机械原理部分试题集。
1. 在曲柄摇杆机构中，为提高机构的传力性能应增大压力角。（
2. 机构具有确定运动的条件是自由度等于原动件数。 （
10，在结构允许范围内，凸轮基圆半径越大越好。（
3，蜗轮蜗杆传动中心距。（
1．计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束必须指出。（10分）解。7分）
局部自由度：滚子（1处）；
虚约束：e处（1处），应去掉；
复合铰链：c点3分）
2．试根据图中所给尺寸判断下列机构为何种铰链四杆机构，并说明理由。
若图中杆的杆长改为，为何种铰链四杆机构，并说明理由。
解：最长杆最短杆
最短杆与最长杆之和其余两杆长度之和，且最短杆的相对杆为机架， 为双摇杆机构。
若改成，最长杆最短杆
最短杆与最长杆之和其余两杆长度之和，且最短杆为机架， 为双曲柄机构。
2． 所示为一手摇提升装置，其中各轮的齿数为：z1=20, z2=50, z2′=15, z3=30, z3′=1
z 4= 40, z 4′=18, z 5 =52。
1)试在图上标出提升重物时手柄及各个轮的转向；
2）试求传动比i15
解： 4、试述凸轮机构中从动件常用的几个运动规律及其特点。
答：1）等速运动从动件作等速运动，运动开始和结束时，从动件速度由零突变到v0，或从v0突变到零，理论上该处加速度a趋近无穷大，由此产生的巨大惯性力导致强烈冲击，这种冲击称为刚性冲击，会造成严重危害。因此，等速运动不宜单独使用，运动开始和终止段必须加以修正。
2）简谐运动在运动开始和运动终止时，加速度数值有突变，导致惯性力突然变化而产生冲击，但是此处加速度的变化量和冲击是有限的，这种冲击称为柔性冲击，在高速状态下也会产生不良影响。因此，简谐运动只宜用于中、低速凸轮机构。
3）正弦加速度运动这种运动规律既无速度突变，也没有加速度突变，没有任何冲击，故可以用于高速凸轮。其缺点是加速度最大值较大，惯性力较大，要求较高的加工精度。
计算图示机构的自有度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束必须指出。（10分）
解： n=4 pl=5 ph=1
3*4-2*5-1=1 （8分）
e处为虚约束 （2分）
2．试说明图中铰链四杆机构的类型，并说明理由。（10分）
解：最长杆最短杆。
5分）最短杆与最长杆之和其余两杆长度之和。
最短杆的对杆为机架为双摇杆机构。
5分）标准渐开线齿轮的齿形系数取决于＿＿＿
a.模数； b.齿数； c.中心距； d.压力角。
两个以上的构件同时在一处用转动副相连接所构成的铰链称为复合铰链。(√
急回特性系数k值愈大，机构的急回特性愈显著；当k=1时，机构无急回特性。(√
采用等速运动规律，从动件在整个运动过程中速度不会发生突变，因而没有冲击。(×
基圆越大，渐开线越趋平直。（√
轮系中使用惰轮，只可变速，不可变向。（×
1．计算图示机构的自由度，并判定其是否具有确定运动。
解：由图知n=5、pl=7、ph=0，其中b处为复合铰链，含有两个转动副。
所以机构的自由度为 f=3n-2pl-ph=3×5-2×7-0=1
由图知机构中原动件只有一个，等于机构的自由度数，所以机构具有确定的相对运动。
2．已知一标准直齿圆柱齿轮，模数m=2mm，da1=48mm，i=2。求齿轮1，2的齿数、齿轮2的分度圆直径及中心距各是多少？
解：由da1=m(z1+2)得z1=22
由i=z2/z1得z2=44
所以d2=mz2=88mm
a=m(z1+z2)/2=66mm
3．已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距a=200m，传动比 i12=4，大齿轮齿数z2=80。试计算小齿轮的齿数zl，齿轮的模数m，分度圆直径dl、d2。
解：z1=z2/i12=80/4=20
由a=m(z1+z2)/2 得 m=4mm
所以：d1=mz1=80mm
d2=mz2=320mm
4．现有一个标准渐开线正常齿制直齿圆柱齿轮，其齿数z1=24，齿顶圆直径da1=78mm，要求为之配制一个大齿轮，装入中心距a=150mm的齿轮箱内传动。试确定所配制大齿轮的基本参数和两齿轮的分度圆直径。
解： 计算齿轮的模数。
因齿轮为标准渐开线齿轮，故有：ha*=1.0，c*＝0.25，α＝200
da1=m(z1+2ha*) m =da1/(z1+2ha*)=78/(24+2×1)=3mm
计算大齿轮的齿数。
α＝m(z1+z2)/2 ∴z2=2α/m-z1=2×150/3-24=76
故大齿轮的五个基本参数为：
z2=76，m=3mm，ha*=1.0，c*＝0.25，α＝200
两齿轮的分度圆直径为：
d1=mz1=3×24=72mm d2=mz2=3×76=228mm
