数控班机械设计作业1-5章

第一章绪论一、填空题1-1零件是最小的制造单元，构件是最小的_运动___单元，部件是最小的___装配_单元。1-2设计机器应满足的基本要求是使用功能要求、经济性要求、操作使用要求、和可靠性要求。二、选择题1-3下列对机器组成的描述中，有错误的是D。A．机械是机器和机构的总称B．机器是由一个或多个机构组成的C．机构是具有确定相对运动的构件组合体D．构件可以是一个单独的零件，也可以是几个零件可动联接后形成的组合体1-4机器与机构的主要区别是C。A．机器的运动较复杂B．机器的结构较复杂C．机器能完成有用的机械功或转换机械能D．机器能变换运动形式1-5机械设计基础主要研究B的工作原理、特点和设计方法。A．各种机器和各种机构B．常用机构和通用零件C．专用机构和专用零件D．标准零件和标准部件三、简答题1-6分别指出自行车、汽车、普通车床的四个组成部分。原动部分传动部分执行部分控制部分自行车汽车普通车床第二章平面机构及自由度一、填空题2-1平面机构中，两构件通过面接触构成的运动副称为低副，通过点或线接触构成的运动副称为高副。2-2平面机构中，若引入一个低副，将带入___2____个约束,保留____1____个自由度；若引入一个高副，将带入____1___个约束，保留_____2__个自由度。2-3机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零，且等于原动件的数目。2-4机构中滚子构件的自转运动为局部自由度，其转动的快慢，对机构的输出运动并无影响，那么它的实际作用是可以将高副接触的滑动摩擦变成滚动摩擦，减少从件与凸轮间的磨损。二、选择题2-5为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性，则运动简图相对于实际机构D的应相同。A．构件数、运动副的类型及数目B．构件的运动尺寸C．机架和原动件D．A和B和C2-6下面对机构虚约束的描述中，不正确的是D。A．机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束，在计算机构自由度时应除去虚约束。B．虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。C．虚约束应满足某些特殊的几何条件，否则虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动，为此应规定相应的制造精度要求。虚约束还使机器的结构复杂，成本增加。D．设计机器时，在满足使用要求的情况下，含有的虚约束越多越好。三、作图计算题2-7绘制图示手动压力机的机构运动简图，并计算其自由度。2-8绘制图示油泵的运动简图，并计算其自由度。2-9图示为一学生设计的简易冲床的结构简图。设计者的意图是让凸轮1为原动件，做匀速转动，通过构件2带动构件3做上下往复移动，从而实现冲压运动。1）绘制该机构的运动简图，并计算其自由度。2）该简图能否实现设计者的意图？为什么？3）如不能实现设计者的意图，请画出一种改进方案，并计算其自由度。4）机械设计中计算机构自由度有何意义？2-10计算图示发动机机构的自由度，判断其是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，需引线指出。2-11计算图示缝纫机送布机构（图a）和平炉渣口堵塞机构（图b）的自由度，判断a）b）其是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，需引线指出。2-12计算图示冲压机构（图a）和椭圆机构（图b）的自由度，判断其是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，需引线指出。2-13计算图示压力机机构（图a）和行星轮系机构（图b）的自由度，判断其是否具有确定的相对运动。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，需引线指出。a）b）a）b）a）b）第三章平面连杆机构一、填空题3-1图示铰链四杆机构中：1）当构件AD为机架时，其为曲柄摇杆机构。2）当构件AB为机架时，其为双曲柄机构。3）当构件BC为机架时，其为曲柄摇杆机构。