第一講機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1、 第一講 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析知識(shí)點(diǎn)歸納：一 機(jī)構(gòu)的組成1構(gòu)件：機(jī)器中每一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)單元，任何機(jī)器都是由若干個(gè)（兩個(gè)以上）構(gòu)件組合而成。2零件：機(jī)器的獨(dú)立制造單元。二、運(yùn)動(dòng)副及分類1.運(yùn)動(dòng)副：由兩構(gòu)件直接接觸而組成的可動(dòng)聯(lián)接稱為運(yùn)動(dòng)副。而把兩構(gòu)件上能夠直接接觸而構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的表面稱為運(yùn)動(dòng)副的元素。2.運(yùn)動(dòng)副的分類根據(jù)構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件的接觸情況進(jìn)行分類。高副：兩構(gòu)件通過(guò)點(diǎn)或線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。常見(jiàn)的高副：凸輪副 齒輪副低副：兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副。常見(jiàn)的低副有：回轉(zhuǎn)副，移動(dòng)副，球面副。3. 約束：平面高副引入的1個(gè)約束，自由度為2，低副引入2個(gè)約束，自由度為1.三、運(yùn)動(dòng)鏈1 定義：若干個(gè)構(gòu)

2、件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副的連接而構(gòu)成的相對(duì)可動(dòng)的系統(tǒng)稱為運(yùn)動(dòng)鏈。2 閉鏈：若運(yùn)動(dòng)鏈的各構(gòu)件構(gòu)成了首末封閉的系統(tǒng)，則稱其為閉式運(yùn)動(dòng)鏈。3 開鏈：若運(yùn)動(dòng)鏈的各構(gòu)件未構(gòu)成首末封閉的系統(tǒng)，則稱其為開式運(yùn)動(dòng)鏈。四、機(jī)構(gòu)1機(jī)構(gòu)：在運(yùn)動(dòng)鏈中，若將某一構(gòu)件加以固定而成為機(jī)架，則這種運(yùn)動(dòng)鏈叫機(jī)構(gòu)。2機(jī)架：機(jī)架是固定不動(dòng)的構(gòu)件3原動(dòng)件：機(jī)構(gòu)中按給定的已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。（一個(gè)工作著機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的外力所作用的構(gòu)件，又叫主動(dòng)件）4從動(dòng)件：運(yùn)動(dòng)鏈中除原動(dòng)件外其余活動(dòng)構(gòu)件。五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖思路：先定原動(dòng)部分和工作部分（一般位于傳動(dòng)線路末端），弄清運(yùn)動(dòng)傳遞路線，確定構(gòu)件數(shù)目及運(yùn)動(dòng)副的類型，并用符號(hào)表示出來(lái)。注意事項(xiàng)：1首先

3、要搞清楚實(shí)際構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)情況，弄清路線：原 傳 執(zhí)。2高副要繪制接觸處的曲線輪廓。3選擇機(jī)構(gòu)的多數(shù)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)平面為投影面。4比例尺表示方法。5機(jī)架間的相對(duì)位置很重要（如對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)）。6轉(zhuǎn)動(dòng)副的轉(zhuǎn)動(dòng)中心，和移動(dòng)副的移動(dòng)導(dǎo)路方向。為了準(zhǔn)確地反映構(gòu)件間原有的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，表示轉(zhuǎn)動(dòng)副的小圓必須與相對(duì)回轉(zhuǎn)軸線重合；表示移動(dòng)副的滑塊，導(dǎo)桿或?qū)Р?，其?dǎo)路必須與相對(duì)移動(dòng)方向一致；表示平面高副的曲線，其曲率中心的位置必須與構(gòu)件的實(shí)際輪廓相等。六、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件為了使機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，則機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目應(yīng)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目。說(shuō)明：（1）機(jī)構(gòu)的自由度至少不小于1，即F1。（2）當(dāng)原

4、動(dòng)件數(shù)目小于機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是不確定的。當(dāng)原動(dòng)件數(shù)目大于機(jī)構(gòu)的自由度時(shí)，則將導(dǎo)致機(jī)構(gòu)中最薄弱環(huán)節(jié)的損壞。（3）通常機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件都是和機(jī)架相連的。七、 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算自由度：保證機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)時(shí)所必須給定的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)稱為機(jī)構(gòu)的自由度。 F3n- (2Pl+ Ph -P¢)- F¢說(shuō)明：n：指活動(dòng)構(gòu)件的個(gè)數(shù)，F(xiàn)¢ ¾局部自由度數(shù) Ph ¾高副數(shù)n ¾ 活動(dòng)構(gòu)件數(shù) P¢ ¾虛約束數(shù) Pl ¾低副數(shù) F¢ ¾局部自由度數(shù)計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)（一）.復(fù)合鉸鏈（二）要除

