机械原理（第七版）试题及概念总结

1、何谓三心定理？

答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一 直线上 。

及复习试题 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害？

答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动

（认真看完，考试必过） 压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，

降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基础产

生强迫振动。

卷一 3、 铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不

能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相同？

一、填空题（每小题2分，共20分）

试加以说明？

1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ，最小

答：（1）不同。

约束数为 1 个。

（2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动

2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在

件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，

转动副中心 处。

而不能使从动件转动，出现了顶死现象。

3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演

死点本质：驱动力不产生转矩。

化为 曲柄摇块机构 。

机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动

4、 传动角越大，则机构传力性能越 好 。

的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力，

5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动

也无法使其运动的现象。

规律具有 柔性 冲击。

自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力 大于等

6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。

于 驱动力的有效分力。

7、 常见间歇运动机构有： 棘轮机构 、 槽轮4、 棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间

机构 等。

歇转动，但在具体的使用选择上，又有什么不同？

8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且

速 轴上。

棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平

9、 实现往复移动的机构有： 曲柄滑块机

稳，但转角不能改变。

构 、 凸轮机构 等。

5、 简述齿廓啮合基本定律。

10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为：

答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，

都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分 ?1???2，mn1?mn2，?n1??n2成的两段成反比。

机械原理（第七版）重要概念总结（附）

。

二、简答题（每小题5分，共25分）

三、计算题（共45分）

1、绘制偏心轮机构简图（草图），并求机构自由度。（10分）

B 3 4 C 1

2 A

1

其中A、B、C处各有一个转动副；A处有一个移动副；即n?3,pl?4,ph?0,F'?0 ；所以该机构自由

F?3n?(2pl?ph)?F'（2?4?0）?0度为：?3?3? ?12、已知一条渐开线，其基圆半径rb?50mm，试求该渐开线在处的曲率半径?K，压力角?K及展角。（5分）

向径rK?65mm的点K

?k?rk2?rb2?652?502?41.5mm ?k?actg(?krb)?actg(41.5)?36.69? 5036.9??0.107弧度?6.14? 1802C4??k?tan?k??k?tan36.9??3、试求机构在图示位置的全部瞬心。（5分）

? 见图该机构有构件数n=4；所以瞬心数为：

（1）P12、P23 、P34可直接判断获得，分别在A、B、P14 ∞

（2）构件1、4组成移动副，所以P14 在垂直导路的P24 P23 c'’ P34 （3）求P13？构件1、3非直接接触，采用三心定理。

4 3 ? P13在构件1、2、3形成的三个瞬心构成的B C ? P13同时也在构件1、3、4形成的三个瞬心1 c’ c’c’’上 2 ? 所以P13在直线AB与直线c’c’’的交点处，

A P12 AB//c’c’’，此时，P13在垂直BC的无穷远处。

1 （4）求P24？构件2、4非直接接触，采用三心定理。

? P24在构件1、2、4形成的三个瞬心构成的? P24同时也在构件2、3、4形成的三个瞬心

BC上

? 所以P24在直线AB与直线BC的交点处，即B点。

4?3?6 2C点处。 无穷远处。

直线上，即直线AB上 构成的直线上，即直线当AB垂直BC时，

直线上，即直线AB上 构成的直线上，即直线

4、 在图示的电动卷扬机中，已知其每一对齿轮的效率?1,2和?2',3，以及鼓轮的效率?4均为0.95，滑轮的效率

（10分） ?5?0.96，载荷Q?50kN，其上升的速度v?0.2m/s，求电动机的功率。解：工作机效率为：P工?Qv?50?0.2?10KW 机构总效率为：???1,2?2'3?4?5?0.95?0.96?0.82 电动机功率为：P电机?3P工??10?12.2KW 0.825、 图示的轮系中，已知各轮齿数为

