机械原理总复习习题.pdf

共 8 页 第 页 1 2003 年春季学期 机械原理 考试题 A 卷 答案 一 填空题一 填空题 共 25 分 每一空 1 分 1 在平面机构中若引入 H P个高副将引入 2 H P个约束 而引入 L P个低副将 引入 L P 个约束 则活动构件数n 约束数与机构自由度F的关系是 32 LH FnPP 2 机构具有确定运动的条件是 机构的原动件数等于机构的自由度数机构的原动件数等于机构的自由度数 若机 构自由度 0 而原动件数 而原动件数 F 则各构件之间不能运动或产生破坏不能运动或产生破坏 3 下图为一对心曲柄滑块机构 若以滑块 3 为机架 则该机构转化为 移动移动 导杆导杆 机构 若以构件 2 为机架 则该机构转化为曲柄摇块机构曲柄摇块机构 题一 3 小题图 4 移动副的自锁条件是 驱动力与接触面法线方向的夹角驱动力与接触面法线方向的夹角 小于摩擦角小于摩擦角 转动副的自锁条件是驱动力的作用线距轴心偏距驱动力的作用线距轴心偏距e e小于摩擦圆半径小于摩擦圆半径 5 在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中 等速等速运动规律具有刚性冲击 等加速等减速或余弦加速度等加速等减速或余弦加速度运动规律具有柔性冲击 而 正弦加速度正弦加速度 运动规律无冲击 6 内啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是模数相等模数相等 压力角相等压力角相等 螺旋角大小相等且旋向相同螺旋角大小相等且旋向相同 7 能实现间歇运动的机构有棘轮机棘轮机构构 槽轮机构槽轮机构 不完全齿轮机构不完全齿轮机构 8 当原动件为整周转动时 使执行构件能作往复摆动的机构有 曲柄摇杆机曲柄摇杆机 构构 摆动从动件圆柱凸轮机构摆动从动件圆柱凸轮机构 摆动从动件空间凸轮机构或多杆机构或组摆动从动件空间凸轮机构或多杆机构或组 合机构等合机构等 9 等效质量和等效转动惯量可根据等效原则 等效构件的等效质量或等效转等效构件的等效质量或等效转 动惯量所具有的动能等于原机械系统的总动能动惯量所具有的动能等于原机械系统的总动能来确定 10 刚性转子静平衡条件是 不平衡质量所产生的惯性力的矢量和等于零不平衡质量所产生的惯性力的矢量和等于零 而 动平衡条件是不平衡质量所产生的惯性力和惯性力矩的矢量都等于零不平衡质量所产生的惯性力和惯性力矩的矢量都等于零 二 5 分 题二图所示 已知 BC DE GF 且分别相等 计算平面机 共 8 页 第 页 2 构的自由度 若存在复合铰链 局部自由度及虚约束 请指出 题二图 n 6 PL 8 PH 1 323 62 8 1 LH FnPP 1 1 三 10 分 在图示铰链四杆机构中 已知 lBC 50mm lCD 35mm lAD 30mm AD 为机架 若将此机构为双摇杆机构 求 lAB的取值范围 题三图 解 如果机构尺寸不满足杆长条件 则机构必为双摇杆机构 1 若 AB l为最短杆 则 ADCDBCAB llll 故 35305015 A BC DA DB C llllmm 2 若 AB l为最长杆 则 CDBCABAD llll 故 50353055 A BB CB CA D llllmm 3 若 AB l即不是最短杆 也不是最长杆 则 ADBCABCD llll 故 30503545 A BA DB CC D llllmm 若要保证机构成立 则应有 503530115 ABBCCDAD llllmm A C B D E F F H H G I J 虚约束 之一为虚约束 局部自由度 共 8 页 第 页 3 故当该机构为双摇杆机构时 AB l的取值范围为 15mm 45 AB lmm 和 55115 AB mmlmm 四 10 分 如题四图所示曲柄滑块机构 曲柄 AB 等速整周回转 1 设曲柄为主动件 滑块朝右为工作行程 确定曲柄的合理转向 简要说明 理由 2 设曲柄为主动件 画出急位夹角 最小传动角 min 出现的位置 3 此机构在什么情况下 出现死点位置 指出死点位置 A B e C 1 C 2 C 1 B 2 B 1 2 D 3 C 4 C 3 B 4 B min max w 工作行程工作行程 题四图 解 1 