5、去局部自由度1定義：有些機(jī)構(gòu)中，某些構(gòu)件所產(chǎn)生的局部運(yùn)動(dòng)，并不影響其他構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，這種構(gòu)件產(chǎn)生的局部運(yùn)動(dòng)的自由度稱為局部自由度。2特點(diǎn)：局部自由度不影響機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)的自由度。3自由度的計(jì)算：法一： 局部自由度法二：將局部自由度除去不計(jì)。如將滾子焊在桿上，再進(jìn)行計(jì)算。（常見(jiàn)的局部自由度也就是滾子，其作用是減少高副元素的磨損）。（三）、要除去虛約束1定義：在機(jī)構(gòu)中有些運(yùn)動(dòng)副帶入的約束，對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)起重復(fù)約束作用，這類約束叫虛約束。在計(jì)算自由度時(shí)，應(yīng)將虛約束除去不計(jì)。2常見(jiàn)的虛約束：（1）在機(jī)構(gòu)中，若用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接的是兩個(gè)構(gòu)件上運(yùn)動(dòng)軌跡相重合的點(diǎn)，則該連接將引入一個(gè)虛約束。（2）在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若

6、兩構(gòu)件上某兩點(diǎn)之間的距離始終保持不變，則若用雙轉(zhuǎn)動(dòng)副桿將此兩點(diǎn)相連，也將引入一個(gè)虛約束。（3）在機(jī)構(gòu)中，某些不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞的重復(fù)部分所引入的約束為虛約束3虛約束作用：雖然不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，但能改善機(jī)構(gòu)的受力狀況，增加機(jī)構(gòu)的剛度，或保證機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的順利進(jìn)行，所以在設(shè)計(jì)中有廣泛的應(yīng)用。例題：試確定圖所示機(jī)構(gòu)的自由度，若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束，請(qǐng)指出。1.分析： 機(jī)構(gòu)共有8個(gè)活動(dòng)件，10個(gè)低副（G是鉸鏈數(shù)為2的復(fù)合鉸鏈），兩個(gè)高副，1個(gè)局部自由度，沒(méi)有虛約束。 題1 題2 題3解 （）機(jī)構(gòu)的自由度的計(jì)算：（）×（×）2.解：機(jī)構(gòu)共有6個(gè)活動(dòng)件，兩個(gè)局部自由度，分別將兩滾

7、子與相鉸接的一構(gòu)件看成一體。去除兩個(gè)局部自由度，有5個(gè)活動(dòng)件，2個(gè)高副，6個(gè)低副，沒(méi)有虛約束。F=3×5-2×6-2×1=13.解：機(jī)構(gòu)共有9個(gè)活動(dòng)件，1個(gè)局部自由度，去除兩個(gè)局部自由度，有8個(gè)活動(dòng)件，1個(gè)高副，11個(gè)低副，沒(méi)有虛約束。F=3×8-2×11-1=14. CH或DG、J處為虛約束，B處為局部自由度，應(yīng)消除。，ph=1，pl=8。自由度 。5.6. 7.8.9.輪系自由度計(jì)算. 活動(dòng)構(gòu)件為6，各同軸關(guān)系的為一個(gè)構(gòu)件，轉(zhuǎn)動(dòng)副為6，一處虛約束，高副為5個(gè)，去掉虛約束，F(xiàn)=3*6-2*6-5=1八、平面機(jī)構(gòu)的組成原理、結(jié)構(gòu)分類及結(jié)構(gòu)分析（

