寸，但是过小将导致：（1）传动的不均匀性和动载荷增加；（2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；（3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。齿数过大，传动的尺寸和质量增大，链条也易于跳齿和脱链的现象发生。链轮齿数多，增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下，链的节距越大，链传动的承载能力就越高，但是传动的多边形效应也要增大，于是振动、冲击、噪音也越严重。 5、对于齿面硬度HBS≤350的一对齿轮传动，选取齿面硬度时，哪个齿轮的齿面硬度应高些？为什么？ 【答案】小齿轮的齿面硬度高。 因为当小齿轮与大齿轮的齿面具有较大的硬度差，且转速又较高时，较硬的小齿轮齿面对较软的大齿轮齿面会起到明显的冷作硬化效应，从而大大提高大齿轮齿面的疲劳极限；而且小齿轮的转速比大齿轮的转速高，啮合的次数多，为了使大小齿轮达到等强度，故使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30~50HBS 6、试述直齿圆柱齿轮传动失效形式有哪些？并说明闭式硬齿面齿轮传动的设计准则是什么？ 【答案】失效形式有：轮齿的折断、齿面的点蚀、齿面的磨损、齿面的胶合、塑性变形闭式硬齿面齿轮传动的设计准则是：按弯曲疲劳强度计算、接触疲劳强度校核
1、何谓基本杆组？机构的组成原理是什么？ 基本杆组：不能拆分的最简单的自由度为0 的构件组。 机构组成原理：任何机构都可看成是由若干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成。 2、针对下面内燃机的结构图，分析其工作过程，由哪些基本机构组成，有何作用？ 1）工作过程：活塞下行，进气阀开启，混合气体进入气缸；活塞上行，气阀关闭，混合气体被压缩，在顶部点火燃烧；高压燃烧气体推动活塞下行，两气阀关闭；活塞上行，排气阀开启，废气体被排出气缸。 2）曲柄滑块机构：活塞的往复运动通过连杆转变为曲轴的连续转动； 3）凸轮机构：凸轮和顶杆启闭进气阀和排气阀； 4）齿轮机构：两个齿轮用来保证进、排气阀与活塞之间形成协调动作。 3、机构运动分析当中的速度多边形具有哪些特点？ 1）极点P的速度为零； 2）由极点向外放射的矢量代表该点在机构中的绝对速度； 3）连接两绝对速度矢端的矢量代表该两点的相对速度； 4）速度多边形相似于同名点在构件上组成的多边形。
4、机构运动分析当中的加速度多边形具有哪些特点？ 1）极点P’的加速度为零； 2）由极点向外放射的矢量代表绝对加速度； 3）连接两绝对加速度矢端的矢量代表该两点的相对加速度； 4）加速度多边形相似于同名点在构件上组成的多边形。 5、根据不同的场合，应用不同的机械自锁判断条件有哪些？ 1）判断运动副的自锁条件是驱动力落在摩擦锥或摩擦圆内； 2）机械的效率小于或等于零，机械自锁； 3）机械的生产阻力小于或等于零，机械自锁； 4）作用在构件上的驱动力在产生有效分力Pt的同时，也产生摩擦力F，当其有效分力总是小于或等于由其引起的最大摩擦力，机械自锁。 6、在设计一对心凸轮机构设计时，当出现α≥[α] 的情况，在不改变运动规律的前提下，可采取哪些措施来进行改进？并分析这些因素对压力角的影响？1）加大基圆半径r0，r0↑→α↓； 2)将对心改为偏置，e↑→α↓； 3)采用平底从动件，α=0。 7、渐开线具有的特性有哪些？ 1）发生线的长度等于基圆上被滚过的圆弧长度 2）渐开线任一点的法线恒与基圆相切 3）发生线与基圆的切点是渐开线的曲率中心 4）渐开线的形状取决于基圆的大小 5）基圆内无渐开线 8、什么是重合度？其物理意义是什么？增加齿轮的模数对提高重合度有无好处？ 1）实际啮合线段与轮齿法向齿距之比为重合度；
1、带传动中弹性滑动与打滑就是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？ 答:(1)弹性滑动就是由于紧边与松边的拉力不同,因而弹性变形也不等,从而造成带与带轮之间的微量滑动,称为弹性滑动,它就是带传动正常工作的固有特性。打滑就是由于随着有效拉力增大,弹性滑动的区段也将扩大,当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧,带的有效拉力达到最大值,如果工作载荷进一步增大,带与带轮间将发生显著的相对滑动,这称为打滑。打滑就是带传动的失效形式之一。(2)弹性滑动造成带传动的传动比不为常数,它就是不可避免的。打滑使带的磨损加剧,从动轮的转速急剧降低,甚至使传动失效,它就是应当避免的。2、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 答:因为带传动就是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动与动力的,如果不张紧,摩擦力小,传递的功率小,甚至出现打滑失效,加之由于带都不就是完全的弹性体,工作一段时间以后,带由于发生塑性变形而松弛,为了保证带传动正常工作,必须要把带张紧; 常见的张紧装置有:(1)定期张紧装置:滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。