曲柄为主动件 曲柄 AB 由 1 AB运动到 2 AB位置 滑块由左极限位置 1 C 运动到右极限位置 2 C 滑块 12 CC 朝右为工作行程 对应曲柄的转角为 1 180 所需时间 11 180 t w w 曲柄AB由 2 AB运动到 1 AB 位置 滑块由右极限位置 2 C运动到左极限位置 1 C 滑块 21 CC 朝左为空行 程 对应曲柄的转角为 2 180 所需时间 22 180 t w w 为了保证滑块在空行程具有急回特性 即 12 tt 则曲柄的的合理转向必为逆 时针方向 如图所示 2 以曲柄为主动件 急位夹角 最小传动角 min 的位置如图所示 4 此机构在以滑块为主动件的情况下 出现死点位置 其死点位置为 11 ABC和 11 ABC两个位置 五 10 分 如题五图所示 偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构 已知凸轮实 际轮廓线为一圆心在 O 点的偏心圆 其半径为 R 从动件的偏距为 e 试用作 共 9 页 第 页 2 图法 1 确定凸轮的合理转向 2 画出该机构的凸轮理论廓线及基圆 3 标出当从动件从图示位置升到位移 s 时 对应凸轮的转角 及凸轮机构的压 力角 s O A R B C 题五图 六 10 分 一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动 已知齿数 1 z 25 2 z 55 模数m 2 mm 压力角 20 0 a h 1 c 0 25 试求 1 齿轮 1 在分度圆上齿廓的曲率半径 2 齿轮 2 在齿顶圆上的压力角 a2 3 如果这对齿轮安装后的实际中心距 a 81mm 求啮合角 和两齿轮的节圆半 径 1 r 2 r 解 1 齿轮 1 的基圆半径 0 1 1 225 coscoscos20 22 b mz rr 23 492mm 齿轮 1 在分度圆上齿廓的曲率半径 共 8 页 第 页 2 0 1tan 23 492tan20 b r 8 55mm 2 齿轮 2 的齿顶圆半径 11 2 2 252 1 22 aa m rzh 27mm 齿轮 2 在齿顶圆上的压力角 a2 0 1 a2 1 23 492 arccoscos29 32 27 b a r arc r 3 标准中心距 12 2 2555 80 22 m azz mm 啮合角 00 cos 80cos20 8121 52aa 1 r 2 r 81 2 r 1 r 2 z 1 z 55 25 11 5 解得 1 r 25 3125mm 2 r 55 6875mm 七 10 分 如题七图所示轮系中 25 25 zz 20 2 z 组成轮系的各 齿轮模数相同 齿轮 1 和 3 轴线重合 且齿数相同 求轮系传动比 54 i 解题要点 解题要点 区分基本轮系 由齿轮 1 2 2 3 及系杆 4 组成差动轮系 由齿轮 1 2 5 及系杆 4 组成差动轮系 齿轮 5 2 2 3 及系杆 4 组成差动轮系 由齿轮 1 6 3 组成定轴轮系 其中三个周转轮系并不是 独立的 任取两个周转轮系求解 结果是 一样的 解 解 1 求齿数 1 z和 3 z 因为齿轮 1 和齿轮 5 同轴线 题七图 所以有 2521 rrrr 由于各齿轮模数相同 则有 2 4 6 3 1 5 2 3 1 共 8 页 第 页 3 75252252 251 zzz 因为齿轮 3 和齿轮 5 同轴线 所以有 3225 rrrr 由于各齿轮模数相同 则有 30202525 2253 zzzz 2 由齿轮 1 2 2 3 及系杆 4 组成差动轮系有 2 1 2075 3025 21 32 43 41 4 13 zz zz nn nn i 1 3 由齿轮 1 2 5 及系杆 4 组成差动轮系有 3 1 75 25 1 5 45 41 4 15 z z nn nn i 2 4 齿轮 1 6 3 组成定轴轮系 齿轮 1 和 3 轴线重合 且齿数相同有 1 1 3 3 1 3 1 31 z z n n n n i 13 nn 3 采用画箭头法判别 3 1 i的 号 将式 3 代入式 1 2 1 4141 nnnn 解得 41 3nn 4 将式 4 代入式 2 3 1 3 4544 nnnn 解得 5 4 5 