机械设计基础习题与答案3

模拟练习31机械设计基础习题与答案3一、填空题（每题2分，共20分）1、机构具有确定运动的条件：机构自由度数=机构的原动件数。2、速度影像的相似原理只能应用于同一构件上的各点。3、对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则该机构演化为定块机构（或直动导杆机构）。4、移动副的自锁条件是：驱动力作用在移动副的摩擦角内。5、凸轮机构推杆的常用运动规律中，一次多项式运动规律有刚性冲击。6、渐开线的形状取决于基圆的大小。7、直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是：模数相等、压力角相等。8、有一外槽轮机构，已知槽轮的槽数4z，转盘上装有一个圆销，则该槽轮机构的运动系数k=0.25。9、回转构件进行动平衡时，应在两个平衡基面上加平衡质量。10、当两构件组成兼有滑动和滚动的高副时，其瞬心在过接触点高副元素的公法线处。二、简答题（每小题5分，共25分）1、简述构件和零件的区别和联系？答：a)构件：从运动角度讲是不可再分的单位体。b)零件：从制造角度讲是不可再分的单位体。c)构件可以由多个零件通过刚性联结获得。2、什么是当量摩擦系数？答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。3、实现往复移动或往复摆动的机构有哪些？答：（1）连杆机构（2）凸轮机构（3）螺旋机构（4）齿轮齿条机构（5）组合机构4、机械的“平衡”与“调速”都可以减轻机械中的动载荷，但两者有何本质区别？答：1)机械平衡是通过消除或减小惯性力和惯性力矩来减轻机械中的动载荷。2)调速是使机械的运动避开其共振区域，从而减小轴的挠度，获得减轻机械中动载荷的目的。5、简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优缺点？模拟练习32答：优点：（1）啮合性能好：逐渐啮入，逐渐啮出，传动平稳，噪音小。（2）重合度大：降低每对齿轮的载荷，提高承载能力。（3）结构紧凑：避免根切的最小齿数小。缺点：运转时有轴向力。三、计算题（共45分）1、绘制缝纫机下针机构简图（草图）。(5分)2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组及机构级别。(10分)答：见图所示。活动构件n=7；低副pl=10；所以机构的自由度为10)001102(73')'2(3FpppnFhl以AB为原动件：机构可分解成下图。Ⅱ级机构因此该机构为：Ⅱ级机构3、试求机构在图示位置的全部瞬心。(5分)1234ABCDABCDHGFEⅡ级组Ⅱ级组Ⅱ级组机架与原动件ABCDHGFE模拟练习33答：A点为P13；B点为P12；P23由三心定理求得，见图。4、在图示导杆机构中，mmlmmlBACACAB1206090，，，曲柄AB以等角速度srad/301转动，试用相对运动图解法求构件3的角速度和角加速度。(15分)解：以μl=0.001m/mm作机构的位置简图，如图a所示。mmlllABACBC134601202222a)速度分析求2BvsmlvvABBB/8.106.030112（方向垂直AB转向同ω1）求3Bv?8.1//3232？大小方向ABBCABvvvBBBB取μv=0.01m·s-1/mm作上式的速度图（图b）（方向见图）smpbvvB/8.036.8001.033（方向见图）smbbvvBB/6.107.16101.03232)(/6101348.0333逆时针sradlvBCBa)加速度分析ACB2341ABCP12123P13P23模拟练习34）方向ABsmlaaABnBB(/5406.030222122)(/8.4134.062233CBsmlaBCnB方向)(/2.196.16223232332BBBBkBBvsmva方向？大小方向2.19?8.454//323232332BCvBCCBABaaaaaBBrBBkBBtBnBB以μa=1m·s-2/mm作加速度图（图c）（方向见图）233/2908.291''smbeaatB233/216134.029sradlaBCtB模拟练习355、图示轮系中，已知：100,20',60543221zzzzzz。试求传动比i41。（10分）答：35206010020'02152115zzzziHHH（1）3120602020'3214324114zzzzzziHHH（2）由式1、2联立可得：5.141i四、设计题（10分）如图所示，设已知破碎机的行程速比系数K=1.2，颚板长度mmlCD300，颚板摆角35，曲柄长60mm。试设计该四杆机构。解：作图步骤：1）由给定的行程速比变化系数K，得曲柄摇杆机构的极位夹角36.1612.1)12.1(1801)1(180KK2）作出摇杆两个极限位置C1D和C2D，使3521DCC3）连接C1、C2，并作C1M垂直于C1C2。4）作64.7336.16909021NCC，N与M相交于P点，由图可见，36.1621PCC。5）利用余弦定理求AC1（令为x）xxllxxlABCCAB222cos22122量得mmlCC42.18021代入求得连杆的长度：mmx44.2256）以C1为圆心，x为半径作圆，与前述外接圆的交点即为所求的A点。7）量得机架长：309.43mm1254H32’