机械原理试卷(手动组卷)20.doc
- 文档编号:2000153
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:DOC
- 页数:66
- 大小:5.17MB
机械原理试卷(手动组卷)20.doc
《机械原理试卷(手动组卷)20.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械原理试卷(手动组卷)20.doc(66页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
题目部分,(卷面共有99题,999.0分,各大题标有题量和总分)
一、填空题(5小题,共9.0分)
1.(1.5分)速度瞬心的概念是:
;绝对速度瞬心与相对速度瞬心的相同点是:
不同点是:
2.(1分)如果一个机构由K个构件组成,则瞬心总数为;。
3.(2分)当两构件组成转动副时,速度瞬心的位置在;当两构件组成移动副时,速度瞬心的位置在;两构件组成滑动兼滚动的高副时,速度瞬心的位置在;特殊情况下,两构件组成纯滚动的高副时,瞬心的位置在。
4.(2分)三心定理的内容是:
。
5.(2分)速度影像原理只能应用于;而不能应用于。
二、问答题(36小题,共212.0分)
1.(10分)试列举出五种能将连续回转运动转换为直线运动的机构,要求画出机构示意图,写上机构名称。
2.(10分)转动轴线互相平行的两构件中,主动件作匀速转运,从动件作往复摆动,若要求主动件每转动一周,从动件往复摆动一次,试:
(1)确定采用什么机构(至少确定两种机构);
(2)画出其简图;
(3)简单说明设计该机构尺寸时应注意哪些问题。
3.(5分)要齿轮传动匀速、连续、平稳的进行,必须满足哪些条件?
4.(10分)何谓齿轮的模数?
为什么要规定模数的标准值?
在直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮以及蜗杆蜗轮上,何处的模数为标准值?
5.(5分)渐开线齿轮的基本参数有哪些?
其中哪些是有标准的?
为什么说这些参数是基本参数?
6.(6分)渐开线的形状因何而异?
一对啮合的渐开线齿轮,若其齿数不同,其齿廓渐开线形状是否相同?
又如有两个齿轮,其分度圆及压力角相同,但模数不同,试问其齿廓的渐开线形状是否相同?
又若两个齿轮的模数和齿数均相同,但压力角不同,其齿廓渐开线形状是否相同?
7.(6分)何谓标准齿轮?
何谓标准中心距?
一对标准齿轮的实际中心距略大于标准中心距a时,其传动比有无变化?
仍能继续正确啮合吗?
其顶隙、齿侧间隙和重合度有何变化?
8.(5分)重合度的物理意义是什么?
影响重合度的主要参数有哪些?
增大齿轮的模数对提高重合度有无好处?
9.(6分)何谓齿廓的根切现象?
在什么情况下会产生根切现象?
是否基圆半径愈小就愈容易产生根切?
齿廓的根切有什么危害?
要切与被切齿轮的齿数有什么关系?
如何避免根切?
10.(7分)何谓变位齿轮?
为什么要对齿轮进行变位修正?
齿轮变位修正后哪些尺寸改变了?
哪些尺寸没有改变?
11.(8分)斜齿轮传动和直齿轮传动相比有什么特点和优缺点?
为什么斜齿轮的模数和压力角有法面和端面之分?
为什么要取法面参数为标准值?
12.(6分)斜齿轮的螺旋角对传动有什么影响?
它的常用范围是多少?
为什么要作这样的限制?
13.(6分)何谓斜齿轮的当量齿轮和圆锥齿轮的当量齿轮?
提出当量齿轮的意义何在?
14.(6分)为什么要规定蜗杆分度圆直径的标准系列?
为什么蜗杆的分度圆直径?
而蜗轮的分度圆直径却为,为什么蜗杆传动的传动比?
15.(6分)在凸轮机构设计中有哪几种常用的推杆运动规律?
各有什么特点及优缺点?
在选择推杆的运动规律时,主要应考虑哪些因素?
16.(4分)哪几种推杆运动规律有刚性冲击?
哪几种推杆运动规律有柔性冲击?
17.(6分)何谓凸轮机构的变尖现象和失真现象?
它对凸轮机构的工作有何影响?
如何加以避免?
18.(6分)何谓凸轮机构的压力角?
压力角的大小在凸轮机构的设计中有何重要意义?
