机械原理简答题总结
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1.为了实现定传动比传动,对齿轮轮廓有什么要求?答:齿廓在任意位置接触时其啮合点的法线与中心线的交点必为一定点。
2.计算机构自由度时有哪些注意事项?答:注意找出复合铰链,局部自由度,虚约束3.计算混合轮系传动比有哪些步骤?答:1)正确区分基本轮系;2)列出所区分出来的各基本轮系的传动比计算公式;3)找出相关条件,即找出各基本轮系之间的联系条件;4)联立方程式求解未知量。
4.铰链四杆机构中存在双曲柄的条件是什么?答:1)“最短杆长度加最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和”时;2) 固定最短杆,可得双曲柄机构。
5.简述凸轮机构的优缺点。
答:优点:只要设计出适当的凸轮轮廓,即可使从动件实现预期的运动规律;结构简单、紧凑、工作可靠。
缺点:凸轮为高副接触(点或线),压强较大,容易磨损,凸轮轮廓加工比较困难,费用较高。
6.试述运动副及其分类答:运动副:二个构件相互接触且有相对运动的链接。
(1)低副转动副:两构件只能做相对转动移动副:两构件只能作相对移动(2)高副7解释三心定理答:机构中任取三个构件,其三个瞬心必在同一直线上。
8.什么是压力角和传动角。
答:压力角——曲柄通过连杆作用于从动件摇杆的力P的作用线与力作用点的绝对速度之间夹的锐角a成为压力角传动角——力P与Pn所夹的锐角成为传动角,即压力角度余角。
9.铰链四杆机构中,两构件作整周相对转动的条件是什么?答:(1)此两构件中必有一构件为运动链中的最短构件.(2)最短构件与最长构件的长度之和小于等于其他两构件长度之和10.简述齿轮机构的优点。
答:传动效率高,可保证传动比稳定,使用寿命长,工作安全可靠11.什么是极限夹角。
答:曲柄摇杆机构中,曲柄和连杆两次共线时,摇杆处在左右极限位置曲柄所夹锐角。
12.写出凸轮机构中从动件等速运动规律公式。
13.解释速度瞬心并写出计算速度瞬心数目的公式。
答速度瞬心:就是作相对运动的两刚体的瞬时相对速度为零、瞬时绝对速度相等的重合点,也称瞬时回转中心。
三、简答题1、什么叫机械零件的计算准则?常用的机械零件的计算准则有那些?答:机械零件的计算准则就是为了防止机械零件的失效而制定的判定条件,常用的准则有:强度准则、刚度准则、寿命准则、振动稳定性规则、可靠性准则。
2、影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?提高机械零件疲劳强度的措施?答:主要因素有:应力集中,零件尺寸,表面状态,措施:①降低应力集中的影响;②选用疲劳强度高的材料或规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法及强化工艺,③提高零件的表面质量;④尽可能的减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸3、画图表示机械零件的正常磨损过程,并指出正常磨损过程通常经历哪几个磨损阶段?答:经历①磨合磨损阶段②稳定磨损阶段③剧烈磨损阶段磨合稳定剧烈4、根据磨损机理的不同,磨损通常可分为哪几种类型?它们各有什么主要特点?答:①粘着磨损:由于干摩擦,在有油,无油的表面,都需要切向力使吸附膜和脏污膜破裂后,由新表面直接接触才能发生粘着,载荷越大,表面温度越高,粘着现象也越严重;②表面疲劳磨损:受交变接触应力的摩擦副,在其表面上将形成疲劳点蚀,有小块金属剥落;③磨粒磨损:硬质颗粒或摩擦表面上的硬质突出物,在摩擦过程中引起材料脱落,与摩擦材料的硬度,磨粒的硬度有关;④腐蚀磨损:与周围介质发生化学反应或电化学反应。
5、何谓螺纹联接的预紧,预紧的目的是什么?预紧力的最大值如何控制?答:螺纹连接的预紧:螺纹连接的预紧是指在装配时拧紧,是连接在承受工作载荷之前预先受到预紧力的作用。
目的:增强连接的可靠性与紧密性,以防受载后被连接件间出现间隙或者发生相对滑移。
6、螺纹联接有哪些基本类型?适用于什么场合?答:①螺栓联接:用于被联接件不太厚且两边有足够的安装空间的场合。
②螺钉联接:用于不能采用螺栓联接,如被联接件之一太厚不宜制成通孔,或没有足够的装配空间,又不需要经常拆卸的场合。
③双头螺柱联接:用于不能采用螺栓联接且又需要经常拆卸的场合。
机械原理复习题00绪论一、简答题1、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么2、机器与机构有什么异同点3、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。
二、填空题1、机器或机构,都是由组合而成的。
(构件)2、机器或机构的之间,具有确定的相对运动。
(构件)3、机器可以用来人的劳动,完成有用的。
(代替机械功)4、组成机构、并且相互间能作的物体,叫做构件。
(相对运动)5、从运动的角度看,机构的主要功用在于运动或运动的形式。
(传递转换)6、构件是机器的单元。
零件是机器的单元。
(运动制造)7、机器的执行部分须完成机器的动作,且处于整个传动的。
(预定终端)8、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给执行部分的。
