機械原理必考題

機械原理必考題一、機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析

1機構(gòu)組成機構(gòu)具有確定運動條件構(gòu)件運動副運動鏈2平面機構(gòu)自由度計算局部自由度正確計算運動副數(shù)目虛約束3

高副低代曲線對曲線曲線對直線曲線對點點對直線4機構(gòu)級別的判定桿組類型拆桿組1234567891試求圖示機構(gòu)的自由度。復(fù)合鉸鏈局部自由度局部自由度復(fù)合鉸鏈虛約束2試問圖示機構(gòu)運動確定與否？3在圖示運動鏈中，已知：lAB=lCD，lAF=lDE，lBC=lAD=lFE。試求出該運動鏈的自由度數(shù)目，并說明該運動鏈是不是機構(gòu)。虛約束1234567復(fù)合鉸鏈4試求圖示機構(gòu)的自由度，并畫出高副低代的機構(gòu)簡圖。5對圖示機構(gòu)進行高副低代，桿組分析，并說明是幾級機構(gòu)。ⅡⅡⅡ級機構(gòu)7試對圖示機構(gòu)：計算機構(gòu)自由度。進行高副低代。若取凸輪為原動件，此機構(gòu)是幾級機構(gòu)？若滑塊為原動件，說明此機構(gòu)是幾級機構(gòu)，并劃分桿組。Ⅲ凸輪為原動件時機構(gòu)為Ⅲ級機構(gòu)ⅡⅡ滑塊為原動件時機構(gòu)為Ⅱ級機構(gòu)ⅡⅡ8圖示運動鏈能否具有確定運動并實現(xiàn)設(shè)計者意圖？如不能，應(yīng)如何修改？畫出修改后的機構(gòu)簡圖（改進方案保持原設(shè)計意圖，原動件與輸出構(gòu)件的相對位置不變，固定鉸鏈位置和導(dǎo)路位置不變）。4）機構(gòu)具有確定的相對運動的條件是機構(gòu)的自由度等于1。（）5)組成高副的兩構(gòu)件其瞬心在過接觸點處的公法線上。

()6)高副低代的條件為低代前后

和

。

填空、選擇、是非題1）構(gòu)件是機構(gòu)中的

單元體，零件是機器中的

單元體。運動制造2）兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運動副稱為

；通過點、線接觸而構(gòu)成的運動副稱為

。低副高副3）某平面基本桿組有6個低副，其構(gòu)件數(shù)為

。

A2；B3；C4。CF正確瞬時速度瞬時加速度不變F不變二、平面機構(gòu)的運動分析

平面機構(gòu)的運動分析速度瞬心法矢量方程圖解法瞬心定義、數(shù)量、位置直接接觸：低副、高副間接接觸：三心定理下標補遺多邊形法同一構(gòu)件不同點兩構(gòu)件同一點兩點間速度及加速度的關(guān)系三點間速度及加速度的關(guān)系速度影像和加速度影像兩構(gòu)件間速度及加速度的關(guān)系重合點選取原則和科氏加速度確定速度角速度確定加速度角加速度1找出下列機構(gòu)在圖示位置時的所有瞬心；若已知構(gòu)件1的角速度ω1，求圖示位置時構(gòu)件3的速度或角速度（用表達式表示）。P13p14p34p12p23p12p14P14P34→∞P24P12P23P13vp13vp132圖示機構(gòu)中，已知主動件2的角速度ω2（ω2為常數(shù)）用速度和加速度多邊形法求構(gòu)件3、4的角速度、角加速度和構(gòu)件4上各點的速度和加速度（不考慮比例尺的具體大小）。c∥BC⊥AB∥AB?ω2LAB?pb2b3ω3=ω2ω4＝0V4=pb3p’b2’k’b3’α3=α2