2

z1?32,z2?34,z2'?36,z3?64,z4?32，

z5?17,z6?24。若轴A按图示方向以1250r/min的转速回转，轴B按图示方向以600r/min的转速回转，试确定

轴C的转速大小和方向。（15分） 答：

齿轮1、2、2’、3、4组成行星轮系部分；

齿轮4、5、6组成定轴轮系部分； 其中行星轮系部分的传动比：

Hi13?zzn1?nH34?6417??2'3???? （1）

n3?nHz1z232?369定轴轮系部分：

i64?

n6z5z4324??? （2） n4z6z5243由图中可知： n4?nH （3） 由式1、2、3式联立可得：

n3?30r/min（方向同1、6）

四、设计题（10分）

试设计一曲柄滑块机构，已知滑块行程速比系数K=1.5，滑块的行程H=60mm，偏距25mm。 解：

曲柄滑块机构的极位夹角??180??(K?1)180??(1.5?1)??36?

K?11.5?11） 作C1C2?h?60mm

3

作图步骤：

答：1）机构具有确定运动的条件是：机构的原动件数目等于机构的自由度数目。

?OC2C1??OC1C2?90????90??36??54?2）原动件的数目<机构自由度：机构的运动将不确

定，运动将遵循“最小阻力定律，而首先沿阻力最小的3） 以交点O为圆心，过C1、C2作圆。则曲柄的方向运动。

轴心A应在圆弧C1AC2上。 2、实现间歇回转运动的机构有4） 作一直线与C1C2平行，其间的距离等于偏距e，哪些？

则此直线与上述圆弧的交点即为曲柄轴心A的答： 4 位置。 （1） 槽轮机构

C 5） 当A点确定后，曲柄和连杆的长度a、b也就确（2） 棘轮机构

定了 （3） 不完全齿轮机构

3 AC1?AC282.26?31.02（4） 凸轮式间歇运动机a???25.62mm B

A 2 构 22AC1?AC282.26?31.02（5） 齿轮-连杆组合机b???56.64mm

1 构 223、通过对串联机组的效率计算，对我们设计机械传动

6）作机构AB’C’位置，图中量得?min?27?

系统有何重要启示？

试题2

答：对串联机组，机组效率???1?2??k，因为只要串

一、填空题（每小题2分，共20分）

1、 平面机构中若引入一个高副将带入 1 个约束，联机组中任一机器的效率很低，就会使整个机组的效率

而引入一个低副将带入 2 个约束。 极低；且串联机器的数目越多，机械效率也越低。因此，

在设计串联机组时，应在满足使用要求的前提下，尽量2、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演

减少机器数量，机组中尽量避免出现采用效率很低的机化为 曲柄摇块 机构。

器。

3、 平面四杆机构具有整转副的条件：

4、何谓在四杆机构中的死点？

最短杆与最长杆长度之和小于或答：

等于其余两杆长度之和 。 在四杆机构中，“死点”指以摇杆或滑块为主动件，4、 压力角越大，则机构传力性能越 差 。

曲柄为从动件，则连杆和曲柄处于共线位置时，机构的

5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中， 正弦 运传动角γ=0°，主动件通过连杆作用于从动件上的力将

动规律既无刚性冲击也无柔刚性冲击。

通过其回转中心，从而使驱动从动件运动的有效分力为

6、 锥齿轮取 大端 的参数为标准参数。

零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置

7、 槽轮机构的主要组成构件为： 拨盘 、 称为死点。

槽轮 、机架等。

5、简述齿轮传动的特点。

8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高速 答：优点：

轴上。 1） 传动效率高

2） 传动比恒定 9、 当两构件组成移动副时，其瞬心在 垂直于导路3） 结构紧凑 方向的无穷远 处。

4） 可靠、命长 10、 机构处于死点位置时，其传动角为 0 度。

缺点：

1） 制造、安装精度要求较高

2） 不适于大中心距传动

二、简答题（每小题5分，共25分）

3） 使用维护费用较高。

1、机构具有确定运动的条件是什么？当机构的原动件数少于机构的自由度时，机构的运动将发生什么情况？

4

2） 作