《机械原理》试题解析.docx
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《机械原理》试题解析
《机械原理》试题
计算图示机构的自由度。
(00021)在图示平面运动链中,若构件1为机架,构件5为原动件,则成为级机构;若以构
件2为机架,3为原动件,则成为级机
构;若以构件4为机架,5为原动件,则成为
级机构。
(00076)试对图示翻台机构:
(1)绘出机构简图;
(2)计算自由度;
(3)进行结构分析。
图中箭头所在构件为原动件
(00078)试计算图示机构的自由度。
(若有复合铰链、局部自由度或虚约束,必须明确指出。
〕并指出杆组的数目与级别以及机构级别。
(00361)求图示机构的速度瞬心的数目,并在图中
标出其中的12个瞬心
(00358)图示齿轮-连杆机构中,已知齿轮2和5的齿数相等,即Z2=z5,齿轮2以‘2=100rad/s顺时针方向转动,试用瞬心法求构件3的角速度匕的大小和
Iadtbc=125mm,「1=15。
当构件1以等角速度「1=10rad/s逆时针方向转动时,用瞬心法求C点的速度。
ftt—0*002m/mm
(00381)试求图示机构的全部瞬心,并应用瞬心法求构件3的移动速度V3的大小和方向。
图中已知数据h=50mm,1=60,^=10rad/s。
(02195)图示曲柄滑块机构。
A、B、C处细实线圆为转动副的摩擦圆,移动副摩擦角为,Pd为作用在
构
件1
上
的
驱
动力,Pr是生产阻力。
设给
疋
大
小,
试
:
(1)
在
机
构
图上画出各运动副的
总反
力;
⑵
写
出
构
件1、2、3的力矢量方程
式;
⑶
画
出
构
件3的力多边形。
了Pr的
(00401)在图示机构中,Iab=150mm,Ide=150mm,Ibc=300mm,Icd=400mm,Iae=280mm,AB—DE,1=2rad/s,顺时针方向,「4=1rad/s,逆时针方向,取比例尺1|=0.01m/mm。
试求Vc2及匕的大小和方向。
(02160)图示杠杆起重机构中,A、B、C处的细实线圆为摩擦圆,驱动力P作用于杆1上以提起重物Q。
试求:
(1)用图解法求驱动力P(由力多边形表示)。
(2)写出瞬时机械效率计算式。
Q
(02149)
图
示
为
由机
械
A
B、
C组
成
的机械系统,
它
们的效
率
分
别
为A、
B
、(
:
,
输出
功
率分别为Na、
Nb
、NcO
(1)试
问
该
机
械系
统
是
属
于串
联、
并联还是混
联
系统?
(2)写
出
该
系
统应
输
入
总
功率
N
的计算式。
(02150)图示由A、B、C、D四台机器组成的机械系统,设各单机效率分别为A、B、C、D,机器C、D的输出功率分别为Nc和Nd。
(1)试问该机械系统属于串联、并联还是混联方式?
(2)写出机械系统应输入总功率N的计算式。
(02168)如图所示铰链四杆机构中,已知构件
尺寸,生产阻力矩Mr,各转动副的摩擦圆如图示。
试在机构图中画出各运动副总反力的作用线
及各力的指向;画出构件1的力多边形,并写出驱
(02217)图示为一冲压机床的机构位置图,转动副摩擦圆和移动副摩擦角「已示于图中,不计齿轮副中的摩擦,Q为生产阻力,齿轮1为原动件。
试:
(1)在图上画出机构各运动副反力的作用线及方向;
(2)写出构件2和4的力平衡矢量方程式,并画出它们的力多边形;
⑶写出应加于齿轮1上的驱动力矩M1的计算式,并指出其方向。
(02156)图示机构中,各摩擦面间的摩擦角均为「,Q为生产阻力,P为驱动力。
试在图中画出各运动副的总反力:
R32、R2、£(包括作用线位置与指向)。
/777777V
(00694)图示四杆机构中,若原动件为曲柄,试标出在图示位
置时的传动角及机构处于最小传动角min时的机构位置图。
(00707)画出图示机构的极限位置,标出极位夹角二,确定行程速比系数K。
(00716)画出图示六杆机构中滑块D处于两极位时的机构位置,并在图上标出极位夹角九
(00738)试设计一铰链四杆机构,已知摇杆长&=75mm,机架长心=100mm,行程速度变化系数K=1,摇杆的一个极限位置与机架的夹角匸=30°,求曲柄长Iab和连杆长Ibc。
(00749)已知铰链四杆机构的机架长Iad=500mm,曲柄长Iab=150mm,及曲柄和摇杆的两组对应位置如图所示。
试设计此曲柄摇杆机构,确定其行程速比系数并在图上标出其最小传动角。
(00769)设计一铰链四杆机构,已知曲柄长度AB=100
mm,机架长度AD=250mm,曲柄角速度^=10rad/s,
