機(jī)械原理 7系機(jī)械原理習(xí)題集

第十七章 機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)1. 試判別圖示各運(yùn)動(dòng)鏈能否成為機(jī)構(gòu)，并說明理由。2計(jì)算圖示各機(jī)構(gòu)的自由度。并判斷其中是否含有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，如有，請(qǐng)指出。（a）(b)(c)3說明圖示各機(jī)構(gòu)的組成原理，并判別機(jī)構(gòu)的級(jí)別和所含桿組的數(shù)目。對(duì)于圖（f）所示機(jī)構(gòu)，當(dāng)分別以構(gòu)件1，3，7為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)的級(jí)別會(huì)有什么變化。 第十八章 連桿機(jī)構(gòu)1在圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，已知mm，mm，mm，取AD為機(jī)架。（1） 如果該機(jī)構(gòu)能成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB是曲柄，求的取值范圍；（2） 如果該機(jī)構(gòu)能成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求的取值范圍；（3） 如果該機(jī)構(gòu)能成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求的取值范圍。2.在圖示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，各桿件長(zhǎng)度分別為mm，mm，mm，mm。(1)若取為機(jī)架，作圖求該機(jī)構(gòu)的極位夾角，桿的最大擺角和最小傳動(dòng)角。(2)若取為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)將演化為何種類型的機(jī)構(gòu)？為什么？請(qǐng)說明這時(shí)， 兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副是整轉(zhuǎn)副還是擺轉(zhuǎn)副？3在圖示的連桿機(jī)構(gòu)中，已知各構(gòu)件的尺寸為：mm，mm，mm，mm；并已知構(gòu)件為原動(dòng)件，沿順時(shí)針方向勻速回轉(zhuǎn)，試確定：（1） 四桿機(jī)構(gòu)的類型；（2） 作圖求該四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角；（3） 作圖求滑塊F的行程速度變化系數(shù)。4在圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中，若已知凸輪以等角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，試求從動(dòng)件上點(diǎn)的速度。假設(shè)構(gòu)件在上作純滾動(dòng)，求點(diǎn)的速度。5在圖示的機(jī)構(gòu)中，已知曲柄2順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度rad/s，試求在圖示位置導(dǎo)桿4的角速度的大小和方向。6用圖解法設(shè)計(jì)如圖所示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知其搖桿的長(zhǎng)度mm，行程速比系數(shù)，機(jī)架的長(zhǎng)度mm，又知搖桿的一個(gè)極限位置與機(jī)架間的夾角，試用圖解法求其曲柄的長(zhǎng)度和連桿的長(zhǎng)度 。7設(shè)計(jì)一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。已知曲柄長(zhǎng)mm，偏心距mm，其最大壓力角。試用作圖法確定連桿長(zhǎng)度BC，滑塊的最大行程H，并標(biāo)明其極位夾角，求出其行程速度變化系數(shù)K。8. 如圖，已知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD?，F(xiàn)要求用一連桿將搖桿和一滑塊連接起來，使搖桿的三個(gè)位置，和滑塊的三個(gè)位置，相對(duì)應(yīng)，其中，、分別為搖桿的左、右極限位置。試用圖解法確定此連桿的長(zhǎng)度及其與搖桿鉸接點(diǎn)的位置。9試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，要求滿足，與，兩組對(duì)應(yīng)位置如圖所示，并要求滿足搖桿在第2位置為極限位置。已知和，試用圖解法求鉸鏈的位置。10有一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿長(zhǎng)mm，擺角=，搖桿在兩極限位置時(shí)與機(jī)架所成的夾角為和，機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)，用圖解法設(shè)計(jì)此四桿機(jī)構(gòu)，并驗(yàn)算最小傳動(dòng)角。第十九章 凸輪機(jī)構(gòu)1下圖所示為一尖端移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的部分運(yùn)動(dòng)線圖。試在圖上補(bǔ)全各段的位移、速度及加速度曲線，并指出在哪些位置會(huì)出現(xiàn)剛性沖擊？哪些位置會(huì)出現(xiàn)柔性沖擊？ 2設(shè)計(jì)一偏置移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。已知凸輪以等角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，基圓半徑mm，滾子半徑mm，凸輪軸心偏于從動(dòng)件軸線右側(cè)，偏距mm。