4）当构件CD为机架时，其为双摇杆机构。5）要使此机构成为以AB为曲柄的曲柄摇杆机构，则AB长度的允许变动范围为________0___AB___45。6）将AD的长度改为80，其余杆长不变，则当四个构件分别为机架时所得机构均为双摇杆机构。3-2在平面四杆机构中，若机构的极位夹角θ大于零，则其具有急回特性。具有急回特性的四杆机构有曲柄机构、偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构等。3-3牛头刨床利用急回特性的意义是缩短非工作时间提高生产效率。3-4摆动导杆机构中，若导杆的摆角60，则其行程数比系数K=____2_____。3-5在平面连杆机构中，机构的传动角越大或压力角越小，则机构的传力性能越好。当机构的传动角γ=0时，机构存在止点位置。3-6在曲柄滑块机构中，当滑块为原动件时，曲柄与连杆的共线位置为机构的止点位置。内燃机采用的是曲柄滑块机构，单缸内燃机克服死点的方法是；多缸内燃机克服止点的方法是或。二、选择题3-7铰链四杆机构存在周转副的条件是：最短杆与最长杆长度之和D其余两杆长度之和。A．大于B．等于C．小于D．小于等于3-8在曲柄摇杆机构中，若以曲柄为主动件，其最小传动角出现在__A___。A．曲柄与机架共线的两个位置B．摇杆的两个极限位置C．曲柄与连杆共线的两个位置D．曲柄与摇杆共线的两个位置3-9平面连杆机构中，D上的点可以实现复杂的运动轨迹。A．机架B．可转动的连架杆C．可移动的连架杆D．连杆3-10下面对平面连杆机构特点的概括中，不完全正确的是C。A．运动副全为低副，面接触，承载能力小B．低副中，转动副元素为圆柱面，移动副多为平面，形状简单，加工方便C．运动形式和轨迹多样，可满足不同的运动要求D．构件数多、运动副间隙导致累积误差较大、惯性力不容易平衡，设计复杂，一般只能近似实现给定的运动规律三、作图分析题3-11画出图示机构的传动角和压力角。3-12图示为一曲柄摇杆机构，曲柄主动，试在原图上用作图法求出：1）摇杆CD的摆角ψ=_________。机构的极位夹角θ=_________。行程数比系数K=。机构的最小传动角γmin=________。2)若希望摇杆向右摆动时慢，则曲柄应时针转动。3）当摇杆主动时，该机构是否存在死点位置，为什么？3-13图示为一曲柄滑块机构，曲柄主动，试在原图上用作图法求出：1)滑块的行程S=_________。机构的极位夹角θ=_________。行程数比系数K=。机构的最小传动角γmin=________。2)如果该机构用作曲柄压力机，滑块向右运动是冲压工件的工作过程（慢速），试确定曲柄的合理转向和传力效果最好的机构瞬时位置，并标出该位置的传动角γmax。四、设计题3-14设计一曲柄摇杆机构ABCD。已知摇杆LCD=260mm，摆角ψ=43°，行程速比系数K=1.4，机架长度LAD=200mm，试用作图法确定曲柄和连杆的长度。（比例尺1:2）3-15设计一曲柄摇杆机构ABCD。已知图示位置为机构处于两极限位置时连杆BC的两个方位（B铰链中心的位置待定），且知机构在其中一个极限位置时的压力角为零（曲柄主动）。试用作图法确定四个构件的长度。3-16设计一曲柄滑块机构ABC。已知滑块的行程H=50mm，偏距e=16mm，行程速比系数K=1.4，试用作图法确定曲柄和连杆的长度。（比例尺1:1）3-17设计一摆动导杆机构ABC。已知行程速比系数K=1.2，机架长度LAC=50mm。试用作图法确定曲柄的长度LAB。（比例尺1:1）第四章凸轮机构一、选择题4-1与连杆机构相比，凸轮机构具有如下特点，其中不正确的是D。A．构件数少，结构简单、紧凑B．只要设计适当的轮廓曲线，即可较精确实现各种复杂的运动规律，且设计简单C．凸轮与从动件之间为点或线高副接触，易于磨损，不宜传递大动力，多用于自动机械中D．一般来说，凸轮比连杆机构中的零件容易加工，成本低4-2凸轮机构中，摩擦磨损小、承载较大、应用最广泛的从动件是B。A．尖底从动件B．滚子从动件C．平底从动件D．尖底和平底从动件4-3当凸轮的转速较高、受载较大时，为减小冲击，从动件不宜采用C规律。A．等速运动B．等加速等减速运动C．简谐运动D．