(2)自动张紧装置。(3)采用张紧轮的装置 3、与带传动相比,链传动有何优缺点？ 答:链传动就是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比,链传动无弹性滑动与打滑现象,因而能保持准确的平均传动比,传动效率较高;又因链条不需要像带那样张得很紧,所以作用于轴上的径向压力较小;在同样使用条件下,链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。 4、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？ 答: 中心距过小,链速不变时,单位时间内链条绕转次数增多,链条曲伸次数与应力循环次数增多,因而加剧了链的磨损与疲劳。同时,由于中心距小,链条在小链轮上的包角变小,在包角范围内,每个轮齿所受的载荷增大,且易出现跳齿与脱链现象;中心距太大,会引起从动边垂度过大。 5、试简要说明链传动中链轮齿数与链节距对传动的影响？ 答:链轮齿数少,可以减小带传动的外廓尺寸,但就是过小将导致:(1)传动的不均匀性与动载荷增加;(2)链条进入与退出啮合时,链节间的相对转角增大,使铰链的磨损加剧;(3)链传动的圆周力增大,从而加速了链条与链轮的损坏。齿数过大,传动的尺寸与质量增大,链条也易于跳齿与脱链的现象发生。链轮齿数多,增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下,链的节距越大,链传动的承载能力就越高,但就是传动的多边形效应也要增大,于就是振动、冲击、噪音也越严重。 6、链传动在工作时引起动载荷的主要原因就是什么？ 答:一就是因为链速与从动链轮角速度周期性变化,从而产生了附加的动载荷。二就是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三就是当链节进入链轮的瞬间,链节与链轮以一定的相对速度相啮合,从而使链与轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四就是若链张紧不好,链条松弛。 7、带传动为什么要限制其最小中心距与最大传动比？ 答:中心距愈小,带长愈短。在一定速度下,单位时间内带的应力变化次数愈多,会加速带的疲劳破坏;如在传动比一定的条件下,中心距越小,小带轮包角也越小,传动能力下降,所以要限制最小中心距。(2)传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小,传动能力下降,故要限制最大传动比。 8、链传动的可能失效形式可能有哪些？ 答: 1)铰链元件由于疲劳强度不足而破坏;2)因铰链销轴磨损使链节距过度伸长,从而破坏正确啮合与造成脱链现象;3)润滑不当或转速过高时,销轴与套筒表面发生胶合破坏;4)经常起动、反转、制动的链传动,由于过载造成冲击破断;5)低速重载的链传动发生静拉断。 9、带的速度、带轮直径对带传动有什么影响？ 答:(1)带的速度过大,离心力过大;带的速度过小这时所需的有效拉力过大,即所需带的根数过多,于就是带的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。 (2)小带轮的直径过小,将使带的弯曲应力增加,强度下降;如果保证传递的功率,这势必使得带的根数增加;如果保证带的根数,这势必使得带传递的功率下降; 10、液体动压向心滑动轴承热平衡计算的基本原理就是什么？如果温升过高不能满足热平衡的条件时,可以采取哪些措施？
机械原理自测题库——分析计算题（共88题） 1、试计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的机构为原动件）。若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目 以及机 构 图a 图b) 题 1 图 2、计算图示机构自由度，并判定该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。 图 a) 图 b) 题 2 图 3、计算图示机构自由度，并确定应给原动件的数目 。 图a 图b 题 3 图 4、在图示机构中试分析计算该机构的自由度数，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，则在图上明确指出。 图a 图b 题 4 图 5、计算图示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。 第 1 页共24 页