(中间环节)9、构件之间具有的相对运动,并能完成的机械功或实现能量转换的的组合,叫机器。
(确定有用构件)三、判断题1、构件都是可动的。
(√)2、机器的传动部分都是机构。
(√)3、互相之间能作相对运动的物件是构件。
(√)4、只从运动方面讲,机构是具有确定相对运动构件的组合。
(√)5、机构的作用,只是传递或转换运动的形式。
(×)6、机器是构件之间具有确定的相对运动,并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。
(√)7、机构中的主动件和被动件,都是构件。
(√)03平面机构的自由度和速度分析一、简答题1、什么是运动副运动副的作用是什么什么是高副什么是低副2、平面机构中的低副和高副各引入几个约束3、机构自由度数和原动件数之间具有什么关系4、用机构运动简图表示你家中的缝纫机的踏板机构。
5、计算平面机构自由度时,应注意什么问题二、填空题1、运动副是指能使两构件之间既保持接触。
而又能产生一定形式相对运动的。
(直接几何联接)2、由于组成运动副中两构件之间的形式不同,运动副分为高副和低副。
(接触)3、运动副的两构件之间,接触形式有接触,接触和接触三种。
(点、线、面)4、两构件之间作接触的运动副,叫低副。
机械原理各章问答答案机械原理问答题1.什么是机构、机器和机械?答:机构:在运动链中,其中一个件为固定件(机架),一个或几个构件为原动件,其余构件具有确定的相对运动的运动链称为机构。
机器:能代替或减轻人类的体力劳动或转化机械能的机构。
机械:机器和机构的总称。
2.机器有什么特征?答:⑴经过人们精心设计的实物组合体。
⑵各部分之间具有确定的相对运动。
⑶能代替或减轻人的体力劳动,转换机械能。
3.机构有什么特征?答:⑴经过人们精心设计的实物组合体。
⑵各部分之间具有确定的相对运动。
4.什么是构件和零件?答:构件:是运动的单元,它可以是一个零件也可以是几个零件的刚性组合。
零件:是制造的单元,加工制造不可再分的个体。
1.什么是平面机构?答:组成机构的所有构件都在同一平面或相互平行的平面上运动。
2.什么是运动副?平面运动副分几类,各类都有哪些运动副?其约束等于几个?答:运动副:两个构件直接接触而又能产生一定相对运动的联接叫运动副。
平面运动副分两类:(1)平面低副(面接触)包括:转动副、移动副,其约束为 2。
(2)平面高副(点、线接触)包括:滚子、凸轮、齿轮副等,约束为 1。
3.什么是运动链,分几种?答:若干个构件用运动副联接组成的系统。
分开式链和闭式链。
4.什么是机架、原动件和从动件?答:机架:支承活动构件运动的固定构件。
原动件:运动规律给定的构件。
从动件:随原动件运动,并且具有确定运动的构件。
5.机构确定运动的条件是什么?什么是机构自由度?答:条件:原动件的数目等于机构的自由度数。
机构自由度:机构具有确定运动所需要的独立运动参数。
6 .平面机构自由度的计算式是怎样表达的?其中符号代表什么?答:F =3n- 2P L-P H其中:n----活动构件的数目,P L----低副的数目,p H----高副的数目。
7.在应用平面机构自由度计算公式时应注意些什么?答:应注意复合铰链、局部自由度、虚约束。
8.什么是复合铰链、局部自由度和虚约束,在计算机构自由度时应如何处理?答:复合铰链:多个构件在同一轴线上组成转动副,计算时,转动副数目为m-1个局部自由度:与整个机构运动无关的自由度,计算时将滚子与其组成转动副的构件假想的焊在一起,预先排除局都自由度。
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。
机械原理试题库及答案1. 问题:什么是机械原理?答案:机械原理是研究机械运动和力学性质的基本规律的科学。
它涉及到力学、材料学、电气学等多个学科的知识。
2. 问题:什么是力学?答案:力学是研究物体运动、力的作用和物体相互作用的科学。
它主要包括静力学、动力学和变形力学等分支。
3. 问题:什么是力?答案:力是使物体发生运动、改变速度或形状的作用。
它是一个矢量量,有大小和方向。
4. 问题:什么是力的平衡条件?答案:力的平衡条件是指在一个物体上作用的合力为零时,物体处于力的平衡状态。
它可以分为力的平衡和力的矩的平衡两个条件。
5. 问题:什么是摩擦力?答案:摩擦力是两个物体相互接触,并阻碍其相对运动的力。
它有静摩擦力和动摩擦力两种形式。
6. 问题:什么是杠杆原理?答案:杠杆原理是指在平衡条件下,杠杆两边所受到的力和力臂的乘积相等。
它描述了杠杆的力学性质。
7. 问题:什么是滑轮原理?答案:滑轮原理是指通过改变力的方向和大小来实现力的传递或减小的原理。
滑轮可以改变力的方向,同时根据滑轮的个数可以改变力的大小。
8. 问题:什么是齿轮原理?答案:齿轮原理是指通过两个或多个齿轮的啮合,实现力的传递和传动的原理。
齿轮可以改变力的方向、速度和扭矩。
9. 问题:什么是机械传动?答案:机械传动是指通过齿轮、皮带、链条等传动装置,将动力传递到机械系统中的过程。
它可以改变力的大小、方向和转速。
10. 问题:什么是弹簧原理?答案:弹簧原理是指在受到外力作用时,弹簧会发生弹性变形,并反向作用力的原理。
弹簧具有储存和释放能量的功能。