54 n n i 齿轮 5 和系杆 4 转向相反 八 八 已知某机械一个稳定运动循环内的等效力矩 r M如题八图所示 等效驱动 力矩 d M为常数 等效构件的最大及最小角速度分别为 srad 200 max w及 srad 180 min w 试求 1 等效驱动力矩 d M的大小 共 8 页 第 页 4 2 运转的速度不均匀系数 3 当要求 在 0 05 范围内 并不计其余构件的转动惯量时 应装在等效构件 上的飞轮的转动惯量 F J 题八图 解题八图 解 解 1 根据一个周期中等效驱动力矩的功和阻力矩的功相等来求等效驱动力 矩 由 2 0 2 0 dMdM rd 得 mNMd 5 212 4 7 100 4 1000 2 1 2 直接利用公式求 srad m 190 180200 2 1 2 1 minmax www 105 0 190 180200 minmax m w ww 3 求出最大盈亏功后 飞轮转动惯量可利用公式求解 JW5 618 4 7 1005 212 max 2 22 max 3427 0 05 0190 5 618 mkg W J m F w 八 八 如题九图示的三重量位于同一轴面内 其大小及其中心至回转轴的距离各 为 NQ100 1 NQ150 2 NQ200 3 mmrr100 31 mmr80 2 又各重量的回转平面及两平衡基面间的距离为mmL600 mmL200 1 mmL300 2 mmL400 3 如果置于平衡基面 和 中的平衡重量 Q 和 Q 的重心至回转轴的距离为mmrr100 求 Q 和 Q 的大小 共 8 页 第 页 5 题九图 解 解 1 将各重径积分解到平衡基面 和 平衡基面 中各重径积的分量为 cmN L LL rQrQ 67 666 60 2060 10100 1 1111 cmN L LL rQrQ 600 60 3060 8150 2 2222 cmN L LL rQrQ 67 666 60 4060 10200 3 3333 平衡基面 中各重径积的分量为 cmNrQrQrQ 33 33367 6661000 111111 cmNrQrQrQ 4006001200 222222 cmNrQrQrQ 33 133367 6662000 333333 2 平衡基面 中的平衡重量 Q 在平衡基面 中加了平衡重量 Q 达到平衡 应使 1 L 2 L L 3 L 1r r 2 3r 1 Q 3 Q 2 Q 共 8 页 第 页 6 0 321 rrrrr 321i QQQQQi 因上式中的重径积不是同向 就是反向 故得 cmNrQrQrQrQ 34 73360067 66667 666 223311 已知cmr10 则 733 34733 34 73 334 10 QN r r Q 位于 22r Q 相同的方向上 3 平衡基面 中的平衡重量 Q 在平衡基面 中加了平衡重量 Q 达到平衡 应使 0 321 rrrrr 321i QQQQQi 因上式中的重径积不是同向就是反向 故得 cmNrQrQrQrQ 66 106660033 133333 333 223311 已知cmr10 则 1066 66 1066 66 10106 666QrN rQ 位于 22r Q 相同的方向上 一 计算图示机构的自由度自由度 若含复合铰链 局部自由度或虚约束请明 确指出 并说明原动件数是否合适 10 解 7 n 9 L P 1 H P 等宽凸轮 复合铰链 虚约束 共 8 页 第 页 7 自由度 21927323 HL PPnF 二 用速度瞬心法求出图示机构 C 点的速度方向 10 解 三 破碎机原理简图如图所示 设要破碎的料块为圆柱形 其重量忽略不计 料块 和动鄂板之间的摩擦系数是f 求料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角 应 多大 10 解 不考虑料块的重量时 料块的受力方程为 cos cos 21 FF sin sin 21 FF 式中 farctan 联立两个方程得 tan tan 46 P 56 P 34 P 35 P 36 P 90 C v 2 F 1 F 90 共 8 页 第 页 8 料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角 