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机械原理简答题

1.什么叫平面机构的高副低代?高副低代的要求,如何高副低代?
答:研究在平面机构中用低副代替高副的条件和方法。要求:(1)代替机构和原机构的自由度必须完全相同。(2)代替机构和原机构的瞬时速度和瞬时加速度必须完全相同。方法:用一个带有两个转动副的构件来代替一个高副,这两个转动副分别位于高副两元素接触点处的曲率中心。
2.平面机构组成的原理。
答:任何机构都可以看做是由若干个基本杆组依次连接到原动件和机架上或相互连接而成。
3.什么叫基本杆组,如何拆分。
答:不能再拆的最简单的自由度为零的构件组。步骤:(1)除去虚约束和局部自由度,将机构中高副全部以低副代替。计算机构自由度,并用箭头标注出机构的原动件。(2)从远离原动件的地方开始拆杆组,先拆Ⅱ级杆组,当不可能时再试拆Ⅲ级杆组。(3)确定机的级别。
4.简述平面四杆机构曲柄存在的条件。
答:机构中四个构件的长度关系满足杆长和条件,并且最短杆为机架或连架杆。
5.简述急回特性和行程速比系数,说明有急回特性的条件。
答:急回:机构的慢速运动的行程为工作行程,而快速运动的行程为空回行程。行程:机构输出件的行程速度变化系数。条件:(1)原动件做等角速度整周转动。(2)输出件具有正反行程的往复运动。(3)极位夹角θ>0。
6.偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构是否具有急回特性?
答:有。
7.什么是平面四杆机构的死点,出现的情况,如何克服?
答:无论给机构主动件上的驱动力或驱动力矩有多大,均不能使机构运动,这个位置称为机构的死点位置。情况:当机构处于α=90°,也就是γ=0°的位置。克服:(1)在输出曲柄上安装飞轮。(2)用多个相同机构驱动同一曲柄,使多个相同机构的相位错开。
8.什么是瞬心,如何确定速度瞬心位置?
答:当任一刚体2(构件)相对于刚体1(构件)做相对运动时,在任一瞬时,其相对运动都可以看做绕某一重合点的转动,该重合点称为速度瞬心。位置:(1)两构件组成运动副时瞬心的确定:a.两构件组成的转动副瞬心位于转动副中心。b.两构件组成移动副瞬心位于导路的垂直方向的无穷远处。c.两构件组成的纯滚动高副瞬心位于接触点。d.两构件组成的滑动兼滚动高副瞬心位于接触点的公法线上。(2)两构件不直接接触时瞬心位置:遵循“三心定理”:做平面运动的三构件共有三个瞬心,它们位于同一直线上。
9.凸轮反转法的原理。
答:给整个凸轮机构加上一绕凸轮轴心O转动的公共角速度-ω,这时凸轮与从动件之间的相对运动关系保持不变,但凸轮将静止不动成为机架,而