《机械原理》简答题考研论坛 @麻花 整理一、平面机构的结构分析1.平面机构基本定义:机器:可用来变换或者传递物料、能量或信息的装置机构:能实现预期机械运动的构件的组合,包括原动件,从动件,机架零件:机器制造单元构件:机器运动单元杆组:从动件系统中分解为若干不可再分,自由度为0的运动链约束:对独立运动的限制自由度:构件具有的独立运动的数目运动副:由两构件直接接触形成的可运动联接运动链:两个以上以运动副联接而成的系统虚约束:对输出件的运动不起约束作用的约束局部自由度:与输出件运动无关的自由度2.在什么条件下,运动链具有运动可能性、运动确定性、可以成为机构?自由度大于零;自由度数目等于原动件数目;运动链中某构件固定为机架3.高副低代时,齿轮副如何处理?齿轮副是将所引入的两个转动副分别位于相接触的两齿廓的曲率中心处,对于一对渐开线齿廓的齿轮副,曲率中心分别位于两齿轮的啮合极限点二、平面机构的运动分析1.什么是速度瞬心,相对瞬心与绝对瞬心的区别?速度瞬心:两构件上相对速度为零的重合点;绝对瞬心处的绝对速度为零2.用速度瞬心法和矢量方程图作机构速度分析有什么优缺点?速度瞬心法:只能进行速度分析,适用于简单的平面机构矢量方程图:作图不是很准确3.什么是三心定理?作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心,它们位于一条直线上4.机构在什么时候有哥氏加速度,如何确定?绝对运动:动点相对于定参考系的运动相对运动:动点相对于动参考系的运动牵连运动:动参考系相对于定参考系的运动相对运动为转动,牵连运动为平动时两构件重合点有哥氏加速度,它是由于相对速度方向变化产生的加速度,θωsin 2r e c v a =三、平面机构的力分析1.什么是摩擦角,移动副中总反力如何确定?摩擦角:总反力和法向反力的夹角总反力和法向反力夹角为摩擦角,偏斜方向和相对速度方向相反2.什么是当量摩擦系数和当量摩擦角?当量摩擦系数:摩擦力和铅锤载荷的比值当量摩擦角:由当量摩擦系数确定的摩擦角3.矩形螺纹和三角形螺纹副各有什么特点,适用于什么场合?矩形螺纹:当量摩擦系数小,传动效率高,适用于传动三角形螺纹:自锁性能好,联接强度高,适用于联接4.什么是摩擦圆,摩擦圆的大小和什么有关?以轴颈中心为圆心,与总反力方向相切的圆;摩擦圆半径与轴颈半径和当量摩擦系数成正比5.为什么实际设计中采用空心轴端?轴端压强和半径成反比,因此轴端中心部分的压强非常大,极易压溃6.什么是机械效率,其意义是什么?机械效率是输出功(有效功)和输入功(驱动功)的比值,它反映了输入功(有效功)的有效利用程度7.什么是自锁和自锁性能,移动副和转动副自锁的条件是什么,自锁时阻抗力和机械效率满足什么条件?自锁:由于摩擦力的作用,不管驱动力多大都不能使构件运动的现象自锁性能:机构反行程自锁而正行程不自锁移动副自锁的条件是驱动力作用在摩擦角之内,转动副自锁的条件是驱动力作用在摩擦圆之内。
31 、具有标准中心距的标准齿轮具有哪些优点?答:标准齿轮在按标准中心距安装时,其无齿侧间隙的要求也能得以满足。
当两齿轮按标准中心距安装时,其分度圆与节圆相重合,即齿轮此时的节圆与其分度圆大小相等。
当两齿轮按标准中心距安装时,由于齿轮的节圆与分度圆重合,所以此时的啮合角也等于齿轮的分度圆压力角,同时顶隙刚好为标准顶隙。
32 、何为齿轮传动的重合度?重合度的大小与齿数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数及中心距有何关系?答:重合度:通常把实际啮合线长度与齿轮法向齿距的比值称为齿轮传动的重合度。
重合度与模数无关,而随着齿数的增多而增大。
重合度还随着中心距的减小,齿顶点系数的增大而增大,但与压力角和顶隙系数无关。
33 、齿轮齿条啮合传动有何特点?为什么说无论齿条是否为标准安装,啮合线的位置都不会变?答:(1)由于齿条的齿廓是直线,所以齿廓上各点的法线是平行的,面且由于在传动时齿条是作直线移动的,所以齿条齿廓上各点的压力角相同,其大小等于齿廓直线的倾斜角。
(2)由于齿条上各齿同侧的齿部是平行的,所以不论在分度线上或与其平行的其他直线上,其齿距都相等。
(3)对于齿轮和齿条传动,不论两者是否为标准安装,齿轮的节圆恒与其分度圆重合,(4)其啮合角恒等于齿轮的分度圆压力角。
只是在非标准安装时,齿条的节线与其分度线将不再重合而已。
34 、何为根切,它有何危害,如何避免?答:在某些情况下,渐开线齿轮传动会发生两轮齿廓的渐开线与渐开线之间或渐开线与过渡曲线之间相互重叠的现象,称为齿廓干涉。
若齿廓干涉发生在展成切齿中,使被加工齿轮的齿根或齿顶渐开线被切去一部分,则称为切齿干涉。
根切是发生在被加工齿轮齿根部的一种切齿干涉。
根切现象不仅将降低轮齿的抗弯强度,而且可能使齿轮传动的重合度减小。
①避免方法:在设计齿轮时,为了避免根切现象,则啮合极限点 N必须位于刀具齿顶线之上。
②采用变位修正法:将齿条刀具由切削标准齿轮的位置,相对于轮胚中心向外移出一段距离,从而刀具齿顶线不超过 N,这样就不会再发生根切现象了。
1、何谓行程速比系数?对心曲柄滑块机构行程速比系数等于多少?并画出对心曲柄滑块结构图。
答:行程速比系数是从动件回程平均角速度和工作行程平均角速度之比。
对于曲柄作匀速回转的对心曲柄滑块机构,其行程速比系数等于1。
(结构图略)
2、在滚子从动件盘形(外凸)凸轮机构中,滚子半径是否可任意确定?为什么?
