2017年南京航空航天大学551机电基础之机械原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 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。
2． 当电钟电压不足时，为什么步进式电钟的秒针只在原地震荡，而不能作整周回转？
【答案】图为用于电钟的棘轮机构。当电钟电压充足时，电钟可以正常地工作。当电钟电压不足时，电磁铁对摇杆的吸引力减小，不足以抵抗弹簧的阻力。因此，当电子线路给电磁铁一个电脉冲时，摇杆略微绕顺时针方向摆动，随后在弹簧力的作用下向左摆动并碰到挡铁。故步进式电钟的棘轮只能在原地=做微笑的转动，进而使秒针只能在原地振荡，而不能做整周回转。
图
3． 用转化轮系法计算行星轮系效率的理论基础是什么? 为什么说当行星轮系为高速时，用它来计算行星轮系的效率会带来较大的误差?
【答案】理论基础:机械中的输入功率和输出功率总有一个是己知的，所以只要能求出摩擦损失功率，就可计算出机械的效率。而机械中的摩擦损失功率主要取决于各运动副中的作用力、运动副元素间的摩擦系数和相对运动速度的大小。行星轮系的转化轮系和原行星轮系的上述三个参量除因构件回转的离心惯性力有所不同外，其余均不会改变。因而，在可以不考虑构件回转的离心力时，行星轮系与其转化轮系中的摩擦损失功率应相等。
当行星轮系为高速时，因各构件的回转速度快，所产生的离心惯性力大，不能够被忽略，所以用转化轮系法来计算行星轮系的效率会带来较大的误差。
4． 机构在什么条件下才会有哥氏加速度存在？其大小如何计算？
【答案】哥氏加速度是由于质点不仅作圆周运动，而且也做径向运动或周向运动所产生的。当牵连运动为匀角速度定轴运动时，会有哥氏加速度存在；其大小为
5． 为什么渐开线齿轮机构能满足定传动比要求？
【答案】渐开线某点的法线是基圆的切线，接触点的法线必然是基圆的公切线，基圆不动，则接触点的法线固定不动，它与连心线的交点固定，所以渐开线齿轮机构能满足定传动比要求。
6． 何谓构件? 何谓运动副及运动副元素? 运动副是如何进行分类的？
【答案】构件是由一个或者多个零件刚性连接而成的独立运动的单元体，它是组成机构的基本要素之一。
运动副是由两构件直接接触而组成的可动的连接；运动副元素是两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。
运动副的分类：
根据运动副引入的约束的数目可分为：I 级副、II 级副、III 级副、IV 级副和V 级副； 根据构成运动副的两构件的接触形式可分为：高副和低副；
根据构成运动副的两构件之间的相对运动形式可分为：转动副或回转副（也称铰链）、移动副、螺旋副、球面副等；还可分为平面运动副和空间运动副。
二、计算分析题
7． 如图所示的行星轮系中，
已知各轮的齿数分别为回转轴线上，它们的转动惯量分别为
_
模数
矩
和等效转动惯量
作用在行星架H 上的力矩
各构件的质心均在其相对
行星轮2
的质量
求构件1为等效构件时的等效力
图
【答案】（1）求等效力矩
的计算式：
根据功率等效的原则，得等效力矩
求传动比在该行星轮系中
，故其转化机构的传动比为：
则将
式代入
式得
求得
为正值，
表明其方向与
相同。
（2）求等效转动惯量
在此轮系中，轮1和系杆H 为定轴转动构件，而齿轮2为平面运动构件。因而，轮2的动能应包括两部分：轮2绕自身轴线做相对转动所具有的动能以及其质心绕
根据动能等效的原则，得等效转动惯量的计算式：
式中
已经求出。又因
故
因此，
又
将以上各值代人式（c ）得
8． 在一对正常齿制的渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮机构中，齿数角（2）齿厚节圆半径
模数
从而可得齿轮2的分度圆半径为：
齿轮2的基圆半径为：
轴转动所具有的动能。
传动比时的啮合角
压力
及
试求下列各量的值（齿轮2的分度圆、基圆和齿根圆半径：1）
基节和标准中心距a ; （3）当安装中心距比标准中心距a 大
【答案】（1）由传动比公式有：