19.(4分)平底推杆凸轮机构的压力角为多少?
是否恒为零?
这种凸轮机构是否也存在自锁问题?
为什么?
20.(4分)从受力的观点考虑,直动推杆的导轨长度l和悬臂尺寸b是大一些好,还是小一些好?
21.(6分)何谓周期性速度波动和非周期性速度波动产生生周期性速度波动和非周期性速度波动的原因是什么?
为什么要加以调节?
各可用什么办法来加以调节?
22.(6分)何谓机器运转的“平均转速”和运转速度“不均匀系数”?
[]是否选得越小越好?
23.(5分)机器安装了飞轮以后能否得到绝对匀速运转?
飞轮能否用来调节非周期性速度波动?
欲减小机器的周期性速度波动,转动惯量相同的飞轮应安装在机器的高速轴上还是安装在低速轴上?
24.(5分)飞轮设计的基本问题是什么?
如何确定最大盈亏功?
25.(5分)为什么要对回转构件进行平衡?
26.(7分)何谓动平衡?
何谓静平衡?
它们各需要满足什么条件?
哪一类构件只需要进行静平衡?
哪一类构件必须进行动平衡?
27.(5分)要求进行动平衡的回转构件,如果只进行静平衡,是否一定能减轻偏听偏心质量造成的不良影响?
28.(5分)经过平衡以后的回转构件,当其运转速度发生波动时是否仍有动载荷产生?
29.(6分)在工程上为什么要规定许用不平衡量?
为什么说完全的绝对平衡是不可能的,也是不必要的?
30.(4分)对于作往复移动或平面运动的构件,能否在构件本身将其惯性力平衡?
31.(5分)平面四杆机构的基本型式是什么?
它有哪些演化型式?
32.(5分)何谓曲柄?
四杆机构具有曲柄的条件是什么?
曲柄是否就是最短杆?
33.(6分)何谓行程速比系数?
何谓急回特性?
何谓极位夹角?
三者之间的关系如何?
34.(6分)何谓连杆机构的压力角和转动角?
研究传动角有何意义?
在连杆机构设计中对传动角有何限制?
在曲柄摇杆机构中,最小传动角出现在什么位置?
35.(5分)在曲柄摇杆机构中,死点和极位实际上是同一个位置,那么为什么有时叫它死点,有时又叫它极位,它们的区别在什么地方?
36.(5分)死点与自锁有什么区别?
说明死点的危害及其克服方法,以及死点在机械工程中的应用情况。
三、图解题(13小题,共225.0分)
1.(15分)在图示机构中,已知,构件3的重量N,
生产阻力,其余构件的重量和惯性力不计,试:
(1)写出速度和加速度向量方程式,作速度和加速度多边形图,确定在图示位置时构件3的速度和加速度的大小及方向;
(2)计算构件3的惯性力,并在构件3上标明方向;
(3)计算作用在构件3上的力、,等效到构件1上的等效力矩M,并标明其方向。
2.(15分)图示正切机构中,已知,
构件3的质量,其它构件质量忽略不计。
作用在D点的驱动力(重力加速度),试:
(1)用相对运动图解法求C点的速度和加速度;
(2)计算构件3的惯性力,并求作用在C点的阻力。
3.(15分)已知平底从动件凸轮机构,其中为凸轮的质心,,,,构件1的质量,构件2的质量。
构件1的角速度,且为常数,转向如图示。
加在构件2上的载荷,试在图示位置时,求:
(1)高副低代后的机构简图;
(2)从动件2的速度和加速度(用相对运动图解法);
(3)求作用在凸轮1上的平衡力矩。
(忽略重力作用,但需考虑构件的惯性力。
)
4.(20分)在图示六杆机构中,构件2和构件4形成移动副,同时也与构件3形成移动副。
原动件1以等角速度转动,在图示位置时B点的速度,加速度如图所示(速度、加速度比例尺分别为),驱动力矩及作用在构件5上的力矩的方向如图所示,试求解:
(1)构件5的角速度(用相对速度图解法,写出矢量方程和算式,不作具体数学计算。
方向标在图上)。
(2)构件4的角加速度。
(3)设不计移动副中的摩擦,各转动副中的摩擦圆如图中虚线所示,试画出铰链B、C、D中的反力,和的方位及指向。