8、一）、平面機(jī)構(gòu)的組成原理1基本桿組（阿蘇爾桿組）：把不能再拆的、最簡(jiǎn)單的、自由度為零的構(gòu)件組稱為基本桿組。2機(jī)構(gòu)組成原理：任何機(jī)構(gòu)都可以看作是由若干個(gè)基本桿組依次連于原動(dòng)件和機(jī)架上而構(gòu)成的。4原理應(yīng)用：（1）拆分桿組，以便對(duì)相同的基本桿組以相同方法進(jìn)行分析。（2）設(shè)計(jì)新機(jī)構(gòu)：可選定一機(jī)架，并將數(shù)目等于機(jī)構(gòu)自由度的F個(gè)原動(dòng)件用運(yùn)動(dòng)副聯(lián)于機(jī)架上，然后再將一個(gè)個(gè)基本桿組依次聯(lián)于機(jī)架和原動(dòng)件上。注意：在桿組并接時(shí)，不能將同一桿組的各外接運(yùn)動(dòng)副接于同一構(gòu)件上，否則將起不到增加桿組的作用 (二)、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分類1級(jí)組常見(jiàn)型式（二桿三副）：2個(gè)構(gòu)件，3個(gè)低副。2級(jí)組常見(jiàn)型式（四桿六副）： 4機(jī)構(gòu)的級(jí)別：

9、同一機(jī)構(gòu)中可以包含不同級(jí)別的基本桿組，其中最高級(jí)別的桿組的級(jí)別即為機(jī)構(gòu)的級(jí)別。如：最高級(jí)別為級(jí)組的基本桿組的機(jī)構(gòu)，稱為級(jí)機(jī)構(gòu)。另外，只由機(jī)架和原動(dòng)件構(gòu)成的機(jī)構(gòu)叫級(jí)機(jī)構(gòu)。三、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析1目的：了解機(jī)構(gòu)的組成，并確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。2步驟：從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的構(gòu)件開始拆組。（1）正確計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度。（2）除去虛約束和局部自由度，將機(jī)構(gòu)中的高副全部化為低副，改畫機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。（3）確定原動(dòng)件，用箭頭在其上作標(biāo)志。（4）先試拆n2的桿組，如不能，再拆n3，n4，每拆出一個(gè)桿組后，留下的部分仍應(yīng)是一個(gè)與原機(jī)構(gòu)有相同自由度的機(jī)構(gòu)，直至全部桿組拆出，只剩下原動(dòng)件和機(jī)架為止。（5）至此可定出機(jī)構(gòu)的級(jí)別。4說(shuō)

10、明：拆組后，剩余機(jī)構(gòu)不允許殘存只屬于一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)副和只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件（原動(dòng)件除外），因?yàn)榍罢邔?dǎo)入虛約束，而后者產(chǎn)生局部自由度。例題：拆桿組如圖取連架桿1為原動(dòng)件，拆桿分2，3桿組，7，8桿組，12，6桿組，4，11桿組及10，5桿組，5個(gè)基本桿組全為級(jí)桿組。機(jī)構(gòu)的級(jí)別為級(jí)機(jī)構(gòu)。八、平面機(jī)構(gòu)中的高副低代高副低代后，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能不能變，要求高副低代滿足兩個(gè)條件：代替前后機(jī)構(gòu)的自由度完全相同；代替前后機(jī)構(gòu)的瞬時(shí)速度及瞬時(shí)加速度完全相同。即一個(gè)高副 用二個(gè)低副 和一個(gè)活動(dòng)構(gòu)件來(lái)替代。在平面機(jī)構(gòu)中進(jìn)行高副低代時(shí)，為了使得在代替前后機(jī)構(gòu)的自由度、瞬時(shí)速度和瞬時(shí)加速度都保持不變，只要用一個(gè)虛擬構(gòu)件

11、通過(guò)兩個(gè)低副分別聯(lián)在高副兩元素接觸點(diǎn)的曲率中心處即可。幾種常見(jiàn)情況：例題：練習(xí)題：1.2.3. 4.4. 圖示為凸輪與連桿的組合機(jī)構(gòu)。要求：計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度； 若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，請(qǐng)直接在圖上指出其相應(yīng)位置； 說(shuō)明該機(jī)構(gòu)的確定運(yùn)動(dòng)條件5. 計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，請(qǐng)直接在圖上指出其相應(yīng)位置； 6.填空（1） 平面運(yùn)動(dòng)副的最大約束數(shù)為，最小約束數(shù)為，引入一個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副為，引入兩個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副有。（2） 機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)條件是；根據(jù)機(jī)構(gòu)的組成原理，任何機(jī)構(gòu)都可以看成是由、和組成。兩構(gòu)件通過(guò)面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副為，它引入個(gè)約束；通過(guò)點(diǎn)、線接觸而構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副稱