答:不能。
若滚子半径大于凸轮理论廓线最小曲率半径ρmin时,从动件将出现运动失真现象: .滚子半径过小要受结构、强度限制。
3、在曲柄滑块机构中,当以曲柄为原动件时,是否有死点位置?为什么?
答:没有。
因为曲柄滑块机构相当于摇杆为无限长的曲柄摇杆机构,它的连杆与从动件不可能共线。
4、机构等效动力学模型中的四个等效量有哪些?分别是根据何种原理求得?
答:等效力矩,等效力,等效质量和等效转动惯量。
等效力矩和等效力是根据机械中瞬时功率相等的原则求得的,而等效质量和等效转动惯量是根据机械中瞬时动能相等的原则求得的。
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5、何谓渐开线齿轮传动的可分性?可分性有何利弊?
答:渐开线齿廓啮合传动中心距稍有变化而传动比不变的特性称为可分性。
可分性传动比恒定,传动平稳,但是轮齿啮合对间齿侧间隙和齿顶间隙增大,反向转动存在冲击,且重合度有所降低。
机械原理全部知识点总结一、牛顿定律1. 牛顿第一定律:物体在外力作用下静止或匀速直线运动,除非有外力作用,否则不会改变其状态。
2. 牛顿第二定律:物体受力作用时,其加速度与作用力成正比,与物体质量成反比,方向与力的方向相同。
3. 牛顿第三定律:作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在不同物体上。
二、运动学1. 位移、速度和加速度的定义及关系2. 直线运动和曲线运动的描述和分析3. 相对运动和相对运动问题的解决方法4. 圆周运动和角速度、角加速度的计算5. 瞬时速度和瞬时加速度的概念及计算方法三、动力学1. 动量和动量定理:动量的定义和计算方法,动量守恒定律的应用2. 动能和动能定理:动能的定义和计算方法,动能定理的应用3. 动力和动力定理:动力的定义和计算方法,动力定理的应用4. 质点受力分析:引力、弹力、摩擦力等力的计算和分析5. 动能、动量和功率的关系:能量守恒定律和功率的计算方法四、静力学1. 平衡条件和平衡方法:受力平衡条件的表述和计算方法2. 力的合成和分解:力的合成定理和力的分解定理的应用3. 各向同性和各向异性材料的力学性质4. 梁的静力学分析方法:简支梁、固支梁和悬臂梁的静力学分析方法五、轴系1. 轴系的分类和特点:一般轴系、滚动轴系和滑动轴系的特点和应用2. 轴系的受力分析:轴系受力平衡条件和计算方法3. 轴系的设计与选用:轴系的设计原则和选材方法4. 轴系的传动:轴系的传动原理和传动装置的种类及应用六、传动1. 传动的分类和特点:齿轮传动、带传动、链传动和齿条传动的特点和应用2. 传动的传递特性:传动的传递比、效率和传动比的计算方法3. 传动装置的设计与选用:传动装置的设计原则和选用方法4. 传动装置的振动和噪音控制:传动装置的振动和噪音控制原理和方法七、机构1. 机构的分类和特点:平面机构、空间机构、连杆机构和歧杆机构的特点和应用2. 机构的运动分析:机构的运动规律、运动轨迹和运动参数的计算方法3. 机构的静力学分析:机构的受力平衡条件和受力分析方法4. 机构的动力学分析:机构的运动学和动力学分析方法八、机器人1. 机器人的分类和特点:工业机器人、服务机器人和专用机器人的特点和应用2. 机器人的结构和工作原理:机器人的机械结构和工作原理3. 机器人的传感器和执行器:机器人的传感器和执行器的种类和应用4. 机器人的控制系统:机器人的控制系统和编程方法以上是机械原理的全部知识点总结,涵盖了牛顿定律、运动学、动力学、静力学、轴系、传动、机构和机器人等内容。
1、 刚性回转件动平衡的充要条件是什么?答:分布于该回转件上各个质量的离心力的合力等于零;同时,离心力所引起的力偶的合力偶矩也等于零。
2、试阐述连接共平面两轴的双万向联轴节恒速比传动的两个条件。
答:主动轴与中间轴的夹角必须等于从动轴与中间轴的夹角,即31ββ=中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。
3、 什么叫外啮合渐开线标准直齿轮的标准中心距a ?如何计算?答:一对外啮合见开线标准直齿轮,如果安装成分度圆相切的状态,则这种安装称为标准安装,这时的中心距称为标准中心距。
2)(212121z z m r r r r a +=+='+'= 4、 机构具有确定运动的条件是什么答:原动件数等于机构自由度时,机构具有确定运动。
5、 一对渐开线标准直齿轮的正确啮合条件是什么?若放弃模数和压力角必须取标准值的限制,一对渐开线直齿轮的正确啮合条件是什么?答:这两个齿轮的模数和压力角分别相等21b b P P =2211cos cos ααm m =∴6、 转动副和移动副的运动特点有何区别和联系?答:转动副是具有一个独立相对转动的运动副;移动副是沿一个方向独立相对移动的运动副。
它们都是平面低副,具有一个自由度。
7、 判定其有无急回特性,并说明原因;(2)该机构是否存在死点位置?若存在,试画出其死点位置并标出机构的原动件;(3)构件1为原动件时,作图标出其最小传动角r min 。
图1 答:(1)无急回特性;(2)均有死点,机构的极限位置为死点,此时构件3为原动件。