从动件一方面随原静止不动的导路以角速度-ω绕凸轮轴心O转动,同时又在导路中按预期的运动规律做相对移动。
10.凸轮从动件的运动规律中,什么是刚性冲击和柔性冲击?
答:刚性:在行程的起点与终点处,由于速度发生突变,加速度理论上为无穷大,导致从动件产生非常大的冲击惯性力,这种冲击力称为刚性冲击。柔性:由于加速度的突变为一有限值,惯性力的突变也是有限值,对凸轮机构的冲击也是有限的,故称为柔性冲击。
11.什么叫渐开线齿轮传动的中心距可分性,优点。
答:渐开线齿轮传动中心距略有变化而不影响其传动比的特性。优点:给渐开线齿轮的制造及安装带来方便。
12.渐开线的形状取决于什么,若两齿轮模数压力角相等,齿数不同,齿廓是否相同?
答:取决于基圆的大小。不同。
13.什么叫变位齿轮,与标准齿轮相比有何变化,什么不变,为什么?
答:范成法加工齿轮时,齿条刀具的中线不与齿轮分度圆相切,而是靠近或远离轮坯的转动中心加工出来的齿轮。变化:对于正变位齿轮来说,其齿顶圆和齿根圆加大了,齿顶高大于标准值,齿根高小于标准值,齿厚大于齿槽宽,而负变位齿轮相反。不变:分度圆,基圆,齿距,基节。原因:变位齿轮与同参数的标准齿轮的齿廓曲线都是同一基圆上的渐开线,只是所选取的部位不同。
14.写出齿轮无侧隙啮合方程,作用是什么?
答:invα′=[2(x1+x2)tanα/(z1+z2)] + invα 作用:
15.什么叫高度变位齿轮传动,啮合特点,优缺点?
答:齿全高不变,每个齿轮的齿顶高和齿根高为: ha1=(ha*+x1)m;ha2=(ha*+x2)m;hf1=(ha*+c*-x1)m;hf2=(ha*+c*-x2)m的两齿轮传动。
特点:两轮的节圆与分度圆重合。优点:(1)可以减小机构的尺寸。(2)可以相对的提高齿轮的承载能力。(3)可以改善齿轮磨损情况。缺点:(1)小齿轮齿顶易变尖。(2)重合度略有降低。(3)互换性差。
16.变位系数选择的原则是什么,主要应用场合。
答:原则:(1)保证不发生根切。(2)保证重合度。(3)保证齿顶有一定厚度。(4)避免过渡曲线干涉。应用: (1)避免根切。(2)配凑中心距。(3)提高齿轮的承载能力。(4)修复已磨损的旧齿轮。
17.什么是标准齿轮传动,特点?
答:两轮的变位系数都等于零的零传动。特点:设计计算简单;重合度较大;齿顶厚度大。但抗弯曲强度能力弱;齿廓表面磨损不均匀;小齿轮齿数受到不发生根切条件的限制,因而限制了结构尺寸减小和重量减轻;在齿轮变速箱中,两根轴常常两对及两队以上的齿轮传动,它们的标准中心距往往不等,影响重合度及安装。
18.什么叫角度变位,有几种,主要

优缺点。
答:
19.斜齿轮当量齿数如何计算,用途。
答:用途:(1)一对圆锥齿轮传动的重合度可以近似地按其当量齿轮传动的重合度来计算。(2)计算斜齿轮不发生根切的最少齿数。Zv=Z/COS3β
20.平行轴斜齿圆柱齿轮正确啮合条件。
答:两轮的法面模数和法面压力角应分别相等,另外,两轮啮合处的齿向要相同,端面模数和端面压力角也分别相等。
21.斜齿轮的法向参数和端面参数的作用。
答:从斜齿轮的端面看,斜齿轮的啮合传动与直齿轮相同,因此把斜齿轮的法面标准参数换算成端面参数,使用端面参数,则直齿轮的几何尺寸计算公式完全适用于斜齿轮的几何尺寸计算。
22.简述如何做斜齿轮的当量齿轮,当量齿轮的作用。
答:过斜齿轮分度圆柱螺旋线上一点P,作此轮齿螺旋线的法面nn,将此斜齿轮的分度圆柱剖开,得一椭圆剖面。以椭圆上P点的曲率半径ρ为半径做一个圆,作为假想的直齿轮的分度圆,并设此假想的直齿轮的模数和 压力角分别等于该斜齿轮的法面模数和法面压力角,则该假象直齿轮就是该斜齿轮的当量齿轮。作用:
23.什么是周期性速度波动,如何调节?
答:周期性变速稳定运转过程中,等效力矩的周期性变化引起的机械的运转速度的周期性波动。调节:在机械中安装具有较大转动惯量的飞轮。
24.什么时非周期性速度波动,如何调节?
答:由于机械运转的平衡条件受到破坏,机械系统运转速度发生的非周期性的变化。调节:设置调速器。
25.什么叫刚性转子,什么叫挠性转子。
答:工作过程中产生的弹性变形可以忽略不记的转子称为刚性转子。工作过程中发生弹性形变的转子称为挠性转子。
26.刚性转子的静平衡条件和动平衡条件是什么?
答:静:各偏心质量的离心惯性力的合力为零或其质径积的矢量和为零。动:分布于不同回转平面内的各不平衡质量的空间离心惯性力系的合力及合力矩为零。
28.什么叫刚性转子的静平衡,如何设计?
答:只要求其惯性力达到平衡。设计:刚性转子静平衡设计的图解法和解析法。
29.什么叫刚性转子的动平衡,如何设计?
答:不仅要求其惯性力达到平衡,还要求惯性力引起的惯性力矩也达到平衡。设计:(1)任选两个平衡面,并且两个平衡面内各加一个合适的平衡质量。(2)根据平行力的合成与分解原理,将各偏心质量m1,m2…分别分解到平衡平面T’和T”内。(3)计算各平衡平面内各偏心质量的方向角。(4)确定平衡质量的矢径大小,计算平衡质量。

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