12、為，它引入個(gè)約束。（3） 在平面機(jī)構(gòu)中若引入一個(gè)高副將引入個(gè)約束，而引入一個(gè)低副將引入個(gè)約束，約束數(shù)與自由度的關(guān)系是（4） 由M個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈應(yīng)包括個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。（5） 機(jī)構(gòu)要能夠運(yùn)動(dòng)，自由度必須，機(jī)構(gòu)具有確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的條件是。（6） 機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動(dòng)副是指，平面連桿機(jī)構(gòu)是由許多剛性構(gòu)件用聯(lián)接而成的。（7） 機(jī)構(gòu)中的相對(duì)靜止件稱為，機(jī)構(gòu)中按給定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的構(gòu)件稱為。(8) 運(yùn)動(dòng)副元素是指。(9) 運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)侵浮?10) 局部自由度是指。(11) 虛約束是指。(12 )平面運(yùn)動(dòng)副按組成運(yùn)動(dòng)副兩構(gòu)件的接觸特性，分為 和 兩類。其中兩構(gòu)件間為面接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為 ；兩構(gòu)件間為點(diǎn)接觸或線接觸的運(yùn)動(dòng)副稱為 。7

13、，選擇題（1）當(dāng)機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目小于或大于其自由度數(shù)時(shí)，該機(jī)構(gòu)將（ ）確定運(yùn)動(dòng)。A.有； B.沒(méi)有； C.不一定； （2）在機(jī)構(gòu)中，某些不影響機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)傳遞的重復(fù)部分所帶入的約束為（ ）。A.虛約束； B.局部自由度； C.復(fù)合鉸鏈；（3）機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是（ ）。A. 機(jī)構(gòu)自由度數(shù)小于原動(dòng)件數(shù)；機(jī)構(gòu)自由度數(shù)大于原動(dòng)件數(shù)；B. 機(jī)構(gòu)自由度數(shù)等于原動(dòng)件數(shù)；（4）用一個(gè)平面低副聯(lián)二個(gè)做平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所形成的運(yùn)動(dòng)鏈共有（ ）個(gè)自由度。A. 3；B4；C5；D6；（5）桿組是自由度等于（ ）的運(yùn)動(dòng)鏈。A. 0；B1；C原動(dòng)件數(shù)。（6）平面運(yùn)動(dòng)副所提供的約束為（ ）。A.1；B2；C3；D1或2；（

14、7）某機(jī)構(gòu)為級(jí)機(jī)構(gòu)，那么該機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足的必要充分條件是（ ）。A. 含有一個(gè)原動(dòng)件組；B. 原動(dòng)件；C. 至少含有一個(gè)級(jí)桿組；D. 至少含有一個(gè)級(jí)桿組；（8）機(jī)構(gòu)中只有一個(gè)（ ）。A. 閉式運(yùn)動(dòng)鏈；B原動(dòng)件；C從動(dòng)件；D機(jī)架。（9）具有確定運(yùn)動(dòng)的差動(dòng)輪系中其原動(dòng)件數(shù)目（ ）。A. 至少應(yīng)有2個(gè)；B. 最多有2個(gè)；C. 只有2個(gè)；D. 不受限制。 8.計(jì)算自由度，若以1為主動(dòng)件，拆分此機(jī)構(gòu)。若以5為主動(dòng)件如何拆分此機(jī)構(gòu)。123456789. 計(jì)算自由度，若以1為主動(dòng)件，拆分此機(jī)構(gòu)。10問(wèn)答題：1、兩構(gòu)件構(gòu)成運(yùn)動(dòng)副的特征是什么？2、何謂自由度和約束？3、轉(zhuǎn)動(dòng)副與移動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)有何區(qū)別與聯(lián)系？4、何

15、謂復(fù)合鉸鏈？計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí)應(yīng)如何處理？5、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是什么？6、什么是虛約束？虛約束的作用是什么？山東科技大學(xué)2004年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試機(jī)械原理試卷（共3頁(yè)）一、（15分）計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度： DCAB（a）其中三個(gè)圓為齒輪 （b）二、（20分）在圖示的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知，曲柄以等角速度回轉(zhuǎn)，試用矢量方程圖解法求：機(jī)構(gòu)在時(shí)，導(dǎo)桿3的角速度和角加速度.三、（15分）在某設(shè)備中，有一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直圓柱齒輪，已知齒寬B=50mm。在技術(shù)改造中，提高了原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，為了改善齒輪傳動(dòng)的平衡性，降低噪聲，要求在不改變中心距和傳動(dòng)比，不增加齒輪幾何尺寸的條件下，將直齒輪改為