(3)见图。
8、为了测量和计算方便,通常取圆锥齿轮的那个端面的参数作为标准值?一对圆锥齿轮直齿轮正确啮合的条件是什么?答:为了测量和计算方便,通常取圆锥齿轮的大端面的参数作为标准值。
一对圆锥齿轮直齿轮正确啮合的条件是大端模数和压力角分别相等,且锥距相等。
9、凸轮机构运动简图中,凸轮为主动件,转向如图2所示,试在图上标出当前位置的压力角,并用作图法求出从动件的行程h。
第一章绪论基本概念1.机械:机器和机构的总称。
2.机构:用来传递与变化运动和力的可动装置。
3.机器:根据某种使用要求设计的执行机械运动的装置,可用来变换或传递能量、物料和信息。
第二章机构的结构分析1.何谓构件?构件与零件有何区别?试举例说明其区别。
构件是由一个或多个小零件刚性联接的独立运动单元体,它是机构组成的基本要素;而零件则是独立的制造单元,所有机器均由零件构成。
2.何谓运动副和运动副元素?运动副是如何进行分类的?由直接接触形成的可动联接为运动副;其接触表面称作运动副元素;运动副根据接触特性分为高副与低副;按照相对运动形式,可分为移动副、转动副、齿轮副、凸轮副和螺旋副;此外,依据引入的约束数目对它们进行分类。
I级副-V级副3.何谓高副?何谓低副?在平面机构中高副和低副一般各带入几个约束?齿轮副的约束数目应如何确定?点线接触为高副,面面接触为低副;各带入1个和2个约束;若两齿轮(条)固定则引入一个约束,不固定引入2个约束。
4.何谓运动链?运动链与机构有何联系和区别?通过运动副的联接而构成的可相对运动的系统;机构是具有固定构件的运动链。
5.何谓机构的自由度?在计算平面机构的自由度时,应注意哪些问题?机构具有确定运动是所必须给定的独立运动参数的数目,亦及必须给定的独立的广义坐标的数目,称为机构的自由度。
注意复合铰链(包含机架),去除局部自由度(某些构件产生的局部运动并不影响其他构件的运动),去除虚约束(在机构中,有些运动副带入的约束对机构的运动只起重复约束作用)。
6.既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用,那么在实际机构中为什么又常常存在虚约束?虚约束是指对机构运动起不到实际约束作用的约束。
虚约束可以改善构件的受力情况,提高机构的刚度和强度,有于保证机械顺利通过某些特殊位置。
(尽量减少虚约束)7.机构具有确定运动的条件是什么?机构具有确定运动的条件是其原动件数目等于机构自由度的数目。
当不满足此条件时,若原动件少于自由度,机构运动将不确定;反之,若原动件多于自由度,则可能导致机构最薄弱环节的破坏。
机械设计简答题总结(5篇)第一篇:机械设计简答题总结机械设计简答题总结1.提高机械零件疲劳强度的措施?①减小应力集中;②提高表面加工质量;③采用能提高疲劳强度的热处理和强化方法;④减小或消除零件表面可能发生的初始裂纹尺寸;2.螺纹连接预紧的目的?预紧的目的在于增强连接的可靠性和紧密性,以防止受载后被连接件出现缝隙或相对滑移。
3.连接螺纹都具有良好的自锁性,为什么有时还需要防松装置?试各举出两个机械防松和摩擦防松的例子。
在静载荷或工作温度变化不大时,螺纹连接不会自动松脱。
但在冲击、振动或变载荷的作用下,螺旋副间的摩擦力可能减小或瞬时消失。
重复多次后就会使连接松脱。
摩擦防松:对顶螺母、弹簧垫圈、自锁螺母;机械防松:开口销与六角开槽螺母、止动垫圈、串联钢丝;4.提高螺纹连接强度的措施1)降低影响螺栓疲劳强度的应力幅①降低螺栓的刚度Cb(增加螺栓长度、腰状杆螺栓和空心螺栓);②增大被连接件的刚度Cm(不用垫片或采用刚度较大的垫片);同时增大预紧力2)改善螺纹牙上载荷分布不均的现象均载螺母:悬置螺母、环槽螺母、内斜螺母、钢丝螺套3)减小应力集中的影响(较大的圆角和卸载槽,或将螺纹收尾改为退刀槽)4)采用合理的制造工艺方法(冷镦螺栓头部、滚压螺纹)5.V带传动中,小带轮基准直径d1的选取对带传动的影响是什么?带速V的选取对带传动的影响是什么?当带传动的功率P和转速一定时,d1减小则带速V降低,单根V 带所传递的功率减小,从而导致V带根数增加。
这就加大了带轮的宽度,也增大了载荷在V带之间分配的不均匀性,同时d1的减小也将导致V带弯曲应力增大。
故d1不能太小。
当带传动的功率P一定时,提高带速,则单根V带所传递的功率增加,相应的可减少带的根数或者减小V带的横截面积,使带传动的总体尺寸减小;带速V过高,则离心拉应力增大,使得单根V带所传递的功率减小,带的寿命降低。
带速过低,单根V带所传递的功率过小,带的根数增多,传动能力没有得到发挥。
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?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。
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方向运动。
2、通过对串联机组的效率计算,对我们设计机械传动系统有何重要启示?答:对串联机组,机组效率η=n1n2....nk,因为只要串联机组中任一机器的效率很低,就会使整个机组的效率极低;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,尽量减少机器数量,机组中尽量避免出现采用效率很低的机器。