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過時(shí)，從動(dòng)件以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升mm；當(dāng)凸輪接著轉(zhuǎn)過時(shí)，從動(dòng)件停歇不動(dòng)；當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過時(shí)，從動(dòng)件以等加等減速運(yùn)動(dòng)返回原處；當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過一周中其余角度時(shí)，從動(dòng)件又停歇不動(dòng)。 3試設(shè)計(jì)圖示的凸輪機(jī)構(gòu)。已知擺桿在起始位置時(shí)垂直于，mm，mm，滾子半徑mm，凸輪以等角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律如下：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過時(shí)，從動(dòng)件以擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律向上擺動(dòng)；當(dāng)凸輪再轉(zhuǎn)過時(shí)，從動(dòng)件又以擺線運(yùn)動(dòng)規(guī)律返回原來位置，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過其余時(shí)，從動(dòng)件停歇不動(dòng)。4在圖示的凸輪機(jī)構(gòu)中，從動(dòng)件的起始上升點(diǎn)均為點(diǎn)。（1）試在圖上標(biāo)注出從點(diǎn)接觸到點(diǎn)接觸時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)過的角度及從動(dòng)件走過的位移；（2）標(biāo)出在點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。第二十章 齒輪機(jī)構(gòu)1如圖所示：(1) 已知mm，求、之值及點(diǎn)處曲率半徑；（2）當(dāng)仍為46.985mm時(shí)，求及。2一對(duì)漸開線齒輪廓如圖所示，兩漸開線齒廓嚙合于點(diǎn)，試求： (1) 當(dāng)繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒廓為主動(dòng)及嚙合線如圖中時(shí)，確定兩齒廓的轉(zhuǎn)動(dòng)方向； (2) 用做圖法標(biāo)出漸開齒廓上的點(diǎn)相共軛的點(diǎn)、，標(biāo)出漸開線齒廓上與點(diǎn)相共軛的點(diǎn)； (3) 用陰影線標(biāo)出兩條漸開線齒廓的齒廓工作段； (4) 在圖上標(biāo)出這對(duì)漸開線的節(jié)圓和嚙合角，并說明嚙合角與節(jié)圓壓力角之間的關(guān)系。3一對(duì)漸開線外嚙合直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，兩輪的分度圓半徑分別為mm，mm，試求：（1） 當(dāng)中心距mm時(shí)，嚙合角等于多少？?jī)蓚€(gè)齒輪的節(jié)圓半徑和各為多少？（2） 當(dāng)中心距改變?yōu)?=87mm時(shí)，嚙合角和節(jié)圓半徑、又等于多少？（3） 以上兩種中心距情況下的兩對(duì)節(jié)圓半徑的比值是否相等，為什么？4已知一對(duì)漸開線外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，=20，mm，。試求： (1) 兩輪的幾何尺寸和標(biāo)準(zhǔn)中心距，以及重合度； (2) 按比例作圖，畫出理論嚙合線，在其上標(biāo)出實(shí)際嚙合線，并標(biāo)出一對(duì)齒嚙合區(qū)和兩對(duì)齒嚙合區(qū)，以及節(jié)點(diǎn)的位置。 5若將上題（4題）中的中心距加大，直至剛好連續(xù)傳動(dòng)，試求：（1） 嚙合角和中心矩；（2） 節(jié)圓半徑和；（3） 在節(jié)點(diǎn)嚙合時(shí)兩輪齒廓的曲率半徑和；（4） 頂隙。6有一齒條刀具，mm，=1。刀具在切制齒輪時(shí)的移動(dòng)速度mm/s.試求：（1） 用這把刀具切制的標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，刀具中線離輪坯中心的距離為多少？輪坯每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少？（2） 若用這把刀具切制的變位齒輪時(shí)，其變位系數(shù)，則刀具中線離輪坯中心的距離應(yīng)為多少？輪坯每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)為多少？7有一回歸輪系(即輸入軸1與輸出軸3共線)，已知,，。各輪的壓力角a=20，模數(shù)m=2mm，=1， =0.25。問為保證中心距最小，而且各輪又不產(chǎn)生根切應(yīng)采用哪種變位傳動(dòng)方案？說明理由。8圖示回歸輪系中,齒輪1，2為一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪，；齒輪3，4為一對(duì)漸開線斜齒圓柱齒輪，,，現(xiàn)需安裝成實(shí)際中心距，試求:(1)齒輪1，2的傳動(dòng)類型及變位系數(shù)和；(2)齒輪3，4的螺旋角。9設(shè)一對(duì)軸間角直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的參數(shù)為：， ，。試計(jì)算下列值:(1)兩分度圓錐角；(2)兩分度圓直徑；(3)兩齒頂圓