1=60,1=90,从动连架杆铰链点C的速度Vc=0.6m/s,求摇杆长度Icd(C点取在DE上)。
E
(00821)欲设计一个夹紧机构,拟采用全铰链四杆机构ABCD。
已知连杆的两个位置:
XP1=0.5,yp^0.5,
=20;XP2"5,yp2=18,r=38,如图示。
连杆到达第二位置时为夹紧位置,即若以CD为主动件,则在此位置时,机构应处于死点位置,并且要求此时C2D处于垂直位置。
试写出设计方程。
(01036)在图示凸轮机构中,已知:
AO二BO=20mm,•AOB=60;且Ab为圆弧;CO=DO=40mm,—COD=60,Cd为圆弧;滚子半径
rr=10mm,从动件的推程和回程运动规律均为等速运动规律。
(1)求凸轮的基圆半径;
(2)画出从动件的位移线图
(01043)如图所示凸轮机构,已知各部分尺寸,凸轮以i等速转动,在A点与从动件接触转至B点与从动件接触时,试在图上标出:
(1)凸轮转过的角度;:
AB。
(2)凸轮B点处与从动件接触的压力角:
,并推导出计算该点压力角的表达式。
(01050)如图所示,用一个偏心圆盘作凸轮,绕A轴转动,该圆盘的几何中心在O点。
(1)为减小从动件在推程中的压力角,试确定凸轮的合理转向;
(2)该图是按比例画出的,试在该图上确定凸轮从图示位置转
过90时的机构压力角:
,并注明构成:
角的两矢量(如V、Fn或n-等)的物理含义,并标出从动件位移量S。
(01048)图示为一凸轮机构,凸轮轮廓的起始上升点为A点,凸轮转过:
角后,从动件与凸轮接触在B点,试在图上标出:
(1)凸轮的转角二
(2)在B点接触时,凸轮轮廓的压力角:
;
(3)与凸轮转角「所对应的从动件位移s。
(01057)某偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构,已画出部分从动件位移线图(图a)。
(1)根据表中给出的运动规律将位移线图补齐。
(2)按图a中给出的位移线图,将其运动规律填写在表中相应的空格中。
(3)凸轮以•■逆时针方向回转,图b中B0点为从动件最低位置(凸轮廓线的起点),试用反转法作出,=210时,凸轮廓线上对应点B的位置(求作过程必须表达清楚)。
(4)凸轮转到120,210,330时机构有无冲击?
为何种冲击?
凸轮转角3
从动件运动规律
0°~120°
120150°
150330°
按余弦加速运动规律回到最
低位置
330360°
静止不动
冏=0.OOlm/mm
rFi-
b)
(01385)用齿条刀具加工一直齿圆柱齿轮,已知刀具的压力角:
•二20,模数m=20mm,h*1,c*=0.25,并已知加工时齿轮毛坯的角速度丫=001rad/s,刀具移动速度v=1.4mm/s,齿轮中心到刀具中线的距离a=142mm。
问被加工齿轮的齿数z=?
该齿轮是否根切?
(01287)已知一对渐开线直齿圆柱齿轮参数如下:
召=10,Z2=15,m=8mm,\=20,h;=lc*=0.25。
试问:
(1)要求这对齿轮无根切且实现无侧隙啮合,应采取何种类型传
动?
(2)若要求该对齿轮的中心距为103mm,能使两齿轮均不产生根切吗?
提示:
inv:
亠空inv:
inv20=0014904
(01292)
(1)齿轮计算。
已知一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动,其i12=2,z1=20,m=10mm,=20,h*=1,试求(注:
计算重合度时,根据亠l=4mm/mm画图,从图中量得所需尺寸计算)大齿轮齿数Z2及两轮的分度圆半径、基圆半径、顶圆半径、齿全高、齿距、基圆齿距、啮合角、节圆半径、中心距、节圆处齿廓曲率半径、实际啮合线段(作图)、重合度;。
(2)回答下列问题(把不对的划去):
当中心距加大:
a=5mm时
1.节圆半径r'(变大,变小,不变)。
2.分度圆半径r(变大,变小,不变)。
3.啮合角讥变大,变小,不变)。
4.传动比i12(变大,变小,不变)。
5.齿侧间隙=p-(siS2)(有,没有)。
(3)设中心距a'=305mm,欲作凑中心距设计(把不对的划去)
1.须采用直齿圆柱齿轮什么类型传动(正,负,零)。
2.能否用标准斜齿圆柱齿轮传动来实现(能,不能)。
(01404)现有一对渐开线外啮合直齿圆柱标准齿轮,
m=4mm,〉=20,ha=1,c=0.25z=20,Z2=40。
现装在中心距a'=125mm的减速箱中。
试计算
(1)节圆半径n'、D;
(2)啮合角:
';
(3)径向间隙c;
⑷有无齿侧间隙?