3、轮系的功用?其它轮系的特点与适用场合?答: 1、实现分路传动2、获得较大的传动比3、实现变速传动4、实现换向传动5、用作运动的合成6、用作运动的分解。
槽轮:柔性冲击,速度不太高棘轮:刚性冲击,低速轻载,棘轮的斜角应大于摩擦角不完全齿轮:刚性冲击,低速轻载间歇式凸轮机构:高速重载,运转稳无噪声4、棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间歇转动,但在具体的使用选择上,又有什么不同?答:棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合,而且棘轮转动的角度可以改变。
槽轮机构较棘轮机构工作平稳,但转角不能改变。
5、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。
6、什么是过轮(惰轮),起什么作用?答:过轮:定轴轮系中,既是主动轮又是从动轮,不影响传动比大小但可以改变传动方向。
1)惰轮的概念惰轮就是在两齿轮之间的齿轮,该齿轮只改变该齿轮副中从动轮的回转方向,不改变该齿轮副的传动比大小。
2)惰轮的作用在齿轮副的主、从动轮间每增加--.个惰轮,从动轮的回转方向就改变一次。
b: 增加奇数个惰轮,主从动轮的回转方向不相同;增加偶数个惰轮,主从动轮的回转方向相同。
《机械原理》简答题一、平面机构的结构分析1.平面机构基本定义:机器:可用来变换或者传递物料、能量或信息的装置机构:能实现预期机械运动的构件的组合,包括原动件,从动件,机架零件:机器制造单元构件:机器运动单元杆组:从动件系统中分解为若干不可再分,自由度为0的运动链约束:对独立运动的限制自由度:构件具有的独立运动的数目运动副:由两构件直接接触形成的可运动联接运动链:两个以上以运动副联接而成的系统虚约束:对输出件的运动不起约束作用的约束局部自由度:与输出件运动无关的自由度2.在什么条件下,运动链具有运动可能性、运动确定性、可以成为机构?自由度大于零;自由度数目等于原动件数目;运动链中某构件固定为机架3.高副低代时,齿轮副如何处理?齿轮副是将所引入的两个转动副分别位于相接触的两齿廓的曲率中心处,对于一对渐开线齿廓的齿轮副,曲率中心分别位于两齿轮的啮合极限点二、平面机构的运动分析1.什么是速度瞬心,相对瞬心与绝对瞬心的区别?速度瞬心:两构件上相对速度为零的重合点;绝对瞬心处的绝对速度为零2.用速度瞬心法和矢量方程图作机构速度分析有什么优缺点?速度瞬心法:只能进行速度分析,适用于简单的平面机构矢量方程图:作图不是很准确3.什么是三心定理?作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心,它们位于一条直线上4.机构在什么时候有哥氏加速度,如何确定?绝对运动:动点相对于定参考系的运动相对运动:动点相对于动参考系的运动牵连运动:动参考系相对于定参考系的运动相对运动为转动,牵连运动为平动时两构件重合点有哥氏加速度,它是由于相对速度方向变化产生的加速度,a c = 2ωe v r sin θ三、平面机构的力分析1.什么是摩擦角,移动副中总反力如何确定?摩擦角:总反力和法向反力的夹角总反力和法向反力夹角为摩擦角,偏斜方向和相对速度方向相反2.什么是当量摩擦系数和当量摩擦角?当量摩擦系数:摩擦力和铅锤载荷的比值当量摩擦角:由当量摩擦系数确定的摩擦角3.矩形螺纹和三角形螺纹副各有什么特点,适用于什么场合?矩形螺纹:当量摩擦系数小,传动效率高,适用于传动三角形螺纹:自锁性能好,联接强度高,适用于联接4.什么是摩擦圆,摩擦圆的大小和什么有关?以轴颈中心为圆心,与总反力方向相切的圆;摩擦圆半径与轴颈半径和当量摩擦系数成正比5.为什么实际设计中采用空心轴端?轴端压强和半径成反比,因此轴端中心部分的压强非常大,极易压溃6.什么是机械效率,其意义是什么?机械效率是输出功(有效功)和输入功(驱动功)的比值,它反映了输入功(有效功)的有效利用程度7.什么是自锁和自锁性能,移动副和转动副自锁的条件是什么,自锁时阻抗力和机械效率满足什么条件?自锁:由于摩擦力的作用,不管驱动力多大都不能使构件运动的现象自锁性能:机构反行程自锁而正行程不自锁移动副自锁的条件是驱动力作用在摩擦角之内,转动副自锁的条件是驱动力作用在摩擦圆之内。
第一章绪论基本概念1.机械:机器和机构的总称。
2.机构:用来传递与变化运动和力的可动装置。
3.机器:根据某种使用要求设计的执行机械运动的装置,可用来变换或传递能量、物料和信息。
第二章机构的结构分析1.何谓构件?构件与零件有何区别?试举例说明其区别。
构件是指由一个或者多个小零件刚性联接而成的独立运动单元体,是组成机构的基本要素之一;零件是独立的制造单元,任何机器都是由零件组成。