＝0α4＝0a4=p’b3’3圖示機構(gòu)中，已知主動件2的角速度ω2（ω2為常數(shù)）用速度和加速度多邊形法求構(gòu)件3、4的角速度、角加速度和構(gòu)件3上D點的速度和加速度（不考慮比例尺的具體大?。?。同一構(gòu)件3重合點C3(C4)。pb3c4c3。d3b3c4c3。d3b3’n3’c4’c3’k’d’p’4導(dǎo)桿機構(gòu)如圖示，已知lBC=25mm，lBC=40mm，lBD=10mm，求φ1=30°，時構(gòu)件2上D點的速度vD2和加速度aD2。設(shè)主動件1以等角速ω1=10rad/s回轉(zhuǎn)。5圖示機構(gòu)中，已知主動件1的角速度ω1（ω1為常數(shù)）用速度和加速度多邊形法求構(gòu)件2、3的角速度、角加速度（不考慮比例尺的具體大小）。重合點B3(B2)⊥BD⊥AB∥CD

？ω1LAB?pb2b3

0⊥BDB→A0∥CD?ω12LAB?p’b2’,k’n3’b3’6在圖示機構(gòu)中，已知lAB=50mm，lBC=200mm，lCD=lDE=100mm，φ1=φ12，φ3=φ35=45°，ω1=10rad/s。求構(gòu)件5的速度和加速度，以及構(gòu)件3的角速度和角加速度。pbce3e4,e5pbce3e4,e5p‘b’n2‘e3’n3’c3’k’e4’,e5’三、平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計

平面連桿機構(gòu)及其設(shè)計四桿機構(gòu)基本型式及其演化型式有關(guān)四桿機構(gòu)的基本知識圖解法設(shè)計四桿機構(gòu)構(gòu)件形狀或尺寸變換運動副尺寸的變換機架的變換運動副元素的逆換曲柄存在的條件行程速比系數(shù)K傳動角(壓力角)與死點運動的連續(xù)性按連桿位置設(shè)計按連架桿對應(yīng)位置設(shè)計按行程速比系數(shù)K設(shè)計判斷類型確定某桿長范圍周轉(zhuǎn)副和擺轉(zhuǎn)副已知連桿預(yù)定位置已知連桿標線位置確定相對機架和相對連桿1如圖所示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知lAB=30mm，lBC=110mm，lCD=80mm，lAD=120mm，構(gòu)件1為原動件。判斷構(gòu)件1能否成為曲柄；用作圖法求出構(gòu)件3的最大擺角ψmax；用作圖法求出最小傳動角γmin；當(dāng)分別固定構(gòu)件1、2、3、4時，各獲得何種機構(gòu)？2在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=60mm，AD為機架。試問：若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB為曲柄，求lAB的最大值；若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求lAB的最小值；若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求lAB的取值范圍。3如圖所示的曲柄滑塊機構(gòu)：曲柄為主動件，滑塊向右運動為工作行程，試確定曲柄的合理轉(zhuǎn)向，并簡述其理由。當(dāng)曲柄為主動件時，畫出極位夾角θ、最小傳動角γmin。設(shè)滑塊為主動件，試用作圖法確定該機構(gòu)的死點位置。4設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，已知搖桿長度lCD=56mm，搖桿最大擺角ψ=40°,行程速比系數(shù)k=1.4,機架長度lAD=45mm。試求：（1）曲柄長度與連桿長度各為多少？（2）當(dāng)AB桿為主動件時，最大壓力角在什么位置？在圖上標出。（3）該機構(gòu)在什么情況下，在什么位置出現(xiàn)死點位置？5如圖示一鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD的固定鉸鏈A和D，主動件AB的三個位置和連桿上點K所對應(yīng)的三個位置（尺寸從圖中量取）。確定連桿上鉸鏈C的位置。驗算其主動件是否為曲柄。指出最小傳動角γmin