若有,应如何计算?
(列出计算公式)
(5)与正确安装相比,此时重合度;是加大还是减小?
为什么?
注:
s=s(ri/r)-2r(inVi-inv)
1
乙(tg:
ai—tg:
)z?
(tg:
a2—tg:
)
2二
(01423)用齿条刀范成法切制一直齿圆柱外齿轮,已知齿数z=90,模数m=2mm。
(1)
轮
坯
以-■
=1/225
rad/
fs的角速度转动,
在切
制
标
准
齿
轮
时,
齿条刀
中
线
相
对轮坯中心0
的距
离
L
应
等
;于多
少?
此
时
齿
条〕
刀移动速度Vd
应等
于
多
少?
⑵
如
果
齿条刀
的
位
置
和移动速度都
不变
〕,
而
轮
坯
的
角
速度
变
为
'=1/
235
irad/s。
则此时
被切
齿
轮
的
齿
数
z等于
多少?
它
相
当于哪种变
位齿
轮
?
变
位
系
数X
=?
⑶
如
果
齿
条刀
的
位
置
和
移动速度都不
变,
而
轮
坯
的
角
速
度变
为■
II
=1
/221
rad/s。
此时被切
齿轮
的
变
位
系
数X二;
?
齿
数:
z=
?
:
最,
后加工结果如
何?
(01621)在图示轮系中,轮3和轮4同时和轮2啮合,已知Z1Z2-20,z3-60,z4-58,求传动比i14。
(01615)在图示万能刀具磨床工作台横向微动进给装置中,运动经手柄输入,由丝杆传给工作台。
已知丝杆螺距P=50mm,且单头。
乙=勺19,%=18,z4=20,试计算手柄转一周时工作台的进给量s。
(01646)图示轮系中,已知Z1==Z4=z4'=20,Z2=80,Z5=60。
若nA=1000r/min,求血的大小及方向。
(01667)图示为电动三爪卡盘的传动轮系。
已知各
轮齿数为N=20,勺=28,%=100,石=80,试求其传动比
i14。
(01691)在图示轮系中,已知各轮齿数乙"3,Z2=52,
%=9,z4=52,Z5-45,z6-Z7-11,Z8=48,Z9=46,Z10=40,试求
齿轮1和齿轮10的转速比。
£+1
+s
L
A
(777*
*-
[f
5
l/fH
(1712)轮系如图示,由电动机带动齿轮1,其转速为n^1296r/min,转向女口图示,=20,
Z2=24,Z3=20,石=28,Z^=28,Z^=17,Z7=62,Z8=2,Z9=80o求:
1)蜗轮9的每分钟转数;
2)蜗轮9的转向(以箭头表示在题图上);
3)蜗轮齿的倾斜方向
(2575)图示为齿轮一凸轮机构,已知齿轮1、2的齿数乙、Z2和它们对其转轴Oi、O2的转动惯量分别为Ji、J2,凸轮为一偏心矩为e的圆盘,与齿轮2相连,凸轮对其质心S3的转动惯量是J3,其质量为m3,从动杆4的质量为叫,作用在齿轮1上的驱动力矩Mi=MC1),作用在从动杆上的压力为Q。
若以轴02上的构件(即齿轮2和凸轮)为等效构件,试求在此位置时:
(1)等效转动惯量;
(2)等效力矩。
(2568)已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩Mr
如图所示,等效驱动力矩Md为常数,等效构件的最大及最小
角速度分别为:
'ax=200rad/s及・伽=180rad/s。
试求:
(1)等效驱动力矩Md的大小;
⑵运转的速度不均匀系数二
⑶当要求:
在0.05范围内,并不计其余构件的转动惯量时,应装在等效构件上的飞轮的转动惯量Jf。
严/
0—
(N•m)
A-
胚
1_L-.11■
5e「n
(2446)图示为绕0点回转的薄片圆盘,在位置1、2处钻孔,
ri=0.1m,0.2m,孔部分材料质量分别为m,=1.0kg,m^=0.5kg。
为
进行静平衡,欲在半径咕=0.5口的圆周上钻一孔。
试表示出孔的方向
rb,并求出钻去材料的质量叫。
