湖南大学机械原理分析题

2—1l图示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构，将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其是否能实现设计意图，井提出修改方案。2—12图示为一小型压力机。图中齿轮1与偏心轮1’为同一构件，绕固定轴心O连续转动。在齿轮5上开有凸轮凹槽，摆杆4上的滚子6嵌在凹槽中，从而使摆杆4绕C轴上下摆动；同时，又通过偏心轮1’、连杆2、滑杆3使C轴上下移动；最后，通过在摆杆4的又槽中的滑块7和铰链G使冲头8实现冲压运动。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。2—16试计算图示各机构的自由度。图a、d为齿轮—连杆组合机构；图b为凸轮—连杆组合机构(图中D处为铰接在一起的两个滑块)；图c为一精压机构。并问在图d所示机构中，齿轮3、5和齿条7与齿轮5的啮合高副所提供的约束数目是否相同，为什么?3—4在图示的齿轮—连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比。4—13图示为一曲柄滑块机构的三个位置，F为作用在活塞上的力，转动副A及月上所画的虚线小圆为摩擦圆。试决定在此三个位置时作用在连杆AB上的作用力的真实方向(构件重量及惯性力略去不计)。5-8图a所示为一焊接用的楔形夹具。利用这个夹具把两块要焊接的工件1及1’预先夹妥，以便焊接。图中2为夹具体，3为楔块。试确定其自锁条件(即当夹紧后，楔块3不会自动松脱出来的条件)。图b为一颚式破碎机，在破碎矿石时要求矿石不致被向上挤出，试问角应满足什么条件?经分析可得出什么结论?6-7在图示的转子中，已知各偏心质量m1＝10kg，m2＝15kg，m3＝20kg，m4＝10kg，它们的回转半径大小分别为rl＝40cm，r2＝r4＝30cm，r3＝20cm，方位如图所示。若置于平衡基面Ⅰ及Ⅱ中的平衡质量mbⅠ及mbⅡ的回转半径均为50cm，试求mbⅠ及mbⅡ的大小和方位(l12＝l23＝l34)。7—7图示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数z1=z2=20，z2’=z3=40，齿轮3的分度圆半径r3。各齿轮的转动惯量J1、J2、J2'、J3，齿轮1直接装在电动机轴上，故J1中包含了电动机转子的转动惯量，电机作用在轴1上的驱动力矩为M。工作台和被加工零件的重量为G，所受的工作阻力为F。当取齿轮1为等效构件时，试求该机械系统的等效转动惯量Je、等效力矩Me、等效阻力矩Mer、等效驱动力矩Med。7—12某内燃机的曲柄输出力矩Md随曲柄转角的变化曲线如图所示，其运动周期，曲柄的平均转速nm=620r/min。当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时，如果要求其运转不均匀系数=0.01。试求：1)曲轴最大转速nmax和相应的曲柄转角位置；2)装在曲轴上的飞轮转动惯量JF(不计其余构件的转动惯量)。8—8图示铰链四杆机构中，各杆的长度为l1=28mm，l2=52mm，l3=50mm，l4=72mm，试求：1)当取杆4为机架时，该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角、最小传动角和行程速度变化系数K；2）当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构?为什么?并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副；3）当取杆3为机架时，又将演化成何种机构?这时A、B两个转动副是否仍为周转副?8—16图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和滑块F连接起来，使摇杆的三个已知位置C1D、C2D、C3D和滑块的三个位置F1、F2、F3相对应(图示尺寸系按比例绘出)。试确定此连杆的长度及其与摇杆CD铰接点的位置。8—23如图所示，现欲设计一铰链四杆机构，设已知摇杆CD的长度为lCD＝71mm，行程速度变化系数K＝1.5，机架AD的长度为lAD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为=45°。试求曲柄的长度lAB和连杆的长度lBC(有两组解)。8—27如图所示，设要求四杆机构两连架杆的三组对应位置分别为：=35°，=50°；=80°，=75°；=125°，=105°。试以作图法设计此四杆机构。