27机械原理考研必看：高频考点深度解析

在备战27机械原理考研的过程中，考生们常常会遇到各种各样的问题，尤其是那些反复出现的考点。为了帮助大家更好地理解和掌握这些核心知识，我们整理了以下常见问题的详细解答。这些问题不仅涵盖了机械原理的基础理论，还涉及了实际应用中的难点，力求用通俗易懂的语言，让考生们能够轻松突破学习瓶颈。本文旨在通过系统化的梳理，帮助考生们构建完整的知识体系，为考试打下坚实基础。

问题一：什么是连杆机构的急回特性？如何计算行程速比系数K？

连杆机构的急回特性是指机构在完成一个工作循环时，从动件在回程和工作行程中的速度差异。简单来说，当主动件（如曲柄）匀速转动时，从动件在回程的速度通常比工作行程的速度要快，这种现象就叫做急回特性。行程速比系数K是衡量这种特性的重要指标，它表示从动件回程平均速度与工作行程平均速度的比值。计算K的公式是K=(180°+φ)/(180°-φ)，其中φ是行程角，也就是从动件从一个极限位置到另一个极限位置时，主动件所转过的角度。

举个例子，假设一个曲柄摇杆机构，当曲柄转动180°时，摇杆从一个极限位置摆动到另一个极限位置。如果这个过程中摇杆的行程角φ是120°，那么K的计算就是(180°+120°)/(180°-120°)=300°/60°=5。这意味着摇杆在回程时的平均速度是工作行程平均速度的5倍。这种特性在实际应用中非常有用，比如在牛头刨床中，利用急回特性可以缩短非工作行程的时间，提高生产效率。当然，并不是所有连杆机构都有急回特性，只有当行程角大于0时，K值才会大于1，机构才会表现出急回特性。

问题二：凸轮机构的压力角是什么？如何确定凸轮机构的最小压力角？

凸轮机构的压力角是指从动件受力方向与运动方向之间的夹角。简单来说，就是作用在从动件上的力与从动件运动方向之间的夹角。压力角是衡量凸轮机构传动性能的重要参数，它直接影响机构的效率和使用寿命。如果压力角太大，会导致从动件与凸轮接触面之间的摩擦力增大，机构效率降低，甚至可能因为摩擦力过大而卡死。因此，在设计凸轮机构时，需要尽量减小压力角。

确定凸轮机构的最小压力角需要考虑几个因素。不同类型的从动件有不同的最小压力角要求。例如，滚子从动件的最小压力角通常比平底从动件要小，因为滚子可以减少摩擦。最小压力角还与凸轮的轮廓形状有关。一般来说，凸轮轮廓越平滑，压力角就越小。在实际设计中，通常会根据从动件的工作行程、行程速度和所需驱动力等因素，通过计算或实验来确定最小压力角。为了提高机构的可靠性，设计时还会在最小压力角的基础上留有一定的安全裕量。比如，对于高速运转的凸轮机构，压力角一般控制在30°以内，以保证足够的传动效率和稳定性。

问题三：齿轮传动的重合度是什么？它对传动有什么影响？

齿轮传动的重合度是指在一个齿轮回转过程中，同时啮合的齿对数。简单来说，就是有多少对齿轮同时在工作。重合度通常用符号ε表示，它的值越高，说明同时啮合的齿对数越多，传动就越平稳。如果重合度为1，意味着在齿轮啮合过程中，始终只有一对齿在工作，这样传动的冲击和振动会比较大。而如果重合度大于1，比如ε=2，就意味着在齿轮啮合过程中，有两对齿在工作，这样传动的平稳性和可靠性就会大大提高。

重合度对传动的影响主要体现在以下几个方面。重合度越高，传动越平稳。因为同时啮合的齿对数越多，齿间的冲击和振动就越小，传动就越平稳。重合度越高，传动的承载能力也越强。因为多对齿同时分担载荷，每对齿承受的力就变小，这样齿轮就不容易损坏。再次，重合度越高，传动误差越小。因为多对齿同时啮合，可以相互补偿齿形误差，使传动更加精确。重合度越高，传动效率也越高。因为多对齿同时啮合，可以减少齿间的滑动摩擦，提高传动效率。当然，提高重合度也有一定的限制，比如会增大齿轮的尺寸和重量，增加制造成本。因此，在实际设计中，需要根据具体的应用需求，合理选择重合度。一般来说，对于高速重载的齿轮传动，重合度应大于1.5，以保证足够的传动平稳性和可靠性。