(2449)图示的回转构件中有两个不平衡质量g和m2,T'和T"为
选定的校正平面,已知:
5=5kg,m2=10kg,\=30°,\=1200,
r1=100mm,r2=60mm,L=400mm,L,=150mm,L2=300mm,拟在两平面内半径r=150mm圆周上配置平衡质量叽和叽。
试求q和叽的大小和相位(从Ox轴正向测量)。
(2452)图示为一回转体,其上有不平衡质量m=1kg,%=2kg,与转动轴线的距离分别为A=300mm,&=150mm。
试计算在P、Q两平衡校正面上应加的平衡质径积(mbh)p和(叽几局的大小和方位。
(2034)为修磨钢笔笔尖,要求夹持笔尖的主轴能绕其自身的轴线往复摆动(摆动的角度应大于180),同时又能沿其自身的轴线往复移动(两种运动互相独立)。
试确定使该主轴实现上述运动的机构,画出其机构示意图;并对机构的功能作必要的说明。
(2029)欲将一粗绳张紧在两立柱之间,用手作为动力,要求手放开后,张紧的绳子不会自行松脱。
试问可采用何种机构?
画出其机构示意图,并说明设计该机构时要注意哪些问题。
(2033)试构思一实现图示轨迹的机构方案,
绘出机构示意图,并简述机构的设计步骤。
(2022)生产工艺要求某机构将输入的匀速转动,转变为正弦规律变化的移动输出。
试构思两种以上由不同类型的机构来实现该工艺要求的方案,试绘出机构示意图并作必要的说明。
(2017)转动轴线平行的两构件,主动件作连续
转动,从动件作单向的间歇转动,若要求主动件
转一圈中,从动件转动120然后停歇。
试问:
(1)可采用什么传动机构?
⑵画出其机构示意图;
⑶简单说明设计该机构尺寸时应注意哪些
问题。
(2820)图示轮系中,已知蜗杆1的齿数“2(右旋),其余各轮的齿数为:
Z2=Z2•=乙=40,Z2•二£=20,z3=60,Zi•=30,各齿轮模数相同,且均为标准齿轮。
蜗杆1的转速ni=3000r/min,方向如图示。
求:
(1)齿数Z4,Z6等于多少?
(2)%的大小和方向;
(3)设轮系总效率=0.5,作用于轮6上的阻力矩Mr=100Nm,求蜗杆1上应加的驱动力矩Md等于多少?
TJ
(2817)图示轮系中,电动机的转速nM=30r/min,4个圆柱直齿轮的模数m=2mm压力角。
=20:
,h:
=1,齿数为Z1=60,z2=20,Z3=10,4=30,内啮合齿轮对1、2是标准齿轮、标准安装。
求:
(1)齿轮3的转速耳及齿轮4的转速①的大小和方向;
(2)齿轮3的节圆半径$及其齿顶圆半径ra3,齿轮4的齿顶圆半
径ra4。
(注:
保证齿轮3不产生根切。
)
(2825)图示行星轮系中,已知各轮为标准齿轮,且为正确安装,其模数均为m=10mm,齿数乙=60,互=20,化=2,各构件质心均在其相对回转轴线上,且其转动惯量分别为:
J1=0.04kgm2,J2=0.01kgm2,J2=0.012kgm2,J”=018kgm2,行星轮质量mt=2kg,mt=2.5kg。
(1)试按同心条件求出Z3;
(2)求由作用在行星架H上的力矩Mh=40Nm换算到轮1的轴
O1上的等效力矩M;
(3)求换算到轴01上的各构件质量及转动惯量的等效转动惯量
J。
(2832)图示轮系中,电动机的转速m=1440r/min,各轮齿数为
Z-30,Z2=15,Z2=25,Z3=70,Z4=2,Z5=40。
各轮模数m=2mm,压力角〉=20,齿顶咼系数h”=i,蜗杆4为右旋。
试求:
(1)轮系的传动比ii5,蜗轮5的转速n5的大小和方向;
(2)齿轮2的转速和转向;
(3)内啮合齿轮2'、3是标准齿轮标准安装,轮系中各齿轮都应
无根切,在此条件下,求齿轮2的节圆半径D、齿顶圆半径ra2和齿
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