等加速等减速运动或简谐运动4-4在滚子从动件盘形凸轮机构设计中，为避免因凸轮的实际廓线变尖和交叉而引起从动件运动规律失真，滚子半径应C凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径，必要时还可以选择较大的基圆半径。A．等于B．大于C．小于D．等于或大于4-5在滚子从动件盘形凸轮机构设计中，若从动件的运动规律和滚子半径一定，基圆半径对凸轮机构的影响是，基圆半径越大，D。A．凸轮的外廓尺寸越大B．凸轮轮廓曲线的曲率半径越大，越不容易变尖和交叉C．机构的压力角越小，传力性能越好，越不容易发生自锁D．A和B和C4-6有一尖顶从动件凸轮机构，从动件已损坏，若将尖顶从动件换成滚子从动件，而仍采用原来的凸轮，则从动件的运动规律D。A．保持不变B．发生改变C．不一定变化D．是否变化与滚子的大小有关二、填空题4-7在滚子从动件盘形凸轮机构中，以凸轮理论廓线上的最小向径所作的圆称为基圆。4-8凸轮轮廓曲线设计的基本原理是反转法原理。4-9在凸轮机构中，为了保证凸轮与从动件始终保持接触，采取的锁合（封闭）方法有：力封闭型凸轮结构和形封闭型凸轮结构。三、分析题4-10图示为一尖顶对心移动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮逆时针转动。在原图上标出：凸轮的基圆半径rb、推程角δt、远休止角δs、回程角δh、近休止角δ's、从动件的行程h、从动件与凸轮上M点对应的位移s。4-11如图所示为一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，凸轮的实际廓线是一半径为R、圆心为C的圆盘。要求在图上画出：1）凸轮的理论廓线。2）凸轮的基圆rb。3）从动件的行程h。4）当前位置从动件的位移s和压力角α。5）凸轮从图示位置继续转过60°时从动件的位移s′和压力角α′。四、设计题4-12一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮基圆半径rb=45mm，滚子半径rT=12mm，凸轮按顺时针方向转动，从动件的运动规律为：凸轮转角δ0°～90°90°～150°150°～240°240°～360°从动件位移s等速上升30mm停止等加速等减速下降到原处停止要求：1）按1:1的比例，作出从动件的位移曲线图。2）按1:1的比例，作出凸轮的理论轮廓曲线图。3）按1:1的比例，作出凸轮的工作轮廓曲线图。4）画出从动件在起始位置和回程中最大速度时的压力角。4-13上题中，若改为平底从动件，平底与导路垂直，其它条件不变。试绘制凸轮的工作轮廓，并确定从动件平底的长度。4-14摆动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示。已知凸轮基圆半径rb=30mm，凸轮回转中心O到从动件的摆动中心A的距离lOA=75mm，从动件长度lAB=58mm，滚子半径rT=10mm，凸轮以角速度ω1逆时针回转，摆动从动件与凸轮的初始位置如图所示，从动件的运动规律为：凸轮转角δ0°～180°180°～300°300°～360°从动件摆角φ简谐运动上摆30°等加速等减速返回原处停止摆动要求：1）画出从动件的角位移曲线图。2）按1:1的比例，画出凸轮的理论轮廓曲线图。3）按1:1的比例，画出凸轮的工作轮廓曲线图。第五章齿轮机构一、选择题5-1下面对齿轮机构特点的概括中，不正确的是D。题4-10图题4-11图A．瞬时传动比恒定不变，传动准确、平稳B．效率高、寿命长、工作可靠C．承载能力大，结构紧凑D．能实现各种复杂的动规律5-2可实现两相交轴之间传动的齿轮机构是C。A．圆柱直齿轮机构B．圆柱斜齿轮机构C．锥齿轮机构D．蜗杆蜗轮机构5-3由齿廓啮合基本定律可知，相互啮合的两齿轮它们的C总是相切的。A．基圆B．分度圆C．节圆D．齿根圆5-4齿轮机构中，能够实现恒定传动比传动、且在生产中应用最广的共轭齿廓是D。A．直线B．圆弧C．摆线D．渐开线5-5下列对渐开线齿廓啮合特性的描述中，错误的是D。A．渐开线齿廓能实现定比传动，使传动平稳、准确B．渐开线齿廓间的正压力方向在传动中保持不变，也使传动平稳C．由于制造与安装误差、轴承磨损等引起中心距变化时，渐开线齿轮的瞬时传动比仍保持不变，因而具有可分性D．渐开线齿廓间为纯滚动，因而摩擦磨损小5-6我国齿轮标准规定，渐开线直齿圆柱齿轮C上的模数和压力角为标准值。A