5．图示轮系中，已知各轮齿数为：z1= z2′= z3′=15，z2=25，z3= z4=30，z4′=2（左旋），z5=60，z5′=20（m=4mm）。若n1=500r/min，转向如图所示，求齿条6的线速度v的大小和方向。
解：两构件通过___点___或___线___接触组成的运动副称为高副。
满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取与最短杆相邻的杆为机架时，为曲柄摇杆机构，取最短杆为机架时，为双曲柄机构。
在凸轮机构中，常见的从动件运动规律为匀速运动时，将出现_刚性___冲击。
在下列机构中，有急回特性的机构是（d）
a，对心曲柄滑块机构 b，转动导杆机构 c，双曲柄机构 d，偏置曲柄滑块机构。
对于曲柄滑块机构，当曲柄处于（b）的位置时，从动件滑块处的压力角出现极值。
a，与导路平行 b，与导路垂直 c，与机架共线 d，与连杆共线。
对于外凸的凸轮轮廓曲线，从动杆滚子半径必须（b）理论轮廓曲线的最。
小曲率半径。
a．大于 b. 小于 c. 等于 d. 都可以。
在铰链四杆机构中，机构的传动角和压力角的关系是（ b ）。
a. γb. γ90o-α c. γ90o+α d. γ180o-α
在凸轮机构中，基圆半径取得较大时，其压力角也较大。 （
在铰链四杆机构中，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，为双曲柄机构。 （
5. 计算下列机构的自由度，并指出存在的复合铰链、虚约束或局部自由度。
解：f＝3n－2pl－ph
此题中存在复合铰链
备注：此题中5个构件组成复合铰链，共有4个低副。
6. 已知轮系如2图所示中z1=25, z2=50, z5=z6=20, z3=40, z4=80, n1=900r/min且顺时针转动。求杆系h的转数和回转方向。
解：由题意的得，5-3-6-4组成行星轮系
i54h＝n5-nh/n4－nh ＝－z3*z4/z5*z6
因为1－2－5组成定轴轮系
i12＝n1/n2＝n1/n5＝z2/z1
所以n5＝450r/min
把n4＝0及n5＝450r/min代入上式
得到nh＝5.55r/min
这表明系杆h的旋转方向和齿轮1的一致。
斜齿圆柱齿轮的标准参数是指（ b ）位置的参数。
a、端面b、法面c、轴面。
对于重合度ε=1.4的一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，在实际啮合线上双齿啮合区的长度占( a )。
a、 40%； b、 60%； c、 20%。
图示轮系中，已知各齿轮的齿数为：z1=20，z2=30，z3=25，z4=30，z5=20，z6=75。试求：轮系的传动比i16。（12分）
答：方向相同。
现有一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮，已知：m=2(mm)、z1=24、z2=40、α=20°试求：
（1）两齿轮的分度圆半径、齿根圆半径、齿顶圆半径和基圆半径；
（2）该对齿轮传动的中心距。答：
计算图示机构的自有度，若有复合铰链、局部自由度、虚约束必须指出。(14分)
解。12分）
局部自由度虚约束2分）
试根据图中所给尺寸判断下列机构为何种铰链四杆机构，并说明理由（14分）
解：最长杆最短杆。
最短杆与最长杆之和其余两杆长度之和。 为双摇杆机构。
计算机构的自由度，若有局部自由度、复合铰链或虚约束，说明所在位置。（6分）
解：局部自由度：d
虚约束：f、g中有一个为虚约束。
活动构件数：3个。
低副：a、c、f
高副：b、e
自由度：f=3n －2pl－ph =3×3－2×3－2=1
在外啮合标准直齿圆柱齿轮传动中，已知：安装中心距等于标准中心距，，齿数，，，试求：（1）模数；（2）大齿轮的和；（3）两齿轮的节圆直径和；（4）齿轮的传动比i12 。
(12分)解：
有一组紧螺栓联接，螺栓的个数为4，受横向工作载荷的作用（如图）。已知螺栓材料为45钢，，被联接件之间的摩擦系数f =0.15，c=1.2，试计算所需螺栓的最小直径。
解：1）单个螺栓所受的力。
2）螺栓所受的轴向力。
3）螺栓的最小直径。
两级斜齿圆柱齿轮减速器，已知条件如图1所示。；
1） 在图上标出齿轮2上的的作用线和方向。
2）低速级斜齿轮的螺旋线方向应如何选择才能使中间轴上两齿轮的轴向力方向相反；
解：（1）ft2 由外指向里。
2）低速级齿轮ⅱ轴上齿轮应左旋，ⅲ轴上齿轮应右旋。
计算图所示机构的自由度（若图中含有复合铰链、局部自由度和虚约束等情况时，应具体指出6分）
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