5.(20分)在图示机构中,已知,构件1以等角速度转动,作用在构件3上的力矩,试:
(1)用相对速度图解法求构件3的角速度和角加速度;
(2)不计摩擦和惯性力,求作用在构件1上的平衡力矩的大小和方向。
6.(15分)图示机构中,构件1为主动件,构件5与曲柄AB固接。
已知:
各轮齿数为,杆长为,杆2的重力,工作阻
力,驱动力矩,质心在BC中点,曲柄及1、2、3轮和构件5
的总质心如图示,,其重力为,试:
(1)用图解法确定在图示位置时点C及S6的加速度及;
(2)设以曲柄为等效构件,求等效力矩M。
7.(15分)在图示机构运动简图中,凸轮转动中心为O1,凸轮轮廓为一圆,圆心为O2。
摆杆AB通过一连杆拉动滑块D运动。
、为摆杆处于两极限位置时滑块对应的位置。
求:
(1)凸轮机构在图示位置的压力角;
(2)绘出摆杆两极限位置;
(3)用图解法求连接滑块与摆杆的连杆长及连杆与摆杆的铰链中心(中心在AB的延
长线上)。
8.(20分)在图示机构中,当偏心轮1绕固定中心A转动时,滑块2在圆柱体3的直槽内滑动,因而使3绕固定中心C转动。
(1)试作出机构运动简图;
(2)若已知,试问这是什么类型的四杆机构?
其行程速度变化系数K为多少?
(3)当偏心轮1以等角速度转动时,求在图示位置时构件3的角速度和角加速度,并在图中标出它们的方向。
9.(10分)图示为一工作台的摆动机构。
工作台下固定一支座4,液压马达装在支座上,驱动凸轮1逆时针方向以绕A等速转动。
凸轮是半径的偏心圆,偏心距,在图示位置时,试:
(1)计算机构的自由度F;
(2)图示机构是由哪种基本凸轮机构通过什么方式演化而来的?
按比例画出其基本形式。
(3)将高副低代后,画出相应的替代机构。
10.(20分)图示为凸轮-连杆机构的工作位置。
已知全部尺寸和工作阻力Q,其方向如图示,并给出了各转动副处的摩擦圆(图中各转动副处较大的圆)。
试:
(1)画出机架6给构件3的反作用力的作用线(滚子与凸轮间的滚动摩擦忽略不计)。
(2)用作图法求出当滑块5从最高位置到达图示位置时,凸轮转过的角度(在图中应标注清楚)。
注:
作图线要画全,画清楚。
11.(20分)图示机构中,已知各构件尺寸:
mm,mm,mm,mm,mm,mm,mm,长度比例尺m/mm,原动件1以等角速度rad/s逆时针方向转动。
试求:
(1)构件2、3、4和5的角速度、、、的大小及方向;
(2)在图上标出构件4上的点,该点的速度的大小、方向与构件3上的点D速度相同;
(3)构件2、3、4和5的角加速度a2、a3、a4、a5的大小和方向。
(建议速度比例尺(m/s)/mm,加速度比例尺(m/s2)/mm。
)(要求列出相应矢量方程式和计算关系式。
)
12.(20分)图示连杆机构,长度比例尺m/mm,其中mm,mm,mm,mm,mm,rad/s。
试用相对运动图解法求:
(1)、、、的大小及方向;
(2)a2、a3、a4、a5的大小和方向;
(3)构件5上的点F5的速度和加速度;
(4)构件4上的点F4的速度和加速度。
(速度多边形和加速度多边形的比例尺分别为(m/s)/mm,(m/s2)/mm,要求列出相应的矢量方程式和计算关系式。
)
13.(20分)机构如图所示,已知构件长度,并且已知杆1以匀角速度回转,用相对运动图解法求该位置滑块5的速度及加速度。
四、计算(44小题,共543.0分)
1.(10分)已知机组在稳定运转时期主轴上的等效阻力矩变化曲线如图所示,等效驱动力矩为常数,主轴的平均角速度rad/s。
为减小主轴的速度波动,现加装一个飞轮,其转动惯量kg×m2,不计主轴及其它构件的质量和转动惯量。
试求:
(1)等效驱动力矩;
(2)运转速度不均匀系数;
(3)主轴的最大角速度及最小角速度,它们发生在何处(即相应的值)。