2.何谓运动副和运动副元素?运动副是如何进行分类的?由两个构件直接接触而构成的可动联接称为运动副;两构件上参加接触而构成运动副的表面称为运动副元素;按接触方式分为高副低副,按相对运动形式分为移动副、转动副、齿轮副、凸轮副、螺旋副,按引入约束数目分:I级副-V级副3.何谓高副?何谓低副?在平面机构中高副和低副一般各带入几个约束?齿轮副的约束数目应如何确定?点线接触为高副,面面接触为低副;各带入1个和2个约束;若两齿轮(条)固定则引入一个约束,不固定引入2个约束。
4.何谓运动链?运动链与机构有何联系和区别?通过运动副的联接而构成的可相对运动的系统;机构是具有固定构件的运动链。
5.何谓机构的自由度?在计算平面机构的自由度时,应注意哪些问题?机构具有确定运动是所必须给定的独立运动参数的数目,亦及必须给定的独立的广义坐标的数目,称为机构的自由度。
注意复合铰链(包含机架),去除局部自由度(某些构件产生的局部运动并不影响其他构件的运动),去除虚约束(在机构中,有些运动副带入的约束对机构的运动只起重复约束作用)。
6.既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用,那么在实际机构中为什么又常常存在虚约束?虚约束是指对机构运动起不到实际约束作用的约束。
虚约束可以改善构件的受力情况,提高机构的刚度和强度,有于保证机械顺利通过某些特殊位置。
(尽量减少虚约束)7.机构具有确定运动的条件是什么?机构具有确定运动的条件就是机构的原动件数目等于机构自由度的数目。
当机构不满足这一条件时,如果原动件数目小于机构的自由度,则机构的运动不确定;若原动件数目大于机构的自由度,则导致机构的最薄弱环节破坏。
8.基本杆组具有什么特点?如何确定机构的级别?选择不同的原动件对机构的级别有无影响?基本杆组是自由度为零、不可再拆的运动链。
机构的级别是所含基本杆组的最高级别。
选择不同的原动件使得机构中所含基本杆组发生变化,可能会导致机构的级别发生变化。
第三章平面机构的运动分析1.何谓速度瞬心?相对瞬心与绝对瞬心有何区别?互作平面相对运动的两构件上瞬时速度相等的重合点即为两构件的速度瞬心。
瞬心处绝对速度是否为零。
(瞬心数目:K=N(N-1)/2 绝对瞬心数目:N-1 相对瞬心数目:(N-1)(N-2)/2)2.何谓三心定理?三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。
3.速度影像和加速度影像一个构件上的速度和加速度多边形与该构件的几何图形相似,字母排序方向与其几何图像排序方向一致。
(只适用于同一构件)4.科氏加速度两构件作相对运动,牵连运动为转动。
第四章平面机构的力分析几个基本概念:代换质量:质量代换法中假想的集中质量。
代换点:代换质量所在的位置。
运动副中的总反力:运动副中法向反力和摩擦力的合力。
摩擦角:总反力与法向反力之间的夹角,其值等于摩擦系数的反正切值。
当量摩擦系数:考虑了接触面形状及接触面摩擦系数,目的是为了统一摩擦力计算公式=G摩擦圆:当轴径相对于轴承滑动时轴承对轴径的总反力始终相切的那个圆,其半径为磨合轴端:经过一段时间工作后的轴端。
如何确定机构转动副中总反力的方位?1. 在不考虑摩擦的情况下,根据力的平衡条件,确定不计摩擦时总反力的方向。
2. 计摩擦时的总反力应与摩擦圆相切。
3. 轴颈2对轴颈1的总反力Fr12对轴颈中心之矩的方向必与轴颈1相对于轴颈2的相对角速度w12相反。
第五章机械的效率和自锁1.串联、并联及混联机组的效率如何计算?从中得出了什么重要结论?串联系统的总效率等于各机器的效率的连乘积,结论:①串联机器数目越多,机械效率越低。
②串联机组某一机器效率低,会使整个机组效率降低;并联机组的效率为各机器输入效率之和与输出效率之和的比值,①机组效率围:②要提高并联机组的效率,应着重提高传递功率大的传动路线效率。
;混联机组的效率分部计算。
2.机械自锁机械自锁的定义:由于摩擦的存在,作用在机械上的驱动力无论如何增大,也无法使其运动的现象称为机械的自锁。
①作用于机构上的生产阻力G在驱动力无限增大的条件下恒小于0;②单个运动副的自锁条件:运动副,驱动力作用在摩擦角之;转动副,单力且作用在摩擦角之;螺旋副,螺纹导程角小于当量摩擦角;③生产阻力始终小于等于0;④机械效率始终小于等于03.机构正、反行程的机械效率正行程:反行程:4.机械正反行程的效率是否相同?请以斜面机构分析。
正行程F=G tan (α+φ) 反行程F=G tan (α-φ) 故不相同。
第七章机械的运转及其速度波动的调节1.机械运转的三个阶段阶段功能关系速度、角速度启动阶段由零上升稳定阶段等速稳定运转或周期波动停车阶段逐渐减少到零2.飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动,为什么?当系统出现盈功时飞轮可将多余的能量吸收存储起来,当出现亏功时,飞轮又将能量释放出来,从而使机械的速度波动下降。
通过以上原理,显然飞轮只是存储能量的机构,因此不能调节非周期性速度波动。
3.机械的速度波动分为哪两种,分别怎么调节?分为周期性和非周期性速度波动,周期性速度波动可加装飞轮调节,当原动机为电机时非周期性速度波动会由电机的自调性自动调节,当原动机为蒸汽机、汽轮机或燃机时可以安装调速器调节。