图 a) 图 b) 题 5 图 6、试计算图示机构的自由度。(若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。)并指出杆组的数目与级别以及机构级别。 L G I 题 6 图 7、计算下列机构的自由度（有复合铰链、虚约束和局部自由度请指出） 图 a) 图 b) 题 7 图 8、图示的铰链四杆机构中,已知 mm l AB 65 =，mm l CD 90 = ，mm l AD 125 =，s rad mm l BC / 10 , 125 1 = =ω ,顺时针转动,试用瞬心法求: 1)当φ=15°时,点C的速度V C; 2)当φ=15°时,构件BC上(即BC线上或其延长线上)速度最小的一点E 的位置及其速度值。 题 8 图 9、在图示的凸轮机构中，已知凸轮1以等角速度ω1=10rad/s转动。凸轮为一偏心圆，其半径R1=25mm，L AB=15mm，L AD=50mm，φ1=90°，试用瞬心法求机构2的角速度ω2。 第 2 页共24 页
常用螺纹有哪几种类型？各用于什么场合？对连接螺纹和传动螺纹的要求有何不同？ 答：常用螺纹有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。前两种螺纹主要用于连接，后三种螺纹主要用于传动。对连接螺纹的要求是自锁性好，有足够的连接强度；对传动螺纹的要求是传动精度高，效率高，以及具有足够的强度和耐磨性。 普通螺栓连接和绞制孔用螺栓连接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？ 答：普通螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂，设计准则是保证螺栓的静力拉伸强度或疲劳拉伸强度。铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆和孔壁被压溃或螺栓杆被剪断，设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度。 计算普通螺栓连接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头，螺母和螺纹牙的强度？ 答：螺栓头、螺母和螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的，实践中很少发生失效，因此，通常不需要进行强度计算。 螺栓上的总循环是什么循环？ 答：普通紧螺栓连接所受轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为不变号的不对称循环变载荷，10< 连杆机构 1．偏置曲柄滑块机构、摆动导杆机构有无急回特性？ 答：有急回特性，极位夹角不等于零 2．机构的“死点位置”是什么？机构的“死点”位置在什么情况下需要克服，在什么情况下应当利用？ 答：在曲柄摇杆机构中，连杆与曲柄共线时，机构的这种位置称为“死点位置”。 运动时克服，固定夹紧时利用 凸轮 1、凸轮机构从动件常用运动规律,冲击特性及应用场合?（从动件的运动规律取决于凸轮的轮廓形状） 答:等速运动规律、等加速等减速运动规律、简谐运动规律(余弦加速度运动规律); 等速运动规律有刚性冲击,用于低速轻载的场合; 等加速等减速运动规律有柔性冲击,中低速的场合; 简谐运动规律(余弦加速度运动规律)当有停歇区间时有柔性冲击,用于中低速场合、当无停歇区间时无柔性冲击,用于高速场合。 2、什么情况下凸轮机构的从动杆才能得到运动的停歇？ 答：向径高度无变化 齿轮 1、对齿轮材料的基本要求是什么？常用的齿轮材料有哪些？ ①、齿面应用足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等②、齿芯应用足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷 ③、应用良好的加工工艺性能及热处理性能，使其便于加工且便于提高其力学性能。 锻钢因具有强度高、韧性好、便于制造等优点，大多数齿轮用锻钢，当齿轮直径较大不便于锻造时，可用铸钢铸造齿轮，低速轻载的齿轮可用铸铁制齿坯，非金属材料适用于高速轻载。精度要求高的场合。 2、请比较齿轮传动与蜗杆传动的主要失效形式的异同点。 答：两者主要失效形式都有点蚀、断齿、胶合、磨损。 蜗杆传动，胶合失效和磨损必须首先考虑。齿轮传动以点蚀、断齿失效为主。 3、请列出一般动力传动时齿轮传动的两个计算准则，在闭式齿轮传动设计中，分别用这两个准则来设计哪两个参数？ 答：齿面接触疲劳准则： H σ≦[ H σ] 齿根弯曲疲劳准则： F σ≦[ F σ] 使用 H σ≦[ H σ]计算准则计算分度圆直径 1 d 使用 F σ≦[ F σ]计算准则计算或校核模数m 4、简述齿廓啮合基本定律。 答:不论齿廓在任何位置接触,过接触点所做的公法线一定通过连心线上一定点,才能保证传动比恒定 不变。 5. 试述齿廓啮合基本定律。 答：所谓齿廓啮合基本定律是指：作平面啮合的一对齿廓，它们的瞬时接触点的公法线，必于两齿轮的连心线交于相应的节点C，该节点将齿轮的连心线所分的两个线段的与齿轮的角速成反比。机械设计之简答题汇总
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