西南交大第三學期機械原理B主觀題作業(yè)6頁.doc

機械原理B主觀題作業(yè)二、主觀題(共7道小題) 3. 齒輪的定傳動比傳動條件是什么？ 答：不論兩齒廓在何位置接觸，過接觸點所作的齒廓公法線必須與兩齒輪的連心線相交于一固定點。4. 計算圖72所示大減速比減速器的傳動比 。答：將輪系分為兩個周轉輪系 齒輪A、B、E和系桿C組成的行星輪系； 齒輪A、E、F、G和系桿C組成的差動輪系。因為，所以 將代入上式，最后得5. 圖74中， ，為輪系的輸入運動，C為輪系的運動輸出構件。已知確定轉速的大小和轉向。答：該輪系是由定軸輪系（-）和周轉輪系（2-3-4-4-5）組成的混合輪系。對定軸輪系（-），有即對周轉輪系（2-3-4-4-5），有將，代入上式，最后得，其中“-”表示齒輪5的轉向與 相同，方向“”，如下圖所示。6. 在圖83中凸輪為半徑為R的圓盤，凸輪為主動件。（1）寫出機構的壓力角a與凸輪從圖示位置轉過的角度d之間的關系；（2）討論如果a a，應采用什么改進設計的措施？答：（1） 當凸輪轉動任意角 時，其壓力角a如下圖所示。由圖中幾何關系有所以機構的壓力角 a與凸輪轉角之間的關系為（2） 如果，則應減小偏距e，增大圓盤半徑R和滾子半徑rr。（3）7. 機械系統(tǒng)的等效驅動力矩和等效阻力矩的變化如圖9-2所示。等效構件的平均角速度為 。求該系統(tǒng)的最大盈虧功。答：由下圖中的幾何關系可以求出各個盈、虧功的值如下其中“+”表示盈功，“”表示虧功。畫出示功圖，如下圖(b)，先畫出一條水平線，從點a開始，盈功向上畫,虧功向下畫。示功圖中的最低點對應 ，最高點對應。圖 (b)可以看出，點b最高，則在該點系統(tǒng)的角速度最大；點c最低，系統(tǒng)的角速度最小。則的積分下限和上限應為下圖(a)中的點b和點c。8. 在下列情況下選擇機構的傳動方案（1） 將一構件的單向回轉運動轉變?yōu)榱硪粋€構件的往復直線運動，并有急回作用。（2） 將一構件的單向回轉運動轉變?yōu)榱硪粋€構件的單向直線運動，并且能反行程自鎖。（3） 將一構件的單向回轉運動轉變?yōu)榱硪粋€構件的往復間歇直線運動。（4） 將一構件的單向回轉運動轉變?yōu)榱硪粋€構件的單向回轉運動，并且a. 兩軸平行，但轉向相反；b. 兩軸平行，轉向相同；c. 兩軸垂直相交；兩軸空間垂直交錯。答：（1）偏置曲柄滑塊機構（2）滿足反行程自鎖條件的螺旋機構（3）具有遠休止角或近休止角的凸輪機構（4）a.外嚙合圓柱齒輪機構 b. 內嚙合圓柱齒輪機構 c.圓錐齒輪機構 d. 蝸輪蝸桿機構9. 計算圖示機構的自由度。如有局部自由度、復合鉸鏈和虛約束請予以指出。答：C處的滾子為局部自由度，構件1于構件2、構件3與構件2之間形成兩對高副，但是，每對高副的法線都是重合的，所以，每對高副中有一個高副為虛約束。二、主觀題(共4道小題) 3. 定軸輪系中的各齒輪軸心線位置 ；周轉輪系中至少有一個齒輪的軸心線位置 。 答：定軸輪系中的各齒輪軸心線位置 相對于機架都是固定的；周轉輪系中至少有一個齒輪的軸心線位置 相對于機架不固定。 4. 在圖71中，已知蝸桿的轉速， 。（1）寫出，的表達式；（2）確定的大小和轉向。答：（1）。由于蝸桿1和齒輪6的軸心線既不平行，也不重合，所以轉向關系必須用通過劃箭頭來表示；，“+”表示齒輪2和齒輪6的轉向相同；齒輪5和齒輪6為內嚙合，轉向相同。（2）因為5. 機械的周期性變速穩(wěn)定運轉條件是什么？ 答：在速度變化的一個周期內盈功相加之和與虧功相加之和相等?；颍谒俣茸兓囊粋€周期內，等效驅動力（矩）所做的功與等效阻力（矩）所做的功在數值上相等。 6. 已知某機械穩(wěn)定運轉時的等效驅動力矩和等效阻力矩如圖10-1所示。機械的等效轉動慣量為Je= 1kgm2，等效驅動力矩為Md =30 Nm，機械穩(wěn)定運轉開始時等效構件的角速度0= 25 rad/s，試確定（1）等效構件的穩(wěn)定運動規(guī)律 ；（2）速度不均勻系數；（3）最大盈虧功Wmax ；（4）若要求= 0.05，系統(tǒng)是否滿足要求？