第八章平面连杆机构及其设计1.何谓连杆机构?连杆机构的传动特点?原动件的运动要经过一个不与机架直接相连的中间构件才能传动到从动件的低副机构,这个不与机架直接相连的中间构件称为连杆,而把这些具有连杆的机构统称为连杆机构。
连杆机构传动特点:㈠运动副为低副接触,压强较小,可以承受较大载荷。
便于润滑不易产生大的磨损,几何形状较简单便于加工制造。
⑵从动件能实现各种预期的规律。
⑶由于连杆的运动必须经过中间构件进行传递,因而传动路线长,易产生较大的误差积累,同时也使机械效率降低。
⑷在连杆机构运动中,连杆与滑块所产生的惯性力难以用一班的平衡方法加以消除,因而连杆机构不宜用于高速运动。
2.平面四杆机构的基本型式是什么?它有哪些演化型式?研究平面四杆机构演化的目的何在?双曲柄机构,曲柄摇杆机构,双摇杆机构;⑴改变构件的运动尺寸和形状(曲柄滑块机构),⑵改变运动副的尺寸(偏心轮机构),⑶选用不同的构件为机架⑷运动副元素的逆换;机构的演化,不仅是为了满足动方面的要求,还往往是为了改善受力状况以及满足结构设计上的需要。
3.何谓曲柄?四杆机构具有曲柄的条件是什么?与机架相铰接能整周回转的构件称为曲柄;曲柄存在条件:⑴最短杆是机架或连架杆,⑵最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和。
4.何谓行程速比系数?何谓急回作用?何谓极位夹角?三者之间的关系如何?行程速比系数:连杆机构中从动件空回行程的平均速度与工作行程平均速度的比值;在连杆机构中主动件作等速回转时,从动件空回行程的平均速度大于工作行程的平均速度,这种运动性质称为连杆机构的急回运动;极位夹角:机构在两个极位时原动件所在两个位置之间所夹的锐角。
5.何谓连杆机构的压力角和传动角?研究传动角有何意义?压力角:从动件受力点受力方向与速度方向所夹的锐角;传动角:压力角的余角;表示机构的传力性能,传动角越大传力性能越好。
6.在四杆机构中,死点和极位实际上是同一个位置,那末为什么有时叫它死点,有时又叫它极位,它们的区别在什么地方?当摇杆为主动件连杆与从动曲柄共线是的位置称为死点。
7.死点与自锁有什么区别?说明死点的危害及其克服方法,以及死点在机械工程中的应用情况。
死点是当主动件为摇杆连杆与从动曲柄共线时,主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心,而不能使从动件转动出现顶死现象;机械自锁是由于摩擦的存在,作用在机械上的驱动力无论如何增大,也无法使其运动的现象称为机械的自锁。
克服方法:飞轮惯性,机构错列。
利用死点传递的力通过转矩中心出现顶死的特性进行夹紧等工作。
8.机构倒置所依据的基本原理是什么?同一运动链,取不同的构件为机架时,根据相对运动原理,各构件间的相对运动关系并未改变第九章凸轮机构及其设计1.推杆常用运动规律及其特性比较?用较大的滚子,问是否可行?为什么?不可行,若采用较大的滚子,凸轮机构的理论啮合曲线将发生变化,推杆的工作行程将发生变化。
3.什么是凸轮的压力角?设计凸轮机构时为什么要控制压力角的最大值?凸轮与推杆接触点的正压力方向与速度方向之间所夹的锐角为压力角。
压力角增大会使凸轮与推杆的压力增大,过大的压力角甚至会使机构自锁无法运动。
4.如何减少直动推杆盘状凸轮机构的推程压力角?当直动推杆凸轮机构的推程压力角超过许用值时,可通过增大基圆半径减小压力角。
5.什么是凸轮的理轮廓线和实际廓线?滚子推杆的理论廓线和实际廓线有什么关系?将滚子中心当作从动件的尖端设计出的凸轮廓线称为理论廓线,以理论廓线上各点为圆心作一系列滚子圆,该圆的包络线为凸轮的实际廓线。
当推杆为尖顶时,理论廓线与实际廓线重合。
当推杆为滚子时,理论廓线与实际廓线相差r0。
6.对于同一凸轮和同一导路,若分别采用尖端推杆,滚子推杆和平底推杆,推杆的运动规律是否相同?相应的理轮廓线是否相同?运动规律不相同,尖顶推杆的理论廓线与实际廓线重合,滚子推杆的理论廓线为滚子中心的运动轨迹,平底推杆的理论廓线为推杆尖端的运动轨迹。
7.设计滚子推杆盘状凸轮的廓线时,若发现实际廓线变尖,则在几何尺寸上应采取什么措施?增大基圆半径或者适当减小滚子半径,有时则必须修改推杆的运动规律,使凸轮工作廓线上出现尖点的地方代以合适的曲线。
第十章齿轮机构及其设计1.齿廓啮合基本定律互作啮合传动的一对齿轮,在任意位置时的传动比都与其连心线被啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。
这一规律称为齿廓啮合基本定律。
2.渐开线的特性?优点?a) 发生线上BK段长度等于基圆上被滚动的弧长;b) 发生线既是渐开线的法线又是基圆的切线;c) 渐开线上某一点离基圆越远,其曲率半径越大;d) 渐开线的形状取决于基圆的大小,基圆越小,渐开线越陡峭;e) 基圆以无渐开线;优点:以渐开线为齿轮的齿廓,不但满足定传动比,并且能平稳地传动渐开线齿廓间的正压力方向不变,加工简单且具有可分性。
3.具有标准中心距的标准齿轮具有哪些优点?标准齿轮在按标准中心距安装时,其无齿侧间隙的要求也能得以满足。
当两齿轮按标准中心距安装时,其分度圆与节圆相重合,即齿轮此时的节圆与其分度圆大小相等。