应为 2 四 图示凸轮机构中 凸轮廓线为圆形 几何中心在 B 点 请标出 10 1 凸轮的理论廓线 2 凸轮的基圆 3 凸轮机构的偏距圆 4 凸轮与从动件在 D 点接触时的压力角 5 凸轮与从动件从在 C 接触到在 D 点接触时凸轮转过的角度 解 o C w D B 凸轮与从动件在 D 点接触时的压力角为 0 D 凸轮与从动件从在 C 接触到在 D 点接触时凸轮转过的角度为 五 图中给出了一对齿轮的齿顶圆和基圆 轮 1 为主动轮且实际中心距大于标 准中心距 试在此图上画出齿轮的啮合线 并标出 极限啮合点N1 N2 实 际啮合的开始点和终止点B2 B1 啮合角 节圆并说明两轮的节圆是否与 各自的分度圆重合 10 解 理论廓线 基圆 0 D 偏距圆 压力角 共 8 页 第 页 9 1 o 2 o 1b r 2b r 1a r 2a r 1 w 2 w a 六 在如图所示轮中 已知各轮齿数及齿轮 1 Z的角速度 1 w 求齿轮 1 Z与系杆 H 的传动比 1 1 H H i w w 12 解 该轮系可视为由 1 z 5 z 4 z H组成的差动轮系和 1 z 2 z 3 z 3 z 4 z 1 N 2 N 1 B 2 B 节圆 节圆 共 8 页 第 页 10 组成的定轴轮系 将差动轮差封闭而构成混合轮系 在 1 z 5 z 4 z H 组成的差动轮系中 1 4 4 1 41 z z i H HH 在 1 z 2 z 3 z 3 z 4 z 组成的定轴轮系中 3 4 1 3 4 1 14 z z z z i 1 43 31 4 zz zz ww 由轮系的简图可知 11 ww 44 ww 于是 431431 43411 1 zzzzzz z zzz i H H 七 现有一薄壁转盘其质量为m 经静平衡试验测定其质心偏距为r 方向如图 所示垂直向下 由于该回转平面上不允许安装平衡质量 只能在平面 I 和 II 上进行调整 试求在平衡基面 I 和 II 上的平衡质径积 mr及其方向 10 解 根据动平衡的平衡条件 有 在平衡基面 I 上 bmrabmr I 故有 mr ab b mr I 方向向上 在平衡基面 II 上 amrabmr II 共 8 页 第 页 11 故有 mr a b a mr II 方向向下 八 已知机组在稳定运转时期的等效阻力矩的变化曲线 Mr 如图所示 等效 驱动力矩为常数 Md 19 6 N m 主轴的平均角速度 m w 10rad s 为了减小主 轴的速度波动 现装一个飞轮 飞轮的转动惯量 JF 9 8kg m 2 主轴本身的等 效转动惯量不计 试求 运转不均匀系数 10 解 根据在一个稳定运转周期内有 rd WW m a xrd M M 2 1 2 Nm 47861944 MM dmaxr 最大盈亏功为 minmaxmax EEW r M的变化规律为 M M r r 2 3 2235 8156 2 478 8156 33 33 求出点 a 和点 b 的横坐标 点 a 的横坐标 8 5 3 点 b 的横坐标 8 11 3 设在点 O 系统的动能为 0 E 在点 a 系统的动能为 02511 2 2 1 8 5 619 00 E EEa 在点 b 系统的动能为 a b 共 8 页 第 页 12 02511E0522 2 8 5 8 11 619478 0 E EE aab 最大盈亏功为 J 0522 EEEEW baminmaxmax 由 max 2 mF W JJ w 其中 设0 J 代入已知数据 02250 8910 0522 2 九 回答下列问题 18 1 机构组成原理是什么 答 任何机构都可以看成是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构 成的 2 铰链四杆机构的基本形式有哪几种 答 曲柄摇杆 双曲柄和双摇杆机构 3 凸轮从动件运动规律中 何谓 刚性冲击 和 柔性冲击 答 刚性冲击 速度产生突变 理论上加速度为无穷大 产生无穷大的惯性力 机构产生极大的冲击 柔性冲击 加速度有突变 产生较大的加速度和惯性力 由此而引起的冲击 4 何谓齿轮的 根切现象 它是怎么产生的 有何危害 答 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 