如果不滿足，求飛輪的轉動慣量JF。答：（1）因為 所以 又因為 則 即等效構件的穩(wěn)定運動規(guī)律為化簡得（2）計算各個盈、虧功即所以 即所以 所以速度不均勻系數為（3）、最大盈虧功為（4）、若要求= 0.05，系統(tǒng)不能滿足要求。飛輪的轉動慣量為 根據題圖畫出系統(tǒng)動能的變化示意圖，如下圖所示。從該圖中可知，在 處系統(tǒng)的角速度 最大，在處系統(tǒng)的角速度最小。二、主觀題(共4道小題) 3. 自由度為2的周轉輪系被稱為 輪系；自由度為1的周轉輪系被稱為 輪系。 答：自由度為2的周轉輪系被稱為 差動 輪系；自由度為1的周轉輪系被稱為行星 輪系。 4. 在題8-1圖所示的機構中，以構件1為主動件機構是否會出現死點位置？以構件3為主動件，機構是否會出現死點位置？畫出機構的死點位置，并標明機構的主動件是哪一個構件。 答：在圖示機構中，當以構件1為主動件時，機構不會出現死點位置；當以構件3為主動件時，機構會出現死點位置，其死點位置分別如下圖示。5. 對周期性速度波動進行調節(jié)的原理和方法是什么？ 答：可在機械中安裝一個具有很大轉動慣量的回轉構件 飛輪，以調節(jié)周期性速度波動。飛輪實質上相當于一個能量存儲器。由于其轉動慣量很大，當機械出現盈功時，飛輪可以動能的形式將多余能量儲存起來，而使主軸角速度上升的幅度減??；反之，當機械出現虧功時，飛輪釋放出所儲存的能量，以彌補能量的不足，從而使主軸角速度下降的幅度減小。6. 設計一個鉸鏈四桿機構，如圖44所示。已知搖桿CD的長度 ，機架AD的長度，搖桿的一個極限位置與機架之間的夾角, 構件AB單向勻速轉動。試按下列情況確定構件AB和BC的桿長，以及搖桿的擺角。（1） 程速比系數K=1;（2） 行程速比系數K=1.5。答：（1）、當行程速比系數K=1時，機構的極位夾角為即機構沒有急回特性，固定鉸鏈點應在活動鉸鏈點的兩個極限位置C1、C2的連線上，從而可確定活動鉸鏈點的另一個極限位置。選定比例尺，作圖，如下圖（a）所示。 直接由圖中量取，所以構件AB的長為 構件BC的長為搖桿的擺角 搖桿的擺角 （2）、當行程速比系數K=1.5時，機構的極位夾角為即機構具有急回特性，過固定鉸鏈點作一條與已知直線成的直線再與活動鉸鏈點的軌跡圓相交，交點就是活動鉸鏈點的另一個極限位置。選定比例尺，作圖，如下圖（b）所示。 由圖（b）可知，有兩個交點，即有兩組解。直接由圖中量取，。故有解一： 構件AB的長為 構件BC的長為 搖桿的擺角 解二： 構件AB的長為 構件BC的長為 搖桿的擺角 一、主觀題(共8道小題) 1. 機構是 。 答：機構是具有確定運動的運動鏈，其中有一個構件為機架 2. 機構的死點與機構的壓力角/傳動角的關系是什么？ 答：當機構處于死點時，其壓力角為90度或其傳動角為零度。 3. 利用移動副的自鎖條件推出：螺旋副中以軸向載荷Q為主動力時（即：反行程），螺旋副的自鎖條件為式。 答：如下圖所示，當反程時，載荷為主動力，為阻力。由移動副自鎖的條件，反程驅動力與接觸面法線n-n的夾角 必須小于或等于斜面與滑塊之間的摩擦角c，即4. 剛性轉子的靜平衡和動平衡條件和方法分別是什么？ 答：剛性轉子靜平衡條件為轉子上各偏心質量產生的慣性力之和為零。可采用在轉子上加減配重的方法。剛性轉子動平衡條件為其各偏心質量產生的慣性力之和和慣性力矩之和分別為零。方法：在兩個平衡面上加減配重。 5. 機構具有確定運動的條件是什么? 答：機構的原動件數目應等于機構的自由度的數目。 6. 當 時，一個機構具有急回運動特性。 答：當極位夾角不等于零 時，一個機構具有急回運動特性 7. 剛性沖擊產生的原因是 ；而柔性沖擊產生的原因是 。 答：剛性沖擊產生的原因是速度有突變；而柔性沖擊產生的原因是 加速度有突變