南航考研机械原理简答题终极整理版资料 联系客服

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铰链四杆机构有曲柄的条件:

a.杆长条件:最短杆和最长杆长度之和小于等于其他两杆长度之和 b.组成周转副的两杆中有一杆为最短杆 若连架杆为最短杆则为曲柄摇杆机构,若机架为最短杆则为双曲柄机构,若不满足杆长条件则一定是双摇杆机构

4.什么是极位夹角、急回特性、行程比系数,它们有什么关系?

极位夹角:当机构从动件处于两极限位置时,主动件在两相应位置时所夹角度,?>0时有急回特性,?越大急回运动越明显,?=180*(K-1)/(K+1)

急回特性:当连杆机构的主动件为等速回转时,从动件空回行程的平均速度大于从动件工作行程的平均速度

行程比系数:K=(?+180)/(?-180)=快行程平均速度 / 慢行程平均速度

5.什么是压力角和传动角,研究其有什么意义?

压力角:不计摩擦力的情况下,构件受力方向与运动方向所夹的锐角,反映了力的利用程度

传动角:压力角的余角,衡量机构传力性能好坏(曲柄摇杆机构中,最小传动角出现在曲柄与机架共线的位置之一)

6.什么是极位和死点,他们各自的特点,有什么不同?

极位:当原动件与连杆共线时为极位。在极位附近,由于从动件的速度接近于零,故可获得很大的增力效果

死点:当从动件与连杆共线时为死点。此时传动角为零,主动件通过连杆作用于从动件上的力通过其回转中心,而不能使从动件转动,出现顶死现象。机构在死点时本不能运动,可借助惯性或采用机构错位排列的方法使机构能顺利通过死点位置而正常运转。如因冲击、振动等原因使机构离开死点而继续运动时,这时从动件的运动方向是不确定的,故机构的死点位置也是机构运动的转折点。

机构的极位和死点实际上是机构的同一位置,所不同的仅是机构的原动件不同。

七、凸轮机构及其设计

1.凸轮机构的特点是什么?

a.结构紧凑,响应迅速,运动规律灵活多样 b.易磨损,加工困难

2.凸轮存在冲击时,其速度线图和加速度线图各有什么特点?

柔性冲击:速度线图存在尖点,加速度线图存在有限跳跃 刚性冲击:速度线图有间断点,加速度线图出现无穷大跳跃

3.推杆常用的运动规律有哪些,各有什么特点?

等速运动:刚性冲击

等加速等减速:柔性冲击,有最大速度 余弦加速度(简谐):柔性冲击 正弦加速度(摆线):无冲击,有最大速度和最大加速度

五次多项式:无冲击

4.凸轮力锁合和几何锁合各有什么特点?

力锁合:结构简单,设计自由,但有附加阻力,造成机械效率下降;高速时磨损加剧 几何锁合:外廓尺寸大,加工精度高,对运动规律的采用有限制

5.什么是凸轮的理论廓线和实际廓线,二者有何区别和联系?

理论廓线:用滚子推杆与凸轮配合时产生的廓线

实际廓线:用尖顶推杆与凸轮对心配合时产生的廓线 以理论廓线上一系列点为圆心,以滚子半径为半径作一系列的圆,再作该圆族的包络线,即为凸轮的实际廓线

6.什么是凸轮机构压力角,在凸轮设计中有什么意义,如何处理?

压力角:推杆与凸轮接触点处所受正压力方向(凸轮轮廓线接触点法线方向)与推杆上对应点速度方向所夹锐角(平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构的压力角为零)

意义:影响凸轮机构受力情况,压力角过大时,凸轮将自锁 处理方法:

a.增大导轨长度l和减小悬臂尺寸b可使临界压力角数值提高 b.采用正偏置方式和增大基圆半径可减小压力角

7.什么是凸轮的变尖和失真现象?