一对啮合的标准齿轮 如果不按标准中心距安装时 啮合角和压力角有什么 关系 节圆和分度圆有什么关系 答 1 模数相等 mn1 mn2 或 mt1 mt2 2 压力角相等 n1 n2 或 t1 t2 3 螺旋角大小相等 旋向相反 6 什么样的转子只需进行静平衡 什么样的转子必须进行动平衡 答 端面重合度 和轴面重合度 两部分组成 共 8 页 第 页 13 1 如图所示铰链四杆机构中 已知100 BC lmm 70 CD lmm 50 AD lmm AD 为机架 试问 1 若此机构为曲柄摇杆机构且 AB 为曲柄 求 AB l的值 2 若此机构为双曲柄机构 求 AB l的值 3 若此机构为双摇杆机构 求 AB l的值 解题要点 解题要点 在铰链四杆机构由曲柄的条件中 其杆长条件是机构有曲柄的根本条件 若满足 杆长条件 以最短杆或与最短杆相邻的杆为机架 机构则有曲柄 否则无曲柄 若 不满足杆长条件 无论取哪个构件为机架 机构均无曲柄 即为双摇杆机构 解 解 1 因AD为 机 架 AB为 曲 柄 故AB为 最 短 杆 有 7050 10020 ABCDADBC llllmm 020 AB mmlmm 2 因 AD 为机架 AB 及 CD 均为曲柄 故 AD 杆必为最短杆 有下列两种情 况 共 8 页 第 页 14 若 BC 为最长杆 则100 ABBC ll mm 且 ADBCABCD llll 故 501007080 A BA DB CC D llllmm 得 80100 AB mmlmm 若 AB 为最长杆 则100 ABBC ll 且 ADABBCCD llll 故 1007050120 A BB CC DA D llllmm 得 100120 AB mmlmm 故 80120 AB mmlmm 3 如果机构尺寸不满足杆长条件 则机构必为双摇杆机构 1 若 AB l为最短杆 则 ABBCCDAD llll 7050 10020 ABCDADBC llllmm 2 若 AB l为最长杆 则 ADABBCCD llll 故 1007050120 A BB CC DA D llllmm 3 若 AB l即不是最短杆 也不是最长杆 则 A DB CA BC D llll 故 501007080 A BA DB CC D llllmm 共 8 页 第 页 15 若要保证机构成立 则应有 1007050220 ABBCCDAD llllmm 故当该机构为双摇杆机构时 AB l的取值范围为 20mm 80 AB lmm 和120220 AB mmlmm 2 如 图 所 示 铰 链 四 杆 机 构 中 已 知 杆 杆 长 度20 AB lmm mmlBC60 mmlCD85 mmlAD50 要求 1 试确定该机构是否有曲柄 2 判断此机构是否存在急回运动 若存在 试确定其极位夹角和行程速 比系数 3 若以构件 AB 为原动件 试画出该机构的最小传动角和最大传动角的 位置 4 回答 在什么情况下此机构有死点位置 共 8 页 第 页 16 解 1 mmll CDAB 1058520 mmll BCAD 1105060 且连架杆 AB 为最短杆 故该 机构有曲柄 且 AB 杆为曲柄 此机构为曲柄摇杆机构 2 取mmmm l 1 作 摇 杆 CD 处 两 极 位 时 机 构 位 置 图 DCAB 11 和DCAB 22 如图所示 图中 21AC C 为极位夹角 且由图量得 59 故此机构有急回运动 求得 98 1 59180 59180 180 180 K 3 若曲柄 AB 为原动件 则机构在曲柄 AB 与机架 AD 共线的两位置时存 在 最 小 传 动 角 和 最 大 传 动 角 用 作 图 法 作 出 机 构 在 这 两 个 位 置 DCBA DCBA 由图可知 55 DCB max 15 DCB min 4 曲柄 AB 为主动件 则从动件摇杆 CD 与连杆 BC 所夹的锐角为机构 的传动角 即BCD 因不存在0 的位置 故机构无死点位置 若以摇杆 CD 为主动件 则从动件曲柄 AB 与连杆 BC 所夹的锐角为机构的传 动角 此时 机构存在曲柄 AB 与连杆 BC 共线两位置即传动角0 的 位置 故机构存在两个死点位置 共 8 页 第 页 17 