的位置，并確定其數(shù)值。它屬于何種機構(gòu)，說明之。四、凸輪機構(gòu)及其設(shè)計

凸輪機構(gòu)及其設(shè)計凸輪機構(gòu)的類型推桿運動規(guī)律及其特性用圖解法設(shè)計平面凸輪輪廓曲線凸輪機構(gòu)基本尺寸的確定vmaxamax沖擊性質(zhì)沖擊位置適用范圍偏置直動尖端推桿凸輪機構(gòu)凸輪廓線擺動尖端推桿凸輪機構(gòu)凸輪廓線滾子推桿和平底推桿凸輪機構(gòu)凸輪廓線基圓半徑壓力角滾子半徑平底長度1一滾子直動從動件偏置的盤形凸輪機構(gòu)以1：2的比例尺所作的如圖所示，凸輪按順時針方向回轉(zhuǎn)，請用圖解法求：（1）從動件最大升程；（2）凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)60°時從動件的升程；（3）在圖上標出凸輪回轉(zhuǎn)45°時的壓力角。2如圖所示為一對心移動從動件盤形凸輪機構(gòu)，凸輪廓線由四段圓弧和四段直線光滑連接而成，試求：④最大壓力角發(fā)生的位置。①繪出凸輪的理論廓線；②繪出凸輪的基圓；③標出從動件的升距h;⑤若凸輪逆時針轉(zhuǎn)動，在圖上標出推程運動角δ0、遠休止角δ01、回程運動角δ0′、近休止運動角δ02′；⑥在圖上標出凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過45°時位移S和壓力角α。五、

齒輪機構(gòu)及其設(shè)計

漸開線齒廓齒廓嚙合基本定律漸開線性質(zhì)及其方程d′，α′（嚙合、節(jié)圓），db′“四線合一”；嚙合角恒等于節(jié)圓壓力角；中心距可變。單個漸開線齒輪標準齒輪變位齒輪當(dāng)量齒輪斜齒錐齒標準直齒標準斜齒直齒錐齒蝸桿蝸輪主要參數(shù)幾何計算定義加工根切現(xiàn)象最少齒數(shù)一對漸開線齒輪的嚙合傳動正確嚙合：直、斜、錐、蝸桿按要求安裝標準中心距非標中心距實現(xiàn)連續(xù)傳動側(cè)隙、頂隙重合度傳動比1一對標準漸開線直齒圓柱齒輪，已知：m=4mm，α=20°，Z1=25，Z2=35，ha*=1，c*=0.25,安裝中心距比標準中心距大2mm。試求：（1）中心距a’；（2）嚙合角α’；（3）有無齒側(cè)間隙；（4）徑向間隙c；（5）實際嚙合線長度。有2已知一對齒數(shù)相等，α=20°，模數(shù)m=5mm的漸開線直齒圓柱齒輪。為了提高其重合度而又不希望增加齒數(shù)，故增加主、從動輪的頂圓，使其剛好通過彼此的極限嚙合點。若要求重合度εα=1.62l，試求：(1)兩輪齒數(shù)；(2)齒廓曲線在分度圓上的曲率半徑ρ；(3)兩輪的齒頂圓直徑及齒厚，并檢查齒頂齒厚是否變尖(inv20°=0.014904)；(4)中心距為a=m(z1+z2)／2時，其徑向間隙c是多少?(齒輪用標準正常齒刀具切削)解答：(1)求兩輪齒數(shù)：作齒輪嚙合圖幫助解答，由圖可得實際嚙合線:(2)求分度圓上曲率半徑ρ：（3）求齒頂圓直徑及齒厚：sa<(0.25~0.4)m,齒頂變尖了。（4）求中心距及徑向間隙：六、輪系輪系傳動比計算傳動比的大小從動輪的轉(zhuǎn)向定軸輪系傳動比計算基本周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算復(fù)合輪系傳動比計算空間定軸:箭頭標注平面定軸:箭頭標注或符號標注從動輪轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)化機構(gòu)等式左邊符號:自身、公式等式右邊符號：符號標注平面空間等式左邊符號:自身、公式等式右邊符號：箭頭標注（首輪與末輪軸線重合或平行時可標正負號）分清輪系分別列式綜合求解大小:1在圖示輪系中，已知各輪齒數(shù)Z1=24，Z2=20，Z2’=22，Z3=26，Z4=24，Z5=20，Z5’=22，Z6=26，試求傳動比i1H。1分清輪系周轉(zhuǎn)輪系：1-2(2’)-3－4周轉(zhuǎn)輪系：4-5（5‘）-6－H2分別列式3綜合求解周轉(zhuǎn)周轉(zhuǎn)2在圖示的復(fù)合輪系中，已知各輪齒數(shù)為z1=40，z2=40，z2’=20，z3=18，z4=24，z4’=76，z5=20，z6=36，求i16。1分清輪系周轉(zhuǎn)輪系：4’-5-6－H定軸輪系：1-2(2’)-3-42分別列式3綜合求解周轉(zhuǎn)定軸3在圖示的輪系中，已知z2=z3=z4=18、z2’=z3’=40。設(shè)各齒輪的模數(shù)、壓力角均相等，并為標準齒輪傳動。求齒輪1的齒數(shù)z1及傳動比i1H。4在圖所示的輪系中，軸A按圖示方向以1250r/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，而軸B按圖示方向以600r/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)。試決定軸C的轉(zhuǎn)速大小和方向。n5＝407.65(轉(zhuǎn)向與A、B相反）1分清輪系周轉(zhuǎn)輪系：2-3(4)-5－6定軸輪系：7-8-92分別列式3綜合求解周轉(zhuǎn)定軸n6=n75在圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)zA=25，zB=30，zC=60，zD=50,zE=52，zF=58，齒輪A的轉(zhuǎn)速為nA=50r/min，系桿的轉(zhuǎn)速為nG=100r/min，它們的轉(zhuǎn)向如圖所示。試問齒輪F的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向如何？1分清輪系周轉(zhuǎn)輪系：F-E(D)-C－G定軸輪系：A-B2分別列式3綜合求解周轉(zhuǎn)nB=nC七、其他常用機構(gòu)