16、斜齒輪，并希望將分度圓柱螺旋角限制在20之內(nèi)，試確定斜齒輪的、mn、，并計(jì)算法面重合度。第1頁(yè)四、（15分）在圖示的緩沖器中，若已知各楔塊接觸面間的磨擦系數(shù)及彈簧的壓力,試求當(dāng)楔塊2、3被等速推開及等速恢復(fù)原位時(shí)力F的大小、該機(jī)構(gòu)的效率以及此緩沖器正、反行程均不至發(fā)生自鎖的條件。五、（15分）已知一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合圓柱直齒輪傳動(dòng)的模數(shù)m=5mm，壓力角，中心距a=350mm，傳動(dòng)比i12=9/5，試求：兩輪的齒數(shù)；小齒輪分度圓直徑、齒頂圓直徑、基圓直徑、分度圓上的齒厚和齒槽寬；小齒輪齒廓曲線在齒頂圓上的曲率半徑和齒頂圓壓力角。六、（20分）在圖示的變速傳動(dòng)輪系中，已知Z1=Z4=30,Z2=

17、Z5=30,Z3=Z6=90，A、B為兩個(gè)制動(dòng)器，分別計(jì)算固定齒輪3時(shí)的傳動(dòng)比i1H和固定齒輪6時(shí)的傳動(dòng)比i1H。第2頁(yè)七、（15分）如圖所示，設(shè)已知破碎機(jī)的行程速比系數(shù)K=1.2，顎板擺角，曲柄長(zhǎng)度lAB=80mm，求連桿的長(zhǎng)度。八、（15分）已知凸輪以等角速度逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，基圓半徑r0=20mm；推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)角時(shí)，推桿等加速等減速上升10mm；時(shí)，推桿遠(yuǎn)休；時(shí)，推桿等速回程10mm；時(shí)，推桿近休。試以作圖法設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)心對(duì)動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的輪廓曲線，并簡(jiǎn)述凸輪機(jī)構(gòu)受到的沖擊情況。C40NmC20NmMABMd0九、（20分）某內(nèi)烯機(jī)的曲柄輸出力距Md隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化曲線如圖

18、所示，其運(yùn)動(dòng)周期，曲柄的平均轉(zhuǎn)速nm=620r/min。當(dāng)用該內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)阻抗力為常數(shù)的機(jī)械時(shí)，如果要求其運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)，試求：曲柄最大轉(zhuǎn)速nmax和相應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角位置；裝在曲軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF（不計(jì)其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）。第3頁(yè)山東科技大學(xué)2005年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試機(jī)械原理試卷（共3頁(yè)）一、（15分）計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。（當(dāng)機(jī)構(gòu)含有復(fù)合鉸鏈或局部自由度時(shí)，必須明確說(shuō)明。）二、（20分）圖示的正切機(jī)構(gòu)中，已知當(dāng)時(shí)，用矢量方程圖解法求構(gòu)件3的速度v3和加速度a3的值。三、（15分）一個(gè)重量Q=10N的滑塊，在力P作用下沿斜面等速向上運(yùn)動(dòng)。已知：，滑塊與斜面的磨擦系數(shù)，試求力P的大小及

19、斜面的機(jī)械效率。第1頁(yè)四、（20分）已知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速度比系數(shù)K=1.2，搖桿長(zhǎng)度lCD=300mm，搖桿擺角，曲柄長(zhǎng)度lAB=80mm。求連桿的長(zhǎng)度lBC的值。五、（20分）圖示齒輪傳動(dòng)中，直齒輪：Z1=20，Z2=48，模數(shù)m=2mm；斜齒輪：Z3=18，Z4=36，法面模數(shù)mn=2.5mm，兩對(duì)齒輪都是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，齒輪1和齒輪4的軸線重合。試計(jì)算：（1）齒輪3、4的螺旋角為多大時(shí)，才能滿足中心距要求；（2）斜齒輪3和4的分度圓直徑和齒頂圓直徑的數(shù)值。六、（20分）在圖示提升機(jī)構(gòu)中，已知各齒輪齒數(shù)：Z1=20，Z2=30，Z2/=17，Z3=34，Z3/=15，Z4=24，Z4/=16

