重庆大学机械原理模拟题3套

模拟题一一.计算图示机构自由度，指明复合铰链，局部自由度，和虚约束所在；进行高副低代，然后拆分杆组，判断机构的级别。（20分）二.在图示的机构中，已知各构件长度，原动件以等角速度w1=10rad/s逆时针转动，试用图解法求点D的速度。（20分）三.1.图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度lAB=25mm，lBC=55mm，lCD=40mm，lAD=50mm，试问：（15分）（1）该机构是否有曲柄，如有，请指出是哪个构件；（2）该机构是否有摇杆，如有，请指出是哪个构件；（3）该机构是否有整转副，如有，请指出是哪个转动副；2.设计一铰链四杆机构，如图所示，已知行程速比系数K=1，机架长LAD=100mm,曲柄长LAB=20mm,当曲柄与连杆共线,摇杆处于最远的极限位置时,曲柄与机架的夹角为30°,确定摇杆及连杆的长度。（20分）四.图示机构的凸轮轮廓线由两段直线和两段圆弧组成。（1）画出偏距圆；（2）画出理论廓线；（3）画出基圆；（4）画出当前位置的从动件位移s；（5）画出当前位置的凸轮机构压力角；（6）画出从动件升程h。（7）凸轮的推程角φ，近休止角φs’，回程角φ’（20分）五.一对正常齿制标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i=2.5，中心距a=175mm，小齿轮齿数z1=20，压力角α=20°。试计算模数m、大齿轮的几何尺寸基圆直径，齿顶圆直径和齿根圆直径。（20分）六.图示轮系各轮的齿数已在括号中标注，已知主动轮1的转速为每分钟1转、主动轮4的转速为每分钟2转，转向如图所示。试求输出构件H的转速和转向。（20分）七.图示减速器，已知传动比i=z2/z1=3，作用在大齿轮上的阻力矩随大齿轮的转角φ2变化，其变化规律为：当0=φ2=120°时，阻力矩为M2=300N•m；当120°=φ2=360°时，阻力矩为M2=0，又已知小齿轮的转动惯量为J1，大齿轮的转动惯量为J2。假设作用在小齿轮上的驱动力矩M1为常数，小齿轮为等效构件。试求等效转动惯量Je，等效驱动力矩Md，等效阻力矩Mr。（15分）(25)3(30)2'4(90)1(25)2(30)3'(20)n1n4HW2w1M1M221模拟题二一.平面机构的机构分析（20分）1.计算图示系统自由度，并指明虚约束、复合铰链、局部自由度。（8分）2.以AB为原动件对图示机构进行结构分析，要求画出原动件、基本组，并指出机构的级别。（8分）3.试对图示机构进行高副低代，要求画出替代机构。（4分）二.平面机构的运动分析图所示连杆机构中给定各构件长度和w1＝常数，试用相对运动图解法求杆5的角速度w5，写出求解的速度矢量方程，作出速度多边形（20分）BAFCGHDECAOB三.平面连杆机构及其设计（35分）1.如图所示，设已知四杆机构各构件的长度a=240mm；b=600mm；c=400mm；d=500mm，试回答下列问题：（15分）⑴当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？⑵若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？2.已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K=1.4、摇杆长度c=600mm、摇杆最大输出摆角φ=30°，机架长度d=300mm。试用图解法设计该机构。要求自选比例尺画出设计图（不得书写作图过程），写出极位夹角，曲柄长度a和连杆长度b的计算式和计算结果。（20分）四.凸轮机构及其设计（20分）图示凸轮机构的凸轮为圆盘。试画出理论廓线、基圆、偏距圆、从动件升程h、凸轮从当前位置逆时针转过120°时的机构压力角α和从动件位移s。五.