机械原理补充试题库09.6.13

共8页第页11.在题6图所示所有机构中，原动件数目均为1时，判断图示机构是否有确定的运动。如有局部自由度、复合铰链和虚约束请予以指出。解：（a）、11027323hlPPnF，机构有确定的运动。其中：Ｆ、D、B、C四处均为复合铰链，没有局部自由度、虚约束；（b）、211229323hlPPnF，机构没有确定的运动。其中：Ａ处为复合铰链，Ｋ处为局部自由度，没有虚约束；（C）、11027323hlPPnF，机构有确定的运动。其中：Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四处均为复合铰链，AB、BC、CD、AD四杆中有一杆为虚约束，没有局部自由度；（d）、1423323hlPPnF，机构有确定的运动。没有局部自由度、复合铰链、虚约束；（e）、3625323hlPPnF，机构没有确定的运动。没有局部自由度、复合铰链、虚约束。)(a)(b)(c)(d)(e题６图共8页第页223.设计一个铰链四杆机构，如题23图所示。已知摇杆CD的长度mmlCD75，机架AD的长度mmlAD100，摇杆的一个极限位置与机架之间的夹角045,构件AB单向匀速转动。试按下列情况确定构件AB和BC的杆长BCABll,，以及摇杆的摆角。（1）程速比系数K=1;（2）行程速比系数K=1.5;解：（1）、当行程速比系数K=1时，机构的极位夹角为011180KK)(a)(b)(c)(d)(e题６图题23图共8页第页3即机构没有急回特性，固定铰链点Ａ应在活动铰链点Ｃ的两个极限位置C1、C2的连线上，从而可确定活动铰链点Ｃ的另一个极限位置。选定比例尺，作图，如下图（a）所示。直接由图中量取84.701AC，76.612AC，所以构件AB的长为mmACAClAB54.4276.6184.70221构件BC的长为mmACAClBC3.66276.6184.70221摇杆的摆角7（2）、当行程速比系数K=1.5时，机构的极位夹角为3615.115.118011180KK452C1CDA2B1B)(a共8页第页4即机构具有急回特性，过固定铰链点Ａ作一条与已知直线1AC成36的直线再与活动铰链点Ｃ的轨迹圆相交，交点就是活动铰链点Ｃ的另一个极限位置。选定比例尺，作图，如下图（b）所示。由图（b）可知，有两个交点，即有两组解。直接由图中量取84.701AC，75.252AC，88.1692AC。故有解一：构件AB的长为mmACAClAB55.22275.2584.70221构件BC的长为mmACAClBC3.48275.2584.70221摇杆的摆角41解二：构件AB的长为mmACAClAB52.49284.7088.169212构件BC的长为mmACAClBC36.120284.7088.169212摇杆的摆角107451CDA2C2C2B1B2B1B)(b共8页第页524.设计一个偏心曲柄滑块机构。已知滑块两极限位置之间的距离21CC=50㎜，导路的偏距e=20㎜，机构的行程速比系数K=1.5。试确定曲柄和连杆的长度BCABll,。解：行程速比系数K=1.5，则机构的极位夹角为3615.115.118011180KK选定作图比例，先画出滑块的两个极限位置C1和C2，再分别过点C1、C2作与直线成5490的射线，两射线将于点Ｏ。以点Ｏ为圆心，OC2为半径作圆，最后再作一条与直线C1C2相距为mme20的直线，该直线与先前所作的圆的交点就是固定铰链点Ａ。作图过程如题24图所示。直接由图中量取mmAC251，mmAC682，所以曲柄AB的长度为mmACAClAB5.2122568212连杆BC的长度为mmACAClBC5.46225682212B1B2C1CAe21CC90题24图O共8页第页632.在题43图中，已知蜗杆的转速min9001rn，602z，25'2z，203z，25'3z，204z，30'4z，355z，28'5z，1356z。（1）写出6116i，6226i，6'56'5i的表达式；（2）确定6n的大小和转向。解：（1）、54326543261162zzzzzzzzzi，方向通过划箭头来确定；543265436226zzzzzzzzi；566565zzi；方向6n题43图共8页第页7（2）、因为1082830252521353520206025432654326116zzzzzzzzzi所以min33.81089001616rinn，方向“↑”，如图所示。33.计算题45图所示大减速比减速器的传动比GAAGi。解：1547ABCBCACABzzi因为0B，所以AC621517155016FAGECGCACAGzzzzi将AC6215代入上式，最后得67.3306GAAGi34.写出题46图中1，3，H之间的关系，设已知各个齿轮的齿数。题45图题46图共8页第页8解：（a）、133113zziHHH（b）、2132213223113)1(zzzzzzzziHHH（c）、21323113zzzziHHH一、填空及选择题（每空1分，共20分）2．曲柄摇杆机构有死点位置时，____摇杆________是主动件，此时_____连杆_______与______从动曲柄______共线。3．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是__模数相等，压力角相等__。4．斜齿轮的模数和压力角在______法面______（法面、端面、轴面）内取标准值；锥齿轮当量齿数ZV=____Z/cosδ___。5．蜗杆机构传动的主动件是__蜗杆蜗轮皆可___（蜗杆、蜗轮、蜗杆蜗轮皆可）。6．