20、，Z5=70，卷筒直徑D=240mm，提升速度。試確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。第2頁(yè)七、（20分）試以作圖法設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)滾了推桿盤凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的輪廓曲線。已知凸輪以等角速度順時(shí)針回轉(zhuǎn)，基圓半徑，滾子半徑rr=10mm。推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)角時(shí)，推桿等速上升16mm；時(shí)推桿遠(yuǎn)休；時(shí)推桿等加速等減速回程16mm；時(shí)推桿近休。簡(jiǎn)述作圖步驟。八、（20分）在圖示的刨床機(jī)構(gòu)中，已知空程和工作行程中消耗于克服阻抗力的恒功率分別為P1=367.7w和P2=3677w，曲柄的平均轉(zhuǎn)速n=100r/min，空程曲柄的轉(zhuǎn)角為。當(dāng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)時(shí)，試確定電動(dòng)機(jī)所需的平均功率（功率為常數(shù)），并

21、分別計(jì)算在以下兩種情況中的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF（略去各構(gòu)件的重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）：（1）飛輪裝在曲柄軸上；（2）飛輪裝在電動(dòng)機(jī)軸上，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nn=1440r/min。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)曲柄。為簡(jiǎn)化計(jì)算，減速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)。第3頁(yè)06年機(jī)械原理一、（15分）計(jì)算如圖所示各機(jī)構(gòu)的自由度。（圖略）二、（20分）在圖示凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪1以等角速度rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪為一偏心圓，其半徑，。試用圖解法求構(gòu)件2的角速度與角加速度。（提示：可先將機(jī)構(gòu)進(jìn)行高副低代，然后對(duì)其替代機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。）（圖略）三、（20分）試證：若圖示斜面機(jī)構(gòu)的反行程自鎖，則正行程的機(jī)械效率必定小于50% 。 注：（圖略

22、）四、（20分）一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。已知：傳動(dòng)比，模數(shù)mm，壓力角。1.若按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，mm，試求：兩齒輪齒數(shù)、；嚙合角；節(jié)圓半徑、。2.若實(shí)際中心距取mm，試求：嚙合角；節(jié)圓半徑、；寫出應(yīng)采取何種傳動(dòng)類型；若取大齒輪的變位系數(shù)，要使該對(duì)齒輪無(wú)側(cè)隙嚙合傳動(dòng)，求小齒輪的變位系數(shù)。注：1.無(wú)側(cè)隙嚙合方程；2.漸開線函數(shù)值自求。（取小數(shù)點(diǎn)后8位計(jì)算）五、（20分）圖示為機(jī)床工作臺(tái)的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。已知：各齒輪的齒數(shù)，又知齒輪4的模數(shù)mm，試計(jì)算手柄（即H）轉(zhuǎn)一周時(shí)齒條5的移動(dòng)量L。六、（20分）圖示為一腳踏軋棉機(jī)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的示意圖，AD垂直水平面。設(shè)定m，m，要求踏腳板CD在水平面上下各擺動(dòng)

23、15°，試用圖解法確定AB、BC兩桿的長(zhǎng)度。取比例尺m/mm。七、（20分）圖示為對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。已知圓盤半徑R = 25 mm，安裝偏心e = 10 mm。求：1.凸輪的基圓半徑是多少？ 2.從動(dòng)件的行程是多少？3.推程運(yùn)動(dòng)角和回程運(yùn)動(dòng)角各為多少？4.按mm/mm畫出該凸輪機(jī)構(gòu)；按凸輪輪廓繪制從動(dòng)件位移曲線；（注：將一周分為12等份，位移按mm/mm。） 5.在圖中標(biāo)出當(dāng)凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)的機(jī)構(gòu)壓力角。八、（15分）機(jī)組作周期變速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。以主軸為等效構(gòu)件，其運(yùn)動(dòng)周期為，平均角速度rad/s，等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)，等效阻力矩如圖示，等效

24、驅(qū)動(dòng)力矩也為常數(shù)。試求：1.該機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)；2.主軸最大角速度與最小角速度。山東科技大學(xué)2007年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試機(jī)械原理試卷（共3頁(yè)）一、（15分）計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度。 二、（20分）在圖示的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的長(zhǎng)度，原動(dòng)件以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，試以矢量方程圖解法求導(dǎo)桿3在圖示位置時(shí)的角速度和角加速度。三、（20分）一對(duì)漸開線外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知：傳動(dòng)比，模數(shù)mm，壓力角。（1）若按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝，試求：兩齒輪齒數(shù)、；嚙合角；節(jié)圓半徑、。（2）若實(shí)際中心距取，試求：嚙合角；節(jié)圓半徑、；若取大齒輪的變位系數(shù)，求小齒輪的變位系數(shù)。四、（20分） 如圖所示為一壓榨機(jī)的斜面機(jī)