2.(10分)某机械在稳定运转阶段内的一个运动循环中,其主轴上的等效阻力矩如图所示,等效驱动力矩为常值,等效转动惯量kg×m2,平均角速度rad/s,试求:
(1)等效驱动力矩;
(2)和的位置;
(3)最大盈亏功;
(4)运转速度不均匀系数。
3.(10分)某机械在稳定运动的一个周期中,作用在等效构件上的等效阻力矩的变化规律如图示,等效驱动力矩为常数,平均角速度rad/s,要求运转速度不均匀系数,忽略除飞轮以外构件的等效转动惯量。
试求:
(1)等效驱动力矩;
(2)最大盈亏功;
(3)应在等效构件上安装的飞轮转动惯量。
4.(5分)一多缸发动机驱动某工作机时,其等效驱动力矩和等效阻力矩与等效构件的转角的关系如图示。
图中画出稳定运转时期一个运动周期的变化。
两曲线之间的各块面积标注在图中,单位为。
图的横坐标比例尺rad/mm,纵坐标比例尺为N×m/mm。
等效转动惯量为常数。
试求:
(1)等效构件的最大、最小角速度、所对应的转角,说明并标注在图上。
(2)最大盈亏功。
5.(5分)
(1)计算各点的能量。
:
E=0J
:
E=580J
:
E=580-320=260J
:
E=260+390=650J
:
E=650-520=130J
:
E=130+190=320J
:
E=320-390=-70J
:
E=-70+260=190J
:
E=190-190=0J
(2)
在点处,
在点处。
(3)
J
6.(5分)某机器在稳定运转的一个周期中的等效驱动力矩和等效阻力矩如图所示。
由和所围成的各块面积所代表的功分别为J,J,J,J,J,设等效转动惯量为常数,试确定:
(1)最大及最小角速度和对应的等效构件的转角在什么位置?
(2)机器的最大盈亏功是多少?
7.(5分)某机器在稳定运动阶段的一个运动周期中,等效驱动力矩(实线)和等效阻力矩(虚线)曲线如图示。
两曲线所围成的各块面积上标出的数字表示相应的盈亏功的绝对值(J),设等效转动惯量为常数,试求:
(1)等效构件的最大、最小角速度、分别位于何处(相应的转角位置)?
(2)最大盈亏功。
8.(5分)一机组在稳定运转的一个周期中,等效驱动力矩和等效阻力矩的变化曲线如图示,等效阻力矩为常数。
两曲线间围成的各块面积如下:
,,,,,及,面积单位为mm2,图中横坐标比例尺rad/mm,纵坐标比例尺N×m/mm,等效转动惯量为常量。
试求:
(1)等效构件最大、最小角速度与的位置;
(2)最大盈亏功。
9.(5分)已知机器在稳定运转一周期内等效驱动力矩和等效阻力矩(为常值)如图示。
两曲线间所包容的面积表示盈亏功的大小,自左至右分别为,,,,,单位为J,等效转动惯量为常量。
试求:
(1)等效构件最大、最小角速度;
(2)、的位置;
(3)最大盈亏功。
10.(20分)在图示的传动机构中,轮1为主动件,其上作用有驱动力矩=常数,轮2上作用有阻力矩,它随轮2转角的变化关系示于图b中。
轮1的平均角速度rad/s,两轮的齿数为。
试求:
(1)以轮1为等效构件时,等效阻力矩;
(2)在稳定运转阶段(运动周期为轮2转),驱动力矩的大小;
(3)最大盈亏功;
(4)为减小轮1的速度波动,在轮1轴上安装飞轮,若要求速度不均匀系数,而不计轮1、2的转动惯量时,所加飞轮的转动惯量至少应为多少?
(5)如将飞轮装在轮2轴上,所需飞轮转动惯量是多少?
是增加还是减少?
为什么?
11.(20分)已知一齿轮传动机构,其中,在齿轮4上有一工作阻力矩,在其一个工作循环()中,的变化如图示。
轮1为主动轮。
如加在轮1上的驱动力矩为常数,试求:
(1)在机器稳定运转时,的大小应是多少?
并画出以轮1为等效构件时的等效力矩-、-曲线;
(2)最大盈亏功;
(3)设各轮对其转动中心的转动惯量分别为kg×m2,kg×m2,如轮1的平均角速度rad/s,其速度不均匀系数,则安装在轮1上的飞轮转动惯量?
