机械原理复习题.docx

一、自由度的计算1 .试计算图示机构的白由度（假设含有曳合校链、局部自由度和虚约束应指出）I参考答案IB处有局部自由度，F处为复合较链。2 .试计算图示机构的白由度。案，=311-22尸.=3×6-2×8-O=23 .试计算图示机构的自由度。【弁考答案I4 .试计算图示机构的自由度。案尸=311-2pl-Pi-3×52×70=15 .试计算图示机构的自由度。J案/=37-2jD-p.=3x8200=26 .试计算图示机构的自由度。IE案"=7,凡=9,尸亶=0,或把三角形看成一刚体，那么z7=5,%=6,p.=0,7 .计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的史合校链、局部自由度和虚约束.考答案17=3x7-2x9-1x2=1B为局部自由度；C（或D）为虚约束；G为复合钱链。8 .试计算图示机构的自由度。案=3f7-2P-p.=3x5-2x7-l=09 .试述机构有确定运动的条件,并判断下列图所示两机构是否有确定运动。【弁考答案1（I）机构有确定运动的条件是机构自由度大于零且等丁原动件数目。图qlF-Zn-2pt-ji=3×3-2×4-0=l原动件数大于自由度，无法运动。图b尸=3/7-2Pl-p.=3×4-2×5-0=2原动件数小于自由度，无确定运动。10 .试计算图示机构的自由度（假设含有包合校链、局部自由度和虚约束应指出）。弁考答案IB处有局部自由度。IL试计算图示机构的自由度（假设含有复合校链、局部自由度和虚约束应指出）参考答案IB处为第合较链。12 .试计算图示机构的自由度（假设含有品合校链、局部自由度和虚约束应指出）.弁考答案IC处有局部自由度、第合皎链。D处为复合皎链。F.G处有局部自由度。去掉局部自由度后，=Pl=7,A=3,13 .试计算图示机构的自由度（假设含有兔合校链、局部自由度和虚约束应指出）.考答案IC处为复合较链。J（或F）处有虚约束.二。万一2义-=jX9-2×10-O=114 .试计算图示机构的自由度，并指出该机构中有无虚约束、局部自由度或曳合校链，假设有，指出在何处.考答案E或F)处为虚约束，滚轮D处有虚约束及局部自由度，去掉后得：n=5>A-1夕.二115 .试计算图示机构的自由度，并正确指定原动件。叁考答案底轮处为局部自由度，故门=6,2=7,p.=2-*n-2pl-pi=3×6-2×7-2=2机构的自由度为2,可以滑块和凸轮为原动件。16 .试计算图示机构的自由度。案/=3/7-2尸-1p.=3x8200=217 .试计算图示机构的自由度。叁考答案】浓fF处为局部自由度，J或K处为虚约束,C处为更合较然。去掉虚约束和局部自由度后,门=ILal=14，a.=L所以F=3门-2P-tp.=3×11-2×14-1=418 .计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的亚合皎链、局部自由度和虚约束。图中绕I、J转动的构件为齿轮。8W案B、D处仃局部自由度。"=3/7-22-p.=3x8-2XlO-IX3=119 .试分析图示装置能否运动，为什么？(用机构自由度公式加以说明)。参考答案"=5,r=7,4=1=3-2p-Pw=3×5-2×7-l=0.不能运动，因F为零。20 .试计算图示构件系统的自由度，并说明其能否成为机构。参考答案C、D、E均为复合钱链。无法运动，不能成为机构。21 .试计算图示运动链的自由度。参考答案A、E、F为复合较链，故h=82=12,=l=3n-2pl=3×8-2×12-l=-l二、平面连杆机构及其设计1.图示钱链四杆机构中，/“=50mm1Q=40mm5=80mm,AD为机架，假设要得到双摇杆机构，试求CD杆长的取值范围。参考答案要得到双摇杆机构有两种可能。(1)机构存在整转副，且是B、C,那么4为最短。1)CD杆最长左+/5金3+必6£5+如-%=80+50-40=90mm2)CD杆中间长/曾+/仙，如+/%>之%+/3-如=4。+8。-50=7()0101(2)机构不存在整转副，亦不符合杆长和条件。DCD杆最长c+%>a+，加B>-=50+80-40=90mm但不超过三杆和即50+40+80=170Inn2) CD杆中间长/jc+J>G+如Q>/>-G=40+80-50=70mm3) CD杆最短综上得】0mm<Icd<170mm2.图示钱链四杆机构中，L=5°mm/M=8°mm/cQ=9°mm,问：&为何值时(给出一取值范围)，该机构成为曲柄摇杆机构。参考答案(1) AD不能成为最短杆(2) AD为最长杆5+如5£80+90-50=120mm(3) AD为中等长，CD为最长杆时，3试设计一曲柄导杆机构，导杆的行程速度变化系数t=2,机架长度L=50皿，求曲柄长度之(要求写出设计步骤)°参考答案0=18Oe(K-I)/(K+1)=180X(2-1)/(2+】)=60作肌=Enm,作/招=32=3(,过A作册I摩，得B点。故曲柄长如=IACl2=50/2=25mm4 .图示曲柄摇块机构中，a=145mm,d=290mm,试计算此机构的极位夹角8及从动杆BE的摆角。参考答案SIn¢/2)=d=145/290=05。/2=30摆角。=60"。极位夹角8=3=60'5 .在图示较链四杆机构中，其杆长为a=45三,)=55m,而另两个杆的长度之和为r+d=125m,要求构成一曲柄摇杆机构，c、d的长度应为多少？