重慶大學(xué)機(jī)械原理期末試卷1

1、1111重慶大學(xué)試卷教務(wù)處07版第1頁共4頁重皮大學(xué)機(jī)械原理誄租甙春200-200 學(xué)年第學(xué)期開課學(xué)院：機(jī)械工程 課程號(hào): 考試日期： 題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分考試方式：C開卷E閉卷G其他考試時(shí)間：120分鐘一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（20分）計(jì)算圖1所示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出其中是否含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度 或虛約束；（6分）該機(jī)構(gòu)如有局部自由度或虛約束，說明采用局部自由度或虛約束的目的：（4分畫出圖示瞬時(shí)該機(jī)構(gòu)髙副低代后的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：（4分）取與機(jī)構(gòu)自由度數(shù)相同數(shù)目的連架桿為原動(dòng)件，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析， 要求畫出機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)桿組和基本桿組，井指出機(jī)構(gòu)的級(jí)別。（6分）二、連桿機(jī)構(gòu)分析其設(shè)計(jì)（

2、35分1.設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，己知行程速比系數(shù)尤=4.4,搖桿擺角介曲柄校度 為“搖桿長(zhǎng)度為Zd,要求Icd=4Iab-選取長(zhǎng)度比例尺M(jìn)作出搖桿的 兩個(gè)極限位置，如圖2-1所示。（15分）（1）計(jì)算機(jī)構(gòu)的極位夾角9,用圖解法確定連桿長(zhǎng)度Lbc和機(jī)架長(zhǎng)度Aad （保 留作圖線）：（2）作出機(jī)構(gòu)出現(xiàn)最小傳動(dòng)角時(shí)的位置，標(biāo)出該位置機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角 汾m和最大壓力角Ginax （曲柄為主動(dòng)件，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向）：（3）若分別以曲柄和搖桿CD為機(jī)架，各獲得什么機(jī)構(gòu)？命題人： 組題人： 審題人：131題吋間：圖2-1教務(wù)處制重慶大學(xué)試卷教務(wù)處07版第2頁共4頁閣 2-2a（P圖 2-3aP閣 2-2a（P圖 2

3、-3aP圖 2-3b圖2-2a所示機(jī)構(gòu)中，己知各構(gòu)件長(zhǎng)度及原動(dòng)件角速度燦，點(diǎn)位于SC 中點(diǎn)，現(xiàn)己按選定的速度比例尺從作出了代表B點(diǎn)的速度vb，如圖2-2b所示，試寫出求解vd的矢量方程式并作出速度多邊形（若應(yīng)用了速 度影像原理，應(yīng)作出說明）。（10分）圖2-3a所示機(jī)構(gòu)中，P為驅(qū)動(dòng)力，各轉(zhuǎn)動(dòng)副處小圓為摩擦圓，移動(dòng)副處 的摩擦角為於各構(gòu)件重力、慣性力忽略不計(jì)。（10分） 在圖2-3a上畫出各運(yùn)動(dòng)副的總反力； 寫出各構(gòu)件的力平衡方程式，在圖2-3b上畫出力封閉多邊形（圖中己按 選定的力比例尺坤作出了代表驅(qū)動(dòng)力P的矢量），求出作用在構(gòu)件1上的 平衡力矩M。慶大學(xué)試卷教務(wù)處07版第3頁共4頁慶大學(xué)試卷

4、教務(wù)處07版第3頁共4頁在圖3所示的偏置式移動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪為一偏心圓， 圓心在O點(diǎn)，半徑兄=80mm,凸輪以角速度10rad/s逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)， ZOA=50mm,從動(dòng)件的導(dǎo)路與垂直且平分04。在圖中畫出凸輪的偏距圓；（2分）計(jì)算凸輪的基圓半徑rb并在圖中畫出凸輪的基圓；（2分）在圖中標(biāo)出從動(dòng)件在該位置時(shí)的位移& （2分）在圖中標(biāo)出機(jī)構(gòu)該位置的壓力角a并說明通常將從動(dòng)件的平底設(shè)計(jì)成與 導(dǎo)路垂直的原因：（3分）若將凸輪半徑7?改為60mm，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有無變化？（2分）計(jì)算出機(jī)構(gòu)處于圖示位置時(shí)從動(dòng)件的移動(dòng)速度V: （2分）若將從動(dòng)件的平底改為尖頂，將帶來哪些不足？（2分）圖