3 设计一铰链四杆机构 已知其摇杆 CD 的行程速比系数 K 1 摇杆长度 CD l150mm 摇杆的极限位置与机架所成角度 30和 90 求曲柄长度 AB l和连杆长度 BC l 解 用图解法 步骤如下 取比例尺0 003 L m mm 按已知条件作出摇杆 CD 的两个极限位置 1 DC和 2 DC 如图所示 因极为夹 角 180 11 1 180 11 1 K K 0 所以 2 AC 即曲柄与连杆 拉成一直线的位置 与 1 AC 即曲柄与连杆重迭为一直线的位置 应该重合 为一直线 故连接 21C C 使其延长线与AD 2 DC 交于点 A 则点 A 即为要求的固定铰链中心 2 2 100 0 0030 3300 ACBCABL lllACmmm 11 50 0 0030 15150 ACBCABL lllACmmm 所以 BC l 225mm AB l 75mm 共 8 页 第 页 18 还有 87 0 0030 261261 ADL lADmmm 4 如图所示直动滚子从动件盘形凸轮机构 12 F 为凸轮对从动件的作用力 Q 为从动件所受的载荷 包括生产阻力 从动件自重以及弹簧压力等 R1 R2分别为导轨两侧作用于从动件上的总反力 1 2 为摩擦角 b 为从动件 的悬臂长度 l 为导路的长度 s 为从动件的位移 1 分析凸轮机构的受力情况 2 推导凸轮机构的瞬时效率公式 3 确定凸轮机构发生自锁的条件 解 1 假定机架与从动件之间的压力集中在导路两侧的两个端点处 设 R1 R2分别为导轨两侧作用于从动件上的总反力 选从动件 2 为示力体 据力的平 共 8 页 第 页 19 衡条件 分别由 Fx 0 Fy 0 和 MB 0 可得 1 21122 sin cos0FRR 1 21122 cos sin0FQRR 2212 cos cos0RlbRb 由以上三式消去 R1和 R2 整理后得 12 112 2 cos 1 sin tan Q F b l 选凸轮 1 为示力体 据平衡条件得凸轮得驱动力距 M 为 01 112 sin 2 cos 1 sin tan Qss M b l 如果不计运动副的摩擦 那么 理想的驱动力矩 0 M为 0 00 sin tan cos Qss MQss 2 因此该凸轮机构的瞬时效率为 0 112 1 tan2 cos 1 sin tan sin M M b l 共 8 页 第 页 20 2 tan2 tantan1 tan b l 3 确定凸轮机构发生自锁的条件 当0 时 凸轮机构将发生自锁 可得其自锁条件为 2 tan2 tantan10 tan b l 由此得 0 或 2 1 12 tan1 tan b l 5 如图 a 所示齿轮连杆机构中 已知构件 1 的角速度为 1 w 求图示位置构件 3 的角速度 3 w a b 解题要点 解题要点 此题为含有高副机构的速度分析题 在确定组成高副的两构件的瞬心位置 时 应分析在接触点处是否为纯滚动 若是纯滚动 则接触点即为瞬心 若不 是纯滚动 则瞬心在过接触点的公法线上 只要找出绝对速度瞬心 35 P 15 P 13 P 12 P 1 5 4 3 2 15 P 14 P 45 P 34 P 35 P 23 P 1 w 1 2 34 5 共 8 页 第 页 21 和相对速度瞬心 13 P 可根据瞬心的概念求出 3 w 解 先标出直接可确定的瞬心位置 12 P 15 P 23 P 34 P 45 P 14 P 先需求出瞬心 35 P 13 P 作出瞬心多边形如图 b 所示 13 P在 12 P 23 P 及 14 P 34 P连线的交点上 35 P在 34 P 45 P及 15 P 13 P连线的交点 上 由瞬心的概念可知 在等速重合点 13 P处有 6 设计如图 a 所示一曲柄滑块机构 已知滑块的行程速比系数 K 1 5 滑块的 冲程 21C C l50mm 导路的偏距 e 20mm 求曲柄的长度 AB l和连杆的长度 BC l a b 解题要点 解题要点 按照所给条件 正确作出机构的位置图 注意曲柄滑块机构存在急回运动 的两个位置 解 解 用图解法 步骤如下 13 113 1531335P vP PP Pww 共 8 页 第 页 22 极为夹角 36 151 151 180 1 1 180 K