参考答案根据有曲柄条件：k+Q%+h,且门为连架杆，可知a=Jd=4b=2c=%U4+4,那么有a+d<6+e(1)考虑极限状态有3÷d=b4t(2)又r÷d=125故d=125-u(3)将(3)代入(2)得：+125-c=5+c故c=115/2=575mmd=125-575=675mm同理假设C为最大时，那么d=575mm，C=675mm6 .如下图，在一较链四杆机构中，IBC=50Omm,ICD=35Omm,AD=300mm,且AD为机架。试分析：(1)假设此机构为曲柄摇杆机构，Iab的最大值；(2)假设此机构为双曲柄机构，1加的最小值；(3)假设此机构为双摇杆机构，A的取值范围。参考答案解：(I)AB最短：9.5000300.35Q41500w)加最大值为15Omm。(2) AD最短:1) AB不是最长，BP<500,fi300+500½5÷350,所以450M<5002) AB为最长杆，即ABN500,且检+300$500+350,所以5000480550所以如最小值为45Omlno(3)图示机构只有不满足杆长条件时才成为双摇杆机构。IAB的取值范围150ww4450ww,550wwlu1150ww7) 如图示插床的导杆机构，：M=50inn,依=40inn,行程速比系数f二1_4,求曲柄BC的长度及插刀P的行程H,又假设需行程速比系数2=2,那么柄BC应调整为多？此时插刀行程是否改变？参考答案%=O=1803(7比=si=12.94ro£=1.4+l2r_i2=18(-=6(T(2)£=2K+l3C=25mmH=40mm插刀行程增大8.如图示曲柄摇杆机构，如=5QmmJjc=80mmM=10°mm,试用解析法或图解法确定：m摇杆3的最小长度GS)5；(2)曲柄1等速转动时机构的行程速度变化系数K；(3)曲柄1为主动时，机构的最小传动传动角J.。注：用/d=计算。参考答案(1)曲柄只能是1杆。设A(即杆3)是中长杆，(因为是求3杆的最短尺寸)，那么有50+10080+4t,4t150-80-70mGLa,T0on(2)设摆杆的左极限位置为CD,右极限位置为CD,如图ZC1ADaxos(如+3+之*=32.2。8=2CAD-KAD,而2(如/)几(3)机构的最小传动角，可以用解析法如下求得：设<u=djc三三b,0>三三*<u>=d,那么：(d-c)2=b'+-2bccosLBl三、凸轮机构及其设计1.在图示对心宜动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一个圆，圆心在A点，其半径斤二40mm,凸轮绕轴心线。逆时针方向转动，L“一二mm,滚子半径r=10mm,试问：(1)该凸轮的理论廓线为何种廓线？(2)基圆半径r为多少？(3)从动件的行程h为多少？(4)推程中的最大压力角为多少？(5)假设把滚子半径改为r=15mm,从动件的运动规律有无变化？为什么？参考答案理论廓线是以A为圆心，R+=5Omm为半径的圆。%=(A-H)+4=25mmA=50mm&=sn=-工=arcs(=3(r(4) Zna,它+生，g9C时，Q最大，火“滚子半径变化时，从动件之运动规律发生变化。这是因为高副低代后形成的机构中的连杆长IBA发生改变的缘故。2 .一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如下图。凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径R=30mm,几何中心为A,回转中心为O,从动件偏距OD=e=10mm,OA=IOmmo凸轮以等角速度。逆时针方向转动。当凸轮在图(1)示位置，即ADJ_CD时，试求：(1)凸轮的基圆半径r.；(2)图示位置的凸轮机构压力角0(3)图示位置的凸轮转角夕；(4)图示位置的从动件的位移s；(5)该凸轮机构中的从动件偏置方向是否合理，为什么？cos=0.5.<p=60*C)BQ20(4)6=JJ-37。氏-Oq三5.04Inln偏置方向不合理。也Feda因为tg÷5,图(2)示偏置方向使增大。应把从动件导路偏置在凸轮转动中心的<k.da右侧，此时tg%+s,那么a减小。3 .设计一偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构的凸轮廓线。凸轮以等角速度5=1rad/s逆时针方向转动。当凸轮从推程起始点处转过RfT时，从动件上升IOmm,此时从动件的移动速度马=20mm/so(1)试用反转法找出此时凸轮廓线上与从动件相接触的点。(2)在图上标出该点的压力角，并求出其值。(3)假设从动件的偏距减为零，那么上述位置处的压力角的值为多少？【弁考答案1 = -=20A，压力角见图示。接触点6廿见图示。20-10我2-10，+IO=o.2612a=14.639=1438f20ff20a=0.5,a=26.565*.1.ia.i6=Otg40压力角增大。4.ds5 .：对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，行程才=30mm,基圆半径？=3°mm,推程运动规律d。如图，求凸轮转角为'时的压力角a。参考答案(1)从动件推程运动规律为等速运动规律，当(P=2时，s=15mmds6 =互=2(2)tg%+s30÷15a=lL98四、齿轮机构及其设计1. 有渐开线外啮合直齿圆柱变位齿轮传动，初=4mm,=20°,4=14,马=66/：=1,/=0.25,变位系数Xl=°2,=0,无侧隙啮合中心距a'=163mm。加工后经检验，大轮分度圆齿厚多不合设计要求，其余尺寸均可。测得大轮的马=774mm,试定性分析这对