齿轮机构（20分）一对渐开线外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=4mm，压力角α=20°，齿数z1=20，z2=60，试求：（1）两个齿轮的分度圆直径d1，d2和齿顶圆直径da1，da2；（2）标准中心距a；（3）齿轮的基圆齿距pb；（4）重合度为多少；（5）实际中心距a’=163mm时的啮合角α’。六.轮系（20分）图示轮系，已知：z1=20，z3=80，z4=z5=30，z6=90。求z2和i16。W七.机械动力学（15分）如图所示，小带轮1通过皮带2驱动大带轮3，与大带轮3固联的小齿轮3′驱动大齿轮4。已知小带轮直径d1、大带轮直径d3、各齿轮的齿数为z3′、z4、各构件绕其转动轴的转动惯量为J1、J3、J4（忽略皮带的质量）、作用在构件4的生产阻力矩为M4。试求以构件1为等效构件的等效转动惯量和等效阻力矩。2134561233′4模拟题三一.平面机构的机构分析（20分）1.试计算图一示机构自由度，若有虚约束、复合铰链、局部自由度请指出。（10分）2.试对图示机构进行高副低代，要求画出替代机构。（4分）3.试对图示机构进行结构分析，要求画出原动件、基本组，并指出该机构的级别。（6分）二.平面机构运动分析（20分）图所示的机构中，已知AB=BE=EC=EF=1/2CD，AB⊥BC，BC⊥EF，BC⊥CD，w1=常数，求构件5的角速度。1872456ABDFEC3IGHADEBFC三.平面连杆机构及其设计（35分）1.已知铰链四杆运动链构件1、2、3、4的杆长分别为L1=100mm，L2=300mm，L3=300mm，L4=400mm。（15分）(1)试通过计算说明有无整转副，如有，指明是哪个转动副；(2)若有整转副，以哪个构件为机架可构成双曲柄机构；以哪个构件为机架可构成曲柄摇杆机构；以哪个构件为机架可构成双摇杆机构。2.已知曲柄滑块机构的行程速比系数K=1.25、滑块行程H=250mm、偏距e=50mm。试用图解法设计该机构。要求自选比例尺画出设计图（不写作图过程），写出极位夹角，曲柄长度a和连杆长度b的计算式和计算结果。建议作图比例尺为L=0.01m/mm。（20分）四.凸轮机构及其设计（20分）图所示为对心直动平底推杆盘形凸轮机构。已知凸轮为一偏心圆盘，几何中心为O2，圆盘半径R=30mm，转动中心为O1，偏心距e=20mm，凸轮一等角速度ω顺时针方向转动。试求：（1）画出基圆，偏距圆，并求出基圆半径；（2）画出从动件升程h、凸轮从当前位置的机构压力角α和从动件位移s。五.齿轮机构（20分）一对正常齿制外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知：传动比i=2，模数m=4mm，压力角α=20°。（1）若按照标准中心距安装，a=120mm试确定：①两个齿轮的齿数z1，z2；②啮合角α；③节圆半径r1，r2；（2）若实际中心距为a’=125mm，两齿轮齿数不变，满足无齿侧间隙啮合条件，试求：①啮合角α’；②节圆半径r1’，r2’；六.轮系（20分）图示为某航空发动机的传动系统，已知z1=35，z3=97，z3′=35，z5=97，试求传动比i15。53123'4七.机械动力学（15分）图所示为某机械等效到主轴上到等效力矩Mr在一个工作循环中到变化规律，设等效驱动力矩Md为常数，主轴平均转速n＝300r/min,等效转动惯量J＝25kg•m2。试求：（1）等效驱动力矩Md；（2）最大盈亏功ΔWmax；（3）运转速度不均匀系数[δ]=0.1时，安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。模拟题一一.F=3n－(2PL＋PH)－F’=3×7－(2×9＋1)－1=1E处滚子带入局部自由度，C处转动副为复合铰链。高副低代：拆分杆组：原动件Ⅱ级杆组Ⅱ级杆组Ⅱ级杆组故该机构为Ⅱ级机构。二.vF1=w1•lAF=10lAF(m/s)vF3=vF2=vF1＋vF2F1大小？√？