移动副中驱动力作用于____摩擦角______内将发生自锁；传动副中驱动力为一单力且作用于___摩擦圆____内将发生自锁。9．说出两种变回转运动为直线运动的机构：____曲柄滑块__，__齿轮齿条___。二、计算图示机构的自由度（5分）共8页第页9解：F=3×7－2×10－0＝1四、如图所示凸轮机构，凸轮廓为以A为圆心，R为半径的圆，凸轮逆时针方向回转，要求：（10分）1．说出该凸轮机构的名称；2．标出凸轮基圆半径r0；3．标出从动件从B点接触到C点接触凸轮转过的角度Φ；4．标出从动件从B点接触到C点接触从动件位移S；5．标出从动件从B点接触时从动件压力角αB；共8页第页10解：1）它是滚子从动件盘形凸轮机构------------------------------2分2）如图所示------------------------------------------------2分3）如图所示------------------------------------------------2分4）如图所示------------------------------------------------2分5）如图所示------------------------------------------------2分共8页第页11五、一对直齿圆柱齿轮机构，已知压力角α=20度，齿轮2的齿数Z2=28，模数m=3mm，传动比i12=2，安装中心距a’=65mm，求：（15分）1．齿轮1的齿数Z1；2．两轮分度圆半径r1，r2；3．啮合角α’，两轮节圆半径r’1，r’2；解：1）i12=z2/z1=2z1=142）r1=1/2mz1=21mmr2=1/2mz2=42mm3）cosα’=a/a’cosα=63/65cos20r’1=65/63r1r’2=65/63r2六、图示复合轮系中，各齿轮齿数如图中括号中所示，求传动比i1H。（10分）解：区分轮系----------------------------------------------------5分行星轮系分别计算----------------------------------------------------5分共8页第页12在中在中一、填空题(每题2分，共20分)1.两个运动构件间相对瞬心的绝对速度③。（①均为零②不相等③不为零且相等）2.机构具有确定运动的条件是原动件数目等于②的数目。（①从动件②机构自由度③运动副）4.在高速凸轮机构中，为减少冲击与振动，从动件运动规律最好选用④运动规律。（①等速②等加等减速③余弦加速度④正弦加速度）7.差动轮系是指自由度③。（①为1的周转轮系②为2的定轴轮系③为2的周转轮系）8.设计标准齿轮时，若发现重合度小于1，则修改设计时应②。（①加大模数②增加齿数③加大中心距）共8页第页139.曲柄滑块机构若存在死点时，其主动件必定是③，在此位置①与共线②。（①曲柄②连杆③滑块）10.周转轮系的传动比计算应用了转化机构的概念。对应周转轮系的转化机构乃是①。（①定轴轮系②行星轮系③混合轮系④差动轮系）二、简答题(每题5分，共25分)1.计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。解：机构自由度为：F=3n-2pl-ph=3×6-2×8–1=1在C处有复合铰链，在H处有局部自由度。3.试在图上标出铰链四杆机构图示位置压力角α和传动角γ。共8页第页14解：如图所示。三、设计一曲柄摇杆机构。已知LAD=75mm，LCD=60mm，当曲柄转角φ=150°时摇杆处于右极限位置，要求机构行程速比系数K=1.18182。(10分)解：选取绘图比例尺μL=0.002m/mm。其中：θ=180°×(K-1)/(K+1)=15°按已知条件作出固定铰链点A和D；按j=150°过A点作射线交由D点为圆心，以LCD为半径的C点所在圆（有两个交点，即两组解），图中为C2点；作AC1，使∠C2AC1为θ(=15°)，得到C1点。因为：LAC2=(LAB+LBC)/2LAC1=(LBC-LAB)/2而所以有：LAB=97mm，LBC=15mm。共8页第页15五、试在图示的偏心圆凸轮机构中表示出：(10分)1)凸轮的基圆半径、升距h；2)凸轮由图示位置转过90°时的机构压力角；3)凸轮由图示位置转过90°时，推杆的位移增量。五题图解：如图所示。共8页第页16七、图示轮系中，已知各轮齿数：Z1=1，Z2=40，Z2′=24，Z3=72，Z3′=18，Z4=114。(12分)1)该轮系属于何种轮系？2)计算传动比i1H，并在图中标出系杆H的转向。七题图解：1.该轮系是由齿轮1和2组成的定轴轮系加上由齿轮2′,3,3′,4和系杆H组成的周转轮系而形成的混合轮系。2.因为：i1H=i12×i2H而：i12=Z2/Z1=40i2H=1-iH2′4=1-(-1)(Z3Z4)/(Z2′Z3′)=1+19=20所以：i1H=800。系杆H的转向如图所示。共8页第页171.拟将曲柄摇杆机构改换为双曲柄机构，则应将原机构中的①作为机架。（①曲柄②连杆③摇杆）4.一对啮合的渐开线斜齿圆柱齿轮的端面模数①，且④于法面模数。（①相等②不相等③无关系④大⑤小⑥等）5.蜗轮的螺旋角与蜗杆的螺旋升角①。（①相等②不相等③无关系④之和为90o）6.对心曲轴滑块机构的曲柄长度为a，连杆长度为b，则最小传动角＝arcsin(a/b)。7.螺旋升角为的螺旋副，若接触表面间的摩擦系数为f，则机构的自锁条件是：≤arctgf。9.所谓定轴轮系是指：轮系中所有齿轮回转轴线固定的轮系。10.标准斜齿圆柱齿轮传动的中心距与模数，齿轮齿数，螺旋角参数有关。二、选择及填空