2017年中国石油大学(北京)油气储运工程专业-综合考试之机械原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 何谓平衡力与平衡力矩? 平衡力是否总是驱动力？
【答案】与作用在机构各构件上的已知外力和惯性力相平衡的，作用在某构件上的未知外力或力矩称为平衡力或平衡力矩。
平衡力不总是驱动力。驱动力是驱动机械运动的力，平衡力与已知外力平衡，可以驱动机械运动成为驱动力，也可阻碍机械运动成为阻抗力。
2． 擒纵机构也是一种间歇运动机构，应用这种机构的主要目的是什么? 你能利用擒纵机构设计一种高楼失火自救器吗？
【答案】擒纵机构结构简单，便于制造，价格低，但振动周期不稳定，主要用于计时精度要求不高、工作时间较短的场合。
高楼失火自救器的机构简图如图所示。自救器主要由齿轮
和擒纵机构
组成。悬挂人
的绞绳绕在齿轮1的套筒上，齿轮2与擒纵轮3固连在一起，并绕同一根轴旋转。
图
3． 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构及凸轮式间歇运动机构均能使执行构件获得间歇运动，试从各自的工作特点、运动及动力性能分析它们各自的适用场合。
【答案】（1）棘轮机构
特点：结构简单，制造方便，运动可靠，棘轮轴每次转过角度的大小可以在较大的范围内调节，但是工作时有较大的冲击和噪声；运动精度差；因此适用于速度较低和载荷不大的场合。
（2）槽轮机构
特点：结构简单，外形尺寸小，机械效率高，能较平稳地、间歇地进行转位，但传动中存在
柔性冲击；因此适用于中速场合。
（3）不完全齿轮机构
特点：结构简单，容易制造，工作可靠，设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可以在较大范围内变化，但有较大冲击；故适用于低速、轻载的场合。
（4）凸轮式间歇运动机构
特点：结构紧凑、运转可靠、传动平稳，转盘可以实现任意的运动规律，并能适用于高速转动，但加工精度要求高，安装调整较困难；适用于高速高精度的场合。
4． 何谓齿轮的“根切现象”？它是怎么产生的？有何危害？
【答案】开线齿轮传动时，齿轮A 的齿顶与啮合线的交点超过被切齿轮的极限啮合点时，被切齿轮齿根的渐开线齿廓被切去一部分，这种现象叫根切。用范成法加工渐开线齿轮过程中，有时刀具齿顶会把被加工齿轮根部的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根切。
根切现象的产生是因为刀具齿顶线（齿条型刀具）或齿顶圆（齿轮插刀）超过了极限啮合点。根切将削弱齿根强度，甚至可能降低传动的重合度，影响传动质量，应尽量避免。
5． 为何要对平面高副机构进行“高副低代”？“高副低代”应满足的条件是什么？
【答案】为了便于对含有高副的平面机构进行分析研究，需要对平面高副机构进行“高副低代”。
“高副低代”满足的条件：
⑴代替前后机构的自由度完全相同：
（2）代替前后机构的瞬时速度和瞬时加速度完全相同。
6． 通过对串联机组及并联机组的效率计算，对设计机械传动系统有何重要启示？
【答案】通过对串联机组及并联机组的效率计算，得出以下结论： 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； 串联机器的数目越多，机械效率也越低；
并联机组的总效率主要取决于传递功率最大的机器的效率。
二、计算分析题
7． （1）已知一对标准齿轮
安装得刚好连续传动，试求这对齿轮的啮合角
中心距
节圆半径
今将这一对齿轮
②当量齿数
（2）设计一对渐开线标准平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮机构，其基本参数为：
试求：①法面齿距
③标准安装中心距a 。
【答案】（1）由已知条件可知，分度圆半径分别为：
齿顶圆半径分别为：
和端面齿距
基圆半径分别为：
齿顶圆压力角分别为：
由题知该对齿轮安装后刚好连续传动，故重合度为1, 即有：
代入数据，解得啮合角为：
由于标准中心距为：
从而有实际中心距为：
则可得两齿轮节圆半径分别为：
（2）法面齿距为：
端面齿距为：
当量齿数分别为：
标准安装中心距为：