方向√√√根据速度影响原理求得vD=pd•u自选比例尺u作速度多边形如下：三.1.lAB(25mm)+lBC(55mm)lCD(40mm)+lAD(50mm)，故该四杆机构满足杆长条件；（1）有曲柄，杆AB是曲柄；（2）有摇杆，杆CD是摇杆；（3）有整转副，转动副A，B是整转副。2.由K=1，得到θ=0°，及由AC1－AC2=2AB，自选比例尺作出机构简图：如图所示：在直角∆AmD中，可以求得Am=86.6mm，又C1C2=2AB，故mC1=mC2=10mm，故得到：BC=Am+mC1－AB1=86.6mm在∆ADC2中，AD=100mm，AC2=Am－mC2=76.6mm，∠DAC2=30°，故求得DC=51.0mm。四.解题如图：五.由题：以及z1=20故z2=50，m=5mm；由：d=mz，得到d2=mz2=250mm，da2=d+2ha=260mm，df2=d－2hf=237.5mmdb2=dcosα=235.0mm。六.解：故nH=－1.599r/min。故大小为1.599，方向与齿轮1相反。七.解：模拟题二一.1.F=3n－(2PL＋PH)－F’=3×9－(2×12＋1)－1=1H处滚子带入局部自由度，D处转动副为复合铰链，E（R）处与R（E）处的移动副起重复约束作用，故R（E）处移动副带入虚约束。2.原动件Ⅱ级杆组Ⅲ级杆组3.高副低代：二.VB=w1•lABVD=VB＋VDB大小？√？方向√√√速度影像原理求得VC2。VC2=VC4=VC5＋VC4C5大小√？？方向√√√CAOB故求得VC5=pc5•uW5=VC5/FC自选比例尺u作速度多边形：三.1.解：a=240mm；b=600mm；c=400mm；d=500mm，a+bc+d；满足杆长条件；（1）取杆4为机架时，有曲柄；（2）取杆1为机架双曲柄机构，取杆3为机架为双摇杆机构。2.由K=1.4，得到，自选比例尺u绘制出机构简图：其中∠C1DC2=φ=30°，计算曲柄长度AB=a•u，连杆长度BC=b•u。四.解题如图所示：五.（1）由：可得：d1=80mm，d2=240mm又ha*=1，可得：da1=88mm，da2=248mm（2）（3）（3）由：α’=α=20°可得：εa=1.52（4）由acosα=a’cosα’，a’=163mm，a=160mm，α=20°，得到α’=22.7°。六.解：及n3=n4，故解得：i16=17；由同心条件得到：z1/2+z2=z3/2，故z2=30七.解：模拟题三一.1.F=3n－(2PL＋PH)－F’=3×8－(2×9＋3)－2=1两滚子都带入带入局部自由度，A处转动副为复合铰链，双转副杆EF带入虚约束。2.高副低代：3.杆组拆分：原动件Ⅱ级杆组Ⅲ级杆组故该机构为Ⅲ级机构。二.VB=w1•lABVC=VB＋VCB大小？√？方向√√√速度影像原理求得VE2。EDFBACABDECGFHVE2=VE4=VE5＋VE4E5大小√？？方向√√√自选比例尺u作速度多边形：故V5=VB=w1•lAB，故w5=V5/lEF=w1三.解：1.L1+L4L2+L3，故满足杆长条件；（1）有整转副，整转副为转动副A，B；（2）以杆1为机架可以获得双曲柄机构，以杆2（4）为机架可以获得曲柄摇杆机构，以杆3为机架可以获得双摇杆机构。2.由K=1.25，得到：选取比例尺L=0.01m/mm，画出机构简图：故得到：曲柄长度a=L•nC2/2，连杆长度b=L•AC2－a。四.解：基圆半径=R－e=10mm。五.（1）由：以及m=4mm故可以得到z1=20，z2=40；由题意，齿轮是标准安装，故啮合角α=20°；又r1＋r2=a，r2/r1=2，可以得到r1=40mm，r1=80mm（2）由：acosα=a’cosα’，a’=125mm，a=120mm，α=20°，得到α’=25.6°又由：r1’＋r2’=a’，r2’/r1’=2，可以得到r1’=40mm，r1’=80mm；六.解：以及n3’=n3故得到：七.(1)(2)能量指示图如图所示：故得到：(3)按照飞轮转动惯量计算公式：