机械原理复习试题

1、机械原理复习题例 1 求图示机构的自由度。 如有复合绞链、局部自由度或虚约束，应明确指出。解： E 或 F 为虚约束， B 为局部自由度 ，故n 4, pl 5, ph1F 3n 2 pl ph342511解：例 3如图所示铰链四杆机构，长度比例尺为l ，构件 1 以角速度1 匀速转动。（ 1 ）求全部瞬心；（ 2 ）求构件 2 的角速度 2 和构件 3 的角速度 3 。解：（ 1）共 6 个瞬心，如图所示；（2） P是构件 1 和 3 的瞬心，则有1l P13 P143l P13 P341331P13P14 （顺时针方向）P13P34P是构件 1 和构件 2 的瞬心，则有1lP P2 lP

2、P1212 1412 24P P211214 （逆时针方向）P P1224例 4 图示曲柄滑块机构中，已知各构件尺寸如图所示，长度比例尺l 0.001m/ mm ，构件 1 以角速度 110rad / s 逆时针匀速转动。（1 ）求全部瞬心；（2 ）求构件 2 的角速度2 和滑块 3 的速度 v3 ；解：（ 1）全部 6 个瞬心如图所示；（2） P是构件 1 和构件 2 的瞬心，则有1P PP P12l 12 142 l 122421P12P1410202.56rad / s （顺时针方向）P12 P2478P 是构件 1 和 3 的瞬心，则有1 l P13P14vP （13为构件3 上P 点

3、的速度）1313vP13v31l P13P14100.001 180.18m / s （方向自右向左）例 5 图示铰链四杆机构中，已知各杆的长度l AB25mm， l BC55mm，l CD40mm ， l AD50mm。（1 ）该机构是否有曲柄，如有，指明哪个杆是曲柄；（2 ）该机构是否有摇杆，如有，用作图法求出摇杆的最大摆角；（3 ）以 AB 杆为主动件时，该机构有无急回特性？如有，用作图法求出其极位夹角，并计算行程速度变化系数K；（4 ）以AB杆为主动件，确定机构的min和max；（5 ）机构在什么情况下有死点，说出死点位置。解：（ 1 ） lminlmaxl ABlBC80mm其它二杆

4、之和l ADl CD90mm即lminl max其它二杆之和，且连架杆 l AB 为 l min 。该机构为曲柄摇杆机构。有曲柄，即AB 杆为曲柄。（ 2 ）该机构为曲柄摇杆机构，故有摇杆。摇杆最大摆角90o。（ 3 ）有急回特性，且30o ，故K(180o) (180o)(180o30o ) (180o30o)1.4。（ 4 ）min 或max 发生在曲柄与机架两次共线的位置，作其二位置AB C D 和AB C D ，由图得min 或max 发生在 AB C D 位置处故量得：min30omax60o（ 5 ）以 CD 杆为主动件时，该机构有两个死点位置DC1B1 A 和 DC 2 B2 A

5、 ，此时都有90，0。解：显然，此题有无穷多个解，铰链A 具体位置的确定还需要给定其它附件条件。注意：铰链 A 不能选在劣弧段上。解：例 8 图示凸轮机构，要求 :（1 ）写出该凸轮机构的名称；（2）作出并标明基圆r0 ；（3）作出滚子在 A 处与凸轮廓线接触时的压力角；（4）作出凸轮按方向转过 60后，从动件发生的位移 s；（5）作出凸轮与滚子从 A 处接触到 B 处接触时，凸轮转过的角度。解：（ 1 ）偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构；（ 2 ）基圆 r0 如图所示；（ 3 ）压力角 如图所示；（ 4 ）位移 s如图所示；（ 5 ）凸轮转角 如图所示。例 9渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动的模数m

6、=5 mm 、压力角 =20 o、中心距 a=350mm 、传动比 i12 =9/5 ，试求两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、基圆直径以及分度圆上的齿厚和齿槽宽。解：根据 a=m （z1 +z2 ） /2=350及 i12 =z 2/z 1=9/5得： z1 =50z2 =90d 1=mz 1 =250 mmd 2 =mz 2=450 mmh a=h * a m=5 mmd a1 =d 1 +2h a =260 mmd a2 =d 2 +2h a =460 mmd b1 =d 1 cos =234.923 mmd b2 =d 2 co =422.862 mms=e=m /2=7.854 mm

7、例10一对渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知模数m4mm，压力角20 ，齿顶高系数ha*1.0 ，顶隙系数c*0.25 ，轮1齿数z120 ，轮2 齿数z230 。试求安装中心距比标准中心距大2mm时，两轮的分度圆半径r1 , r2 ；节圆半径 r1 , r2 ；基圆半径 rb1 , rb 2 ；齿顶圆半径 ra1 , ra2 ；齿根圆半径 rf 1, r f 2 ；实际中心距 a 。解：r1mz142040mm ， r2mz243022260mm2rb1r1 cos40cos 2037.59mm ， rb2r2 cos60cos 20 56.38mmra1r1ha* m401.0 444mm ， ra 2r2 ha*m 60 1.0 4 64mmrf 1r1( ha*c* ) m40(1.00.25)435mmrf 2r2(ha*c* ) m 60(1.00.25)455mmar1r2 100mm ， aa 2102mm， a c