5、3四、輪系分析與計(jì)算（1S分） 試列舉出輪系的三個(gè)功能；（3分）在圖4所示的輪系中，已知主動(dòng)輪1的轉(zhuǎn)速為lr/nun，主動(dòng)輪4的轉(zhuǎn)速 為2r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。已知各輪齒數(shù)：xi=25, z2=30，25, z3=3O, zy=20, z4=90。試確定輸出構(gòu)件7/的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。（12分）恵慶大學(xué)試卷教務(wù)處們版第4恵慶大學(xué)試卷教務(wù)處們版第4頁共4萸44恵慶大學(xué)試卷教務(wù)處們版第4恵慶大學(xué)試卷教務(wù)處們版第4頁共4萸44五、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（15分）為減小飛輪的尺寸，飛輪應(yīng)該裝在髙速軸上還是低速軸上？機(jī)械系統(tǒng)裝 上飛輪后能否得到勻速運(yùn)動(dòng)？ （5分）圖5所示壓氣機(jī)，己知Iab =0.1m,逆時(shí)針方向

6、轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)件1的質(zhì)心在/ 點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Ji=0.05kg m2,構(gòu)件3的質(zhì)量m3=5kg,構(gòu)件2的質(zhì)量和轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量均忽略不計(jì)，作用在構(gòu)件1上的驅(qū)動(dòng)力矩A/i=100N m,當(dāng)位置角 產(chǎn)30時(shí)，阻力P=1800N,以構(gòu)件1為等效構(gòu)件，試求機(jī)構(gòu)在此位置的等 效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效力矩祐。（10分）二、連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（35分1. （1） （8 分）II級(jí)機(jī)構(gòu)答；1） 6 = 二、連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)（35分1. （1） （8 分）II級(jí)機(jī)構(gòu)答；1） 6 = xl80 =30K + 1圖解過程a）過（作心垂線，過C2作與夾角為90-e之射線，得交點(diǎn)八 作C1C2P之外接圓I;b）作GC2中垂線與圓/相交得/點(diǎn)；

7、c）以為圓心，JQ （或JC2）為半徑作圓/八d）以（?2為圓心，2a為半徑作弧交圓II，得E點(diǎn)。e）連接Ci并延長(zhǎng)交圓I于A點(diǎn)。f）以A為圓心，a為半徑作弧交/1（?2于52點(diǎn)，四 桿機(jī)構(gòu)ab2c2d為所求。桿機(jī)構(gòu)ab2c2d為所求。2. （10分）作圖5分，方程5分（2）（5 分）和a）以A為圓心，Lab為半徑作圓與AD連線交于B點(diǎn)；b）以S為圓心，Lbc為半徑作弧，以O(shè)為圓心，Lqd 為半徑作弧交于C點(diǎn)；c）連接AS、BC、CD,為/_的機(jī)構(gòu)位置。（2分）曲柄AS為機(jī)架，雙曲柄機(jī)構(gòu)；搖桿CD為 機(jī)架，雙搖桿機(jī)構(gòu)。一、平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析（20分）AT處為局部自由度，S處為復(fù)合鉸鏈，移動(dòng)副/

8、、G之一為虛約束。n-8, pL=ll, Ph=1，F(xiàn)=3x8-2x 11-1=1 （6分）機(jī)構(gòu)采用局部自由度的H的是為了減少高副元素的磨損；采用虛約束的H的是為了 改善構(gòu)件的受力狀況。（4分）高副低代后的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖所示。（4分）Tj若取構(gòu)件AS為原動(dòng)件，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析如圖示。（6分）Tj求Vc：vc=人+VCB大小?厶AB叫方向?qū)穪AA5丄5Chh作出速度多邊形pbc后，由速度影像原理求出d點(diǎn)。VD=AvXp、及41 可求，Afb= Z?21 X h三、凸輪機(jī)構(gòu)分析（IS分）（1）偏距圓如圖；（2分）（2）凸輪的基圓半徑rb=-OA=30mm ; （2分）（3）標(biāo)出從動(dòng)件該位置的位

9、移s如圖所示；（2分）（4）在圖中標(biāo)出該位置的壓力角05=0%將平底設(shè)計(jì)成與導(dǎo)路垂直可使壓力角始終為0 度，傳力特性好。（3分）（5）若凸輪半徑7?改為60mm,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有變化；（2分）（6）此時(shí)凸輪與從動(dòng)件的瞬心在幾何中心0點(diǎn)，所以機(jī)構(gòu)處于圖示位置時(shí)從動(dòng)件移動(dòng)速度 v= ta*;（7A=500mm/s: （2 分）（7）若將從動(dòng)件的平底改為尖頂，尖頂容易被磨損，也増大了推程的壓力角。（2分）四、輪系分析與計(jì)算（15分）實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng)比傳動(dòng)、實(shí)現(xiàn)變速傳動(dòng)、實(shí)現(xiàn)變向傳動(dòng)、實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)、實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的大 功率傳動(dòng)、實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)合成與分解；（3分）（共12分）解：ZlZ2ZlZ2Z330 x30 x9025x25x20二一6.48=-6.48（8分）=-6.48nH =-1.599 r/