25、構(gòu)，F(xiàn)為作用于楔塊1的水平驅(qū)動(dòng)力，G為被壓榨物體對(duì)滑塊2的反力，即生產(chǎn)阻力，為楔塊的傾斜角。設(shè)各接觸面之間的摩擦系數(shù)均為，求：斜面壓榨機(jī)反行程時(shí)發(fā)生自鎖的條件。五、（20分）圖示為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的示意圖。已知曲柄長(zhǎng)度，連桿長(zhǎng)度，滑塊行程，試用圖解法求：導(dǎo)路的偏距；極位夾角；機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)。六、（15分）在設(shè)計(jì)一對(duì)心直動(dòng)尖頂推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，已知凸輪以等角速度順時(shí)針回轉(zhuǎn)，基圓半徑。推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)角時(shí)，推桿等速上升15mm；時(shí)推桿遠(yuǎn)休；時(shí)推桿等加速等減速回程15mm；時(shí)推桿近休。按下列要求做題：畫出推桿位移隨凸輪轉(zhuǎn)角變化的運(yùn)動(dòng)線圖；說(shuō)明所受沖擊的情況及發(fā)生位置；繪出推桿上升階段的凸

26、輪實(shí)際廓線。七、（20分）在圖示的輪系中，已知各齒輪齒數(shù)：，。試求該輪系的傳動(dòng)比,并判斷齒輪1與齒輪5的轉(zhuǎn)向是否相同。八、（20分）已知某機(jī)械一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)的等效阻抗力矩如圖所示，等效驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，等效構(gòu)件的最大及最小角速度分別為：，。試求：等效驅(qū)動(dòng)力矩；運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)；當(dāng)要求速度不均勻系數(shù)在0.05范圍內(nèi)，并不計(jì)其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，應(yīng)裝在等效構(gòu)件上的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。08機(jī)械原理一、（15分）計(jì)算圖1所示平面機(jī)構(gòu)的自由度，已知：，且分別相等。若存在復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束，請(qǐng)用文字描述。圖1二、（20分）在圖2所示機(jī)構(gòu)中，已知原動(dòng)件1以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，。試用矢量方程圖解法求圖示

27、位置時(shí)構(gòu)件3的角速度和角加速度的值。圖2三、（15分）如圖3所示，1為平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)的推桿，在凸輪推動(dòng)力的作用下，沿著導(dǎo)軌2向上運(yùn)動(dòng)，摩擦面間的摩擦系數(shù)為，為了避免發(fā)生自鎖，試問(wèn)導(dǎo)軌的長(zhǎng)度應(yīng)滿足什么條件（不計(jì)推桿1的自重）？圖3四、（20分）如圖4所示，某機(jī)組作用在主軸上的阻力矩變化曲線。已知主軸上的驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，主軸平均角速度，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)。若忽略各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，只計(jì)裝在主軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，求：（1）驅(qū)動(dòng)力矩；（2）最大盈虧功；（3）安裝在主軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。圖4五、（20分）在圖5所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，各桿的長(zhǎng)度為，試求：（1）當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)的極位夾角、桿3的最大擺角、最小傳動(dòng)角和行程速比系數(shù)；（2）當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)將演化成何種類型的機(jī)構(gòu)；（3）當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)又將演化成何種類型的機(jī)構(gòu)；圖5六、（15分）如圖6所示為凸輪機(jī)構(gòu)推程階段的運(yùn)動(dòng)線圖。設(shè)凸輪以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，在推程時(shí)，凸輪的運(yùn)動(dòng)角為，推桿完成行程，該推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為哪一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律？試推導(dǎo)出該推桿推程的運(yùn)動(dòng)方程，并分析受到的沖擊情況。圖6七、（15分）如圖7所示的漸開線標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪傳動(dòng)裝置（齒輪1、2為斜齒輪，齒輪3、4為直齒輪）,已知：斜齒輪，法面模數(shù)，法面壓力角；直齒輪，模數(shù)，壓力角