2013年9月份考试机械原理第三次作业.doc

2013年9月份考试机械原理第三次作业一、填空题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分）1. 平面运动副的最大约束数为 _ ，最小约束为 _ ；空间运动副的最大自由度为 _ ，最小自由度为 _ 。2. 基本杆 组 的 自 由 度 应 为 _ 。3. 移动副的自锁条件是 _ ；转动副的自锁条件是 _ 。4. 机构处于死点位置时，其压力角为 _ ，传动角为 _ 。5. 由于不能完全避免带与带轮之间的 _ ，因此带传动的传动比 _ 。6. 平面连杆机构中，连杆作平面运动，连杆上不同位置的点在一个运动循环所经过的运动轨迹描绘成一条曲线。这条曲线就称为 _ 。将不同位置的连杆曲线集合起来，就是一张 _ 。7. 可在四杆机构的基础上，用 _ 的方法组成多杆机构。多杆机构常用以得到更加复杂多样的运动规律。可以 _ 、改善 _ 、实现运动规律可调、实现复杂的轨迹，使机构具有多个自由度等等。8. 用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯量将越 _ ，在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在 _ 轴上。9. 图示机构中，分别以构件1和构件3为原动件时，哪种情况下存在死点？ 10. 图所示为摆转导杆机构，已知曲柄 ，机架 ，试问该机构的极位夹角 _ ，此机构的行程速 比 系 数 _ （写出计算公式和结果）。二、作图题（本大题共40分，共 4 小题，每小题 10 分）1. 在摆动导杆机构中，构件1为主动件，3为从动件，试画出该机构的极位夹角。 2. 图示铰链四杆机构中，已知各铰链的摩擦圆，驱动力矩M3，阻力矩M1，试在图上画出下列约束反力的方向与作用线位置：R12，R32，R41,R43 (不计各构件的重力和惯性力）3. 如图的四杆闭运动链中，已知a=150mm,b=500mm,c=300mm,d=400mm。欲设计一个铰链四杆机构，机构的输入运动为单向连续转动，确定在下列情况下，应取哪个构件为机架?(1)输出运动为往复摆动（2）输出运动也为单向连续转动4. 如图所示为按L=0.001m/mm画的机构运动简图，滑块3为原动件，驱动力P=80N 。各转动副处的摩擦圆如图中所示，滑块与导路之间的摩擦角j=200。求在图示位置，构件AB上所能克服的阻力矩MQ的大小和方向。 三、计算题（本大题共30分，共 5 小题，每小题 6 分）1. 在如图所示的铰链四杆机构中，各构件的长度为：l1=250mm,l2=590mm,l3=340mm,l4=510mm试问：（1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？（2）若各杆长度不变，能否以不同杆位机架而获得双曲柄和双摇杆机构，如何获得？2. 图示圆盘转子上有不平衡质量m1，m2，且其方位如图所示，已知m1=30g,不平衡向径r1=r2=10cm，又知转子角速度=100rad/s时，转轴O受反力Fi=50N.求（1）m2（2）若平衡向径rb=20cm,那么平衡质量mb 3. 下图为由齿轮机构组成的双路传动，已知两路输出功率相同，锥齿轮传动效率1=0.97，圆柱齿轮传动效率2=0.98，轴承效率不计，试计算该传动装置的总效率4. 在如图所示的三爪电动卡盘的传动轮系中，各轮齿数为： z1 6 ， z2 z2 25 ， z3 57 ， z4 56 求传动比 i 14 5. 图所示为一焊接用楔形夹具，利用这个夹具把要焊接的工件和预先夹妥，以便焊接。图中为夹具，为楔块，若已知各接触面间的摩擦因数均为，试确定此夹具的自锁条件。答案：一、填空题（30分，共 10 题，每小题 3 分）1. 参考答案：2 1 5 1解题方案：最大约束数为2，最小约束为1评分标准：每空1分2. 参考答案：0解题方案：评分标准：3. 参考答案：驱动力与接触面法线方向的夹角小于摩擦角；驱动力的作用线距轴心偏距e小于摩擦圆半径解题方案：评分标准：4. 参考答案： 解题方案：评分标准：5. 参考答案：相对滑动；不精确解题方案：评分标准：6. 参考答案：连杆曲线；连杆曲线图谱解题方案：评分标准：7. 参考答案：添加杆组 ；增大行程；传力特性解题方案：评分标准：8. 参考答案：大 高速解题方案：评分标准：9. 参考答案：以构件3为原动件解题方案：评分标准：10. 参考答案：/; ()/()解题方案：评分标准：二、作图题（40分，共 4 题，每小题 10 分）1. 参考答案：解题方案：评分标准：2. 参考答案：解题方案：评分标准：3. 参考答案：解：当输出运动为往复摆动时，机构应为曲柄摇杆机构，此时应取四杆中最短杆的相邻杆，即b或d作为机架。（5分） 当输出运动也为单向连续转动时，机构应为双曲柄机构，此时应取四杆中的最短杆，即a作为机架。（5分）解题方案：评分标准：4. 参考答案：解题方案：评分标准：三、计算题（30分，共 5 题，每小题 6 分）1. 参考答案：解题方案：评分标准：2. 参考答案：解题方案：评分标准：3. 参考答案：解题方案：评分标准：4. 参考答案：解：，构成行星轮系，构成差动轮系（2分） i13Hn1nHn3nH(-1)1z3z1 其中n30，（4分） i14Hn1nHn4nH(-1)1z2z4z1z2（4分） 联立、，即可求出，i14n1n463566586。（2分）解题方案：复合轮系传动比计算首要的是划分成基本轮系，即定轴轮系和周转轮系，再利用公式进行计算。评分标准：5. 参考答案：解法一 根据反行程时的条件来确定。反行程时（楔块退出）取楔块为分离体，其受工件、和夹具作用的总 反 力 和 以及支持力。各力方向如图（），（）所示，根据楔块的平 衡 条 件，作力矢量三角形如图（）所 示。 由正弦定理可得： （）。 当时， ， 于是此机构反行程的效率为： （）令，可得自锁条件为。 解法二 根据反行程时生产阻力小于或等于零的条件来确定。根据楔块的力多边形图（），由正弦定理得： （）若楔块不自动松脱，则应使 ，即得自锁条件为。解法三 根据运动副的自锁条件确定。由于工件被夹紧后 力就被撤销，故楔块的受力如图（