(4)如将飞轮装在轮4轴上,则所需飞轮转动惯量是增加还是减少?
为什么?
12.(15分)在图示轮系中,已知,试求:
(1)传动比;
(2)该机构的自由度F,并指明虚约束、复合铰链和局部自由度。
13.(15分)在图示的齿轮-连杆组合机构中,已知
。
试分析:
(1)齿轮1能否绕A点作整周转动(说明理由)?
(2)该机构的自由度为多少(要有具体计算过程)?
(3)在图示位置时,瞬心在何处?
(列出计算式即可。
)
14.(15分)图示轮系,已知各轮齿数:
,,,,,
,,转速,转向如图所示。
试
求:
(1)计算该轮系的自由度;
(2)计算的大小和方向;
(3)如作用在构件7上的阻力矩,计算以构件1为等效构件时它的等效力矩M。
15.(15分)图示轮系中,已知各轮齿数:
,电动机的转向如图所示,其铭牌上标出的转速,问:
(1)蜗轮6的转速大小和方向;
(2)结构上要求齿轮1、2的中心距等于齿轮3、4的中心距。
若1、2、3、4齿轮都用标准齿轮,则哪对齿轮应该用斜齿轮?
若斜齿轮的法面模数等于直齿轮的模数m,则该对斜齿轮的螺旋角
16.(20分)图示轮系中,电动机的转速,4个圆柱直齿轮的模数,压
力角,,齿数为,内啮合齿轮对1、2是标准
齿轮、标准安装。
求:
(1)齿轮3的转速及齿轮4的转速的大小和方向;
(2)齿轮3的节圆半径及其齿顶圆半径,齿轮4的齿顶圆半径。
(注:
保证
齿轮3不产生根切。
)
17.(10分)在图示轮系中,各轮均为直齿圆柱齿轮。
已知模数,压力角,齿
顶高系数,各轮齿数为:
。
电动机装在内齿轮4上,电
动机转速,转向如图所示。
试求:
(1)壳体(即齿轮4)的转速及其转向;
(2)齿轮1与2的中心距可否为?
若,这对齿轮属于何种类
型的传动?
齿轮2的齿顶圆半径
18.(20分)图示轮系中,已知各轮齿数(表示在图中括号内),齿轮对6、的中心距与齿轮对1、2的中心距相等。
求:
(1);
(2)当时,转速为多少?
并说明其方向;
(3)图示轮系中有5对齿轮啮合,设各轮模数均相同。
试说明哪些齿轮对需进行变位?
理由为何?
任选其中一对变位齿轮,求其变位系数之和()。
注:
。
其它角度时,可采用计算。
19.(15分)图示轮系中,已知蜗杆1的齿数(右旋),其余各轮的齿数为:
,,各齿轮模数相同,且均为标准齿轮。
蜗杆1的转速
,方向如图示。
求:
(1)齿数等于多少?
(2)的大小和方向;
(3)设轮系总效率,作用于轮6上的阻力矩,求蜗杆1上应
加的驱动力矩等于多少?
20.(10分)图示为起重葫芦传动示意图,其总机械效率,已知手动链轮的直径
,起重吊钩链轮的直径,,如果
给手动链条以的拉力,求起重吊钩能提起的重量Q为多少?
21.(15分)图示为由行星轮系与曲柄摇杆机构组成的组合机构,曲柄4以顺时针方向转动,
若已知各轮齿数,且均为标准直齿圆柱齿轮,曲柄摇杆机构的行程速度变
化系数,试求摇杆6由左极限位置摆到右极限位置时,齿轮1的转角及其转向。
22.(10分)在图示机构中,ABCD为平行四边形。
若已知杆长,齿数、及有关构件的
质量和转动惯量。
构件1、3、4的质心分别在A、D、A点,对质心的转动惯量分别为
,,杆BC的质心在S,质量为,齿轮2和BC杆固连,齿轮2的质量为
,质心在B点,由齿轮2和杆BC组成的构件对B的转动惯量为。
试求转化到构
件1上的等效转动惯量。
23.(15分)图示机构中,ABCD为平行四边形。
齿轮2和连杆BC固连,其上受有力F。
构件3上受一力矩M3。
已知
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械 原理 试卷 手动 20