其他常用機構(gòu)槽輪機構(gòu)棘輪機構(gòu)萬向聯(lián)軸節(jié)組成及運動特點分類機構(gòu)特點及應(yīng)用設(shè)計要點內(nèi)外可變向摩擦式進給、制動、超越、轉(zhuǎn)位及分度棘輪轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)槽輪機構(gòu)的運動系數(shù)槽輪機構(gòu)運動特性槽輪機構(gòu)設(shè)計要點單萬向聯(lián)軸節(jié)雙萬向聯(lián)軸節(jié)螺旋機構(gòu)差動螺旋機構(gòu)復(fù)式螺旋機構(gòu)八、機械運轉(zhuǎn)及其速度調(diào)節(jié)

1圖示為多缸發(fā)動機曲柄上的等效驅(qū)動力矩Md和等效阻力矩Mr的曲線圖，圖中各塊面積所代表的盈虧功大小列于表中。曲柄平均轉(zhuǎn)速nm=300r/min。設(shè)除飛輪外其他轉(zhuǎn)動慣量不計，若要求速度不均勻系數(shù)δ=0.02，試求安裝在曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF。AB(1000)C(-600)D(1200)E(-800)G(400)H(-200)I(200)A2在圖所示齒輪機構(gòu)中，主動輪1上的驅(qū)動力矩M1為常數(shù)，平均角速度ω1=50rad/s，齒輪2上的阻抗力矩變化規(guī)律如下：若兩輪的齒數(shù)為z1=20，z2=40，試求：（1）在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)階段，驅(qū)動力矩M1的大小。（2）為減小齒輪1的速度波動，擬在1軸上安裝飛輪。若機器的運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)δ=0.05，不計齒輪1和2的轉(zhuǎn)動慣量，所加飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為多少。1504π4π/3503在電動機驅(qū)動的剪床中，作用在剪床主軸上的阻力矩Mer的變化規(guī)律如圖所示，等效驅(qū)動力矩Med為常數(shù)，電動機轉(zhuǎn)速為1500r/min。當(dāng)不均勻系數(shù)δ=0.05時，求安裝在電動機軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。ABCAAB(310.232)C(-775.581)A4某機組在一個穩(wěn)定運動循環(huán)中的等效驅(qū)動力矩Mva和等效阻力矩Mvc如圖