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机械原理必考试题及答案(一)

2019-08-01 21:20:08 408

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一、简答题

1、解释虚约束的概念,列举虚约束常发生的几种情况。

答:运动副引入的约束中,对机构自由度的影响与其他机构重复,这些重复的约束称为虚约束(机械中常设计带有虚约束,对运动情况虽无影响,但往往能使受力情况得到改善) 机构中的虚约束常发生在下列情况   

1) 在机构中如果两构件用转动副联接,联接前后其联接点的运动轨迹重合,则该联接将带入1个虚约束.

2) 如果两构件在多处接触而构成移动副,且移动方向彼此平行,则只能算一个移动副. 如果两构件在多处相配合而构成转动副,且转动轴线重合,则只能算一个转动副.

如果两构件在多处相接触而构成平面高副,且各接触点处的公法线彼此重合,则只能算一个平面高副.

3)在机构运动的过程中,若两构件上某两点之间的距离始终保持不变,则如用双转动副杆将此两点相联,也将带入1个虚约束

2、简述凸轮机构推杆运动时刚性冲击和柔性冲击的概念,并说明二者分别在何时发生。

在推杆运动开始和终止的瞬间,速度有突变,使推杆在理论上出现瞬时的无穷大加速度,致使推杆突然产生非常大的惯性力,使凸轮机构受到极大的冲击。这种冲击称为刚性冲击。 当推杆的加速度和惯性力发生突变,但突变为有限值时,所引起的冲击将会较小,这种冲击称为柔性冲击。 在凸轮机构推杆的常用运动规律中,等速运动规律 有刚性冲击;等加速等减速运动规律、余弦加速度 运动规律有柔性冲击。

3、简述渐开线的概念,说明渐开线有哪些特性。

答:共轭齿廓是一对相啮合的齿廓,在整个啮合过程中,能在保持相切的条件下,按照预定的规律运动,一对齿轮啮合传动,齿廓在任意一点接触,传动比等于两轮连心线被接触点的公法线所分两线段的反比,这一规律称为齿廓啮合基本定律。若所有齿廓接触点的公法线交连心线于固定点,则为定传动比齿廓啮合基本定律。

二、论述题

1、请简要论述连杆机构有何传动特点以及连杆机构存在哪些缺点?

答:特点:运动副单位面积所受压力较小,且面接触便于润滑,故磨损减小;制造方便,易获得较高的精度;两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的,它不象凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。因此,平面连杆机构广泛应用于各种机械、仪表和机电产品中。

连杆机构的缺点是:一般情况下,只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹,且设计较为复杂;当给定的运动要求较多或较复杂时,需要的构件数和运动副数往往较多,这样就使机构结构复杂,工作效率降低,不仅发生自锁的可能性增加,而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加;机构中作复杂运动和作往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡,在高速时将引起较大的振动和动载荷,故连杆机构常用于速度较低的场合。

2、请简要论述设计凸轮廓线所依据的反转法原理。

答:机构的完全平衡是指机构的总惯性力恒为零。为了达到机构的完全平衡可利用平衡质量平衡或利用对称机构平衡(例如:铰链四杆机构的完全平衡或曲柄滑块机构的完全平衡)。采用完全平衡法,平衡效果很好,但会使机构的质量或体积大为增加机构的部分平衡是对机构的总惯性力只需平衡其中的一部分,可以利用平衡质量平衡或利用弹簧平衡(例如:铰链四杆机构的部分平衡或曲柄滑块机构的部分平衡)采用往复惯性力的部分平衡法,既可减少惯性力的影响,又可减少需加的平衡质量。一般对机械的工作较为有利。

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