9-7试标出题9-6a图在图示位置时凸轮机构的压力角，凸轮从图示位置转过90°后推杆的位移。并标出题9-6b图推杆从图示位置升高位移s时，凸轮的转角和凸轮机构的压力角。9—8在图示凸轮机构中，圆弧底摆动推杆与凸轮在B点接触。当凸轮从图示位置逆时针转过90°时，试用图解法标出：1)推杆在凸轮上的接触点；2)摆杆位移角的大小；3)凸轮机构的压力角。9-12试设计一个对心平底直动推杆盘形凸轮机构凸轮的轮廓曲线。设已知凸轮基圆半径r0=30mm，推杆平底与导轨的中心线垂直，凸轮顺时针方向等速转动。当凸轮转过120°时推杆以余弦加速度运动上升20mm，再转过150°时，推杆又以余弦加速度运动回到原位，凸轮转过其余90°时，推杆静止不动。问这种凸轮机构压力角的变化规律如何?是否也存在自锁问题?若有，应如何避免?9—14试设计偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构凸轮的理论轮廓曲线和工作廓线。已知凸轮轴置于推杆轴线右侧，偏距e=20mm，基圆半径r0=50mm，滚子半径rr=10mm。凸轮以等角速度沿顺时针方向回转，在凸轮转过角=120°的过程中，推杆按正弦加速度运动规律上升h=50mm；凸轮继续转过=30°时，推杆保持不动；其后，凸轮再回转角度＝60°时，推杆又按余弦加速度运动规律下降至起始位置；凸轮转过一周的其余角度时，推杆又静止不动。10—23设有一渐开线标准齿轮，z＝26，m＝3mm，＝1，＝20°，求其齿廊曲线在分度圆和齿顶圆上的曲率半径及齿顶圆压力角。10-26已知一对渐开线标准外啮合圆柱齿轮传动的模数m＝5mm，压力角=20°，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。10-27试问当渐开线标准齿轮的齿根圆与基圆重合时，其齿数应为多少?又当齿数大于以上求得的齿数时，试问基圆与齿根圆哪个大?10—28已知一对标准外啮合直齿圆柱齿轮传动的＝20°、m＝5mm、z1＝19、z2＝42，试求其重合度。问当有一对轮齿在节点P处啮合时，是否还有其他轮齿也处于啮合状态；又当一对轮齿在B1点处啮合时，情况又如何?(参看教材图10-12。)10-29设有一对外啮合齿轮的z1=30，z2=40，m＝20mm，＝20°，＝1。试求当a=725mm时，两轮的啮合角。又当啮合角′=22°30′时，试求其中心距a′。10-30已知一对外啮合变位齿轮传动的z1＝z2＝12，m＝10mm，＝20°，＝l，a＝130mm，试设计这对齿轮(取x1＝x2)。10-34设已知一对斜齿轮传动的zl=20，z2=40，mn＝8mm，＝15°(初选值)，B＝30mm，＝l；试求a(应圆整，并精确重算)及zv1。10-40一蜗轮的齿数，z2=40，d2=200mm，与一单头蜗杆啮合，试求：1)蜗轮端面模数mt2及蜗杆轴面模数mx1；2)蜗杆的轴面齿距px1及导程l；3)两轮的中心距a；4)蜗杆的导程角、蜗轮的螺旋角及两者轮齿的旋向。11—11图示为一手摇提升装置，其中各轮齿数均为已知，试求传动比i15，并指出当提升重物时手柄的转向。11—16如图a、b所示为两个不同结构的锥齿轮周转轮系，已知z1＝20，z2＝24，z2’＝30，z3＝40，n1＝200r/min，n3＝-100r/min。求两轮系的nH等于多少?通过对本题的计算，请进一步思考下列问题：转化轮系传动比的“±”号确定错误会带来什么恶果？在周转轮系中用画箭头的方法确定的是构件的什么转向?试计算n1-nH，n3－nH的值，并进而说明题中n1与n3以及与之间的转向关系。11-21在图示轮系中；设各轮的模数均相同，且为标准传动，若已知z1＝z2’＝z3’＝z6’＝20，z2＝z4＝z6＝z7＝40。试问：1)当把齿轮1作为原动件时，该机构是否具有确定的运动?2)齿轮3、5的齿数应如何确定?3)当n1=980r/min时，n3及n5各为多少?12—2某牛头刨床送进丝杠的导程为6mm，要求设计一棘轮机构，使每次送进量可在0.2～1.2mm之间作有级调整(共6级)。设棘轮机构的棘爪由一曲柄摇杆机构的摇杆来推动，试绘出机构运动简图，并作必要的计算和说明。12—8某自动机的工作台要求有六个工位，转台停歇时进行工艺动作．其中最长的一个工序为30s。现采用一槽轮机构米完成间歇转位工作。试确定槽轮机构主动轮的转速。12一12图示为一机床上带动溜板2在导轨3上移动的微动螺旋机构。螺杆1上有两段旋向均为右旋的螺纹。A段的导程lA=1mm，B段的导程lB=0.75mm。试求当手轮按K向顺时针转动一周时，溜板2相对于导轨3移动的方向及距离大小。又若将A段螺纹的旋向改为左旋，而B段的旋向及其他参数不变，试问结果又将如何？