对于外凸的凸轮轮廓曲线,其工作廓线的曲率半径等于理论廓线的曲率半径与滚子半径之差。如果理论廓线的曲率半径与滚子半径相等,则工作廓线的曲率半径为零,出现尖点现象。如果理论廓线的曲率半径小于滚子半径,这时工作廓线出现交叉,推杆运动规律改变,出现失真现象。

八、齿轮机构及其设计

1.齿轮机构的特点是什么?

a.传动比准确,传递功率大,传递效率高 b.制造和安装精度高

2.什么是齿轮啮合基本定律,什么是共轭齿廓,要使齿轮实现定传动比齿廓曲线应满足什么条件?

齿轮啮合基本定律:互相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公法线所分成的两段长反比

共轭齿廓:凡满足齿廓啮合基本定律的曲线都可作为共轭齿廓 定传动比条件:无论两齿廓在何位置接触,过接触点所作得齿廓公法线与两齿轮连心线都相交于一点

3.渐开线齿廓有哪些特点?

a.发生线长度等于其在基圆上滚过的弧长 b.渐开线上任意点处法线与基圆相切

c.渐开线上任意点处法线与基圆的切点,即为渐开线在该点的曲率中心 d.渐开线的形状取决于基圆大小

e.基圆以内无渐开线

4.渐开线齿廓传动有那些特点?

a.保证定传动比且有可分性:中心距略变动时,不影响两轮的传动比

b.正压力方向不变:渐开线齿廓啮合时,两啮合齿廓间的正压力始终沿啮合线方向

5.什么是齿轮模数,作用是什么,为什么要规定模数标准值,不同齿轮的标准值是怎样规定的?

模数是齿距p与pi的比值,它决定了齿轮及其轮齿大小和承载能力 模数决定渐开线齿廓形状的基本从参数,为了设计制造检验及使用方便

直齿轮只有一种模数,斜齿轮法面参数为标准值,锥齿轮大端为标准值,蜗杆轴面参数为标准值,蜗轮端面参数为标准值

6.什么是齿轮分度圆压力角,为什么要规定分度圆压力角为标准值?

齿轮分度圆上啮合点公法线方向与啮合点速度方向的夹角

因为压力角决定渐开线齿廓形状的基本从参数,为了设计制造检验及使用方便

7.什么是重合度,物理意义是什么,影响重合度有哪些参数?

重合度:实际啮合线与法向齿距或作用弧的比值

意义:衡量连续传动的条件,表示同时参与啮合的轮齿对数的平均值,反映齿轮啮合传动的的平稳性和承载能力,连续传动条件:重合度大于或等于1

重合度与模数无关,而随齿数的增多而加大,并随啮合角的减小和齿顶高系数的增大而增大。标准齿轮传动重合度最大值为1.981,最多有2对齿轮同时啮合

8.直齿圆柱齿轮外啮合,当实际中心距大于标准中心距时,齿轮啮合参数有何变化?

中心距变大,啮合角变大;传动比不变,重合度变小;顶隙大于其标准值,侧隙大于零

9.什么是根切现象,产生的原因是什么,有何危害,如何避免?

根切:用范成法加工齿轮时,刀具的顶部过多的切入轮齿根部,因而将齿根的渐开线切去一部分

原因:被切齿轮的啮合极限点位于刀具齿顶线之下

危害:大大降低轮齿抗弯强度,当根切侵入渐开线齿廓工作段时将使重合度下降 措施:限制齿轮齿数,变位加工

10.什么是标准齿轮,什么是变位齿轮,齿轮变位修正的目的是什么,齿轮变后各尺寸如何变化?

标准齿轮:各参数都取标准值的齿轮 变位齿轮:采用变位加工成的齿轮

目的:避免根切现象、拼凑中心距、提高重合度、增强轮齿抗弯强度 变化:变位后模数、压力角没有变,但齿厚、齿顶高、齿根高变化

11.斜齿轮传动的特点是什么?

a.啮合性能好,传动平稳 b.重合度高(端面+轴向),降低了每对轮齿的载荷 c.不易根切

d.运转时会产生轴向推力

12.直齿圆锥齿轮几何尺寸的计算通常以哪端为标准值,为什么?