K 取比例尺mmm L 0010 如例 2 13 b 图所示 按滑块的冲程 作线段 21C C 过点 1 C作 54369090 21 COC 过点 2 C作 5490 12 COC 则得 1 OC与 2 OC 的交点 O 以点 O 为圆心 以 1 OC或 2 OC作圆弧 它与直线 21C C的 平行线 距离为 e 20mm 相交于点 A 应该有两个交点 现只取一个交点 即为固定铰链中心 由图 b 可得 mmmAClll LABBCAC 680680001068 2 2 mmmAClll LABBCAC 250250001025 11 所以 BC l 46 5mm AB l 21 5mm 例题 如图所示机构 例题 如图所示机构 Q 为作用于构件为作用于构件 3 上的工作阻力 转动副上的工作阻力 转动副 A B 处处 的摩擦圆半径均为的摩擦圆半径均为 r 试确定在图示位置时作用于连杆 试确定在图示位置时作用于连杆 AB 上的作用力的真实上的作用力的真实 方向 连杆本身及转动惯量不及 方向 连杆本身及转动惯量不及 共 8 页 第 页 23 共 8 页 第 页 24 1 在平面运动副中 引入一个约束的运动副为 副 引入两个约束的 运动副为 副 2 在平面铰链五杆机构中 总共有 个瞬心 其中 个绝对瞬心 3 在运动副的摩察分析中 当量摩察系数 fv与 和 因素有关 4 转动副在单力作用下 其自锁条件为 5 刚性转子动平衡的力学条件为 6 在建立单自由度的机械系统的等效动力学模型时 确定等效构件的等效 转动惯量大小的原则是 确定等效构件上作用的等效力矩的 原则是 7 在直动平底推杆盘形凸轮机构中 若增大凸轮的基圆半径 则凸轮机构 的压力角 共 8 页 第 页 25 8 一对平行轴外啮合标准斜齿圆柱轮的正确啮合条件是 9 推杆运动规律中存在柔性冲击的特征是 10 实现将匀速运动变换为单向间歇转动的机构有 试试 题 题 一 名词解释 每小题 3 分 共 15 分 1 构件与零件 2 摩擦圆 3 自锁 4 速度不均匀系数 5 变 位齿轮 二 回答下列问题 每小题 5 分 共 25 分 1 齿式棘轮机构中棘爪能够顺利啮入棘轮齿根的条件是什么 2 刚性转子动平衡的条件是什么 3 机器中安装飞轮有什么作用 4 采用十字轴万向联轴器 怎样使主 从动轴的角速度始终相等 5 请举出三种能实现从动件作往复直线运动的机构来 并简述其特点 三 综合题 共 60 分 1 计算图示机构的自由度 若有复合铰链 局部自由度和虚约束 请指出 8 分 2 试画出图示凸轮机构中凸轮1的理论廓线 并标出从动件2的最大升程 8 分 共 8 页 第 页 26 3 找出图示机构的全部瞬心 并写出图示位置构件 1 的角速度 1 w与构件 3 的速度 3 v之间的关系表达式 8 分 4 已知图示轮系中各轮的齿数 15 1 z 25 2 z 20 3 z 20 2 z 60 4 z 55 4 z 主动轮 1 的转速r mm110 1 n 转向如图 试求构件 H 的转速 H n的大小和方向 13 分 共 8 页 第 页 27 5 已知曲柄摇杆机构 ABCD 中的摇杆mm50 CD l 摇杆摆角 40 行程速比系数 K 1 5 机架长mm40 AD l 试用作图法求出该机构的曲柄和 连杆的长 AB l BC l 10 分 6 渐开线直齿圆柱齿轮减速器中一对齿轮的传动比2 12 i 测得有关参 数为 18 1 z mm100 a1 d mm5 77 f1 d mm7606 14 b p 中 心距mm135 a 试求 1 2 z m a h c的值 2 按m m m001 0 L 作啮合图 在图上标出理论啮合线 21N N和实际啮合线段 21B B 3 由啮合图 估算重合度 13 分 参考答案参考答案 一 名词解释 1 构件 机构中每一个独立运动单元体 零件 组成构件的制造单元体 2 摩擦圆 在径向轴颈的摩擦中 轴颈半径 r 和 fv为定值 因此 为定值 以轴心 O 为圆心 以 为半径画的圆 称为摩擦圆 3 自锁 由于摩擦的存在会出现无论施加多大的驱动力 都不会使机构产 生运动的现象 这种现象称为机械的自锁 4 速度不均匀系数 角速度波动的幅度 max min与平均角速度 m之比 即 max min m 5 变位齿轮 只改变刀具与轮