大端;大段尺寸较大,计算和测量的误差相对较小,便于估计机构外形尺寸

13.什么是斜齿轮当量齿轮和圆锥齿轮的当量齿轮,意义何在?

斜齿轮当量齿轮:在某一点作法面,用该点曲率半径为分度圆,相当于斜齿轮法面齿形的直齿圆柱齿轮即为斜齿轮当量齿轮

圆锥齿轮当量齿轮:与圆锥齿轮大端球面上分度圆相切的圆锥称为圆锥齿轮的背锥。圆锥齿轮大端面齿形平行圆锥母线向背锥上投影展开所形成的扇形称之为扇形齿轮。将扇形齿轮补齐,相当于圆锥齿轮大端面齿形的直齿圆柱齿轮即为圆锥齿轮的当量齿轮

意义:用当量齿轮的齿形来代替理论齿形,误差很小,可以将直齿圆柱齿轮的计算公式直接应用在斜齿轮或圆锥齿轮上

14.蜗杆传动的特点是什么?

a.结构紧凑,传动平稳,啮合冲击小 b.传动磨损大,传动效率低,易发热 c.反行程常具有自锁

15.确定蜗杆头数和蜗轮齿数要考虑那些问题?

蜗杆头数通常取1-10,推荐值1、2、4、6,当需要反行程自锁时通常取1 蜗轮齿数根据蜗杆头数和传动比确定

16.什么是蜗杆机构的中间平面,中间平面上蜗杆传动相当于什么传动?

通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面;齿轮齿条传动

17.确定蜗杆直径系数的目的是什么,q的大小对蜗杆传动有什么影响?

为了标准化蜗杆分度圆直径。蜗杆头数一定时,q变小则导程角变大;模数一定时,q变大则蜗杆分度圆直径变大,蜗杆刚度增大

18.不同类型齿轮的正确啮合条件?

直齿轮,齿轮齿条,变位齿轮:m1?m2?m ?1??2?? 平行轴斜齿轮:mn1?mn2?mn

?n1??n2??n ?1???2(外负内正)

锥齿轮:大端参数m1?m2?m ?1??2?? 涡轮蜗杆:mt2?mx1?m

螺旋线旋向相同且?1??2 ?t2??x1?? 交错角等于90时,

九、齿轮系及其设计

1.轮系基本定义

定轴轮系:轮系转动时其各轮轴线的位置固定不动

周转轮系:轮系运动时至少有一个齿轮的轴线绕齿轮轴线转动(行星轮系自由度为1,

差动轮系自由度为2)

行星轮:绕动轴线转动的齿轮(基本构件) 太阳轮:绕固定轴线转动的齿轮(基本构件) 行星架(系杆):支撑行星轮且绕固定轴线转动的构件

2.什么是过轮(惰轮),起什么作用

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

3.首、末轮转向关系如何确定?

首、末两轮轴线平行时,转向相同传动比为“+”,反之为“-” 首、末两轮轴线不平行时,转向关系只能在图上用箭头标注

4.什么是周转轮系的转化机构,为什么可以用转化机构法来计算周转轮系中基本构件间传动比?

虚拟的给整个周转轮系加上一个公共角速度,使之绕行星架的固定轴线回转,此时周转轮系就转化为定轴轮系,这个定轴轮系称为周转轮系的转化机构。转化机构为定轴轮系

5.设计行星轮系时,轮系各轮的齿数和行星轮的个数要满足什么条件?

传动比条件:尽可能近似的实现给定传动比

同心条件:行星架回转轴线应与中心轮几何轴线重合

均布条件:行星轮个数与各轮齿数应满足一定条件,以防止干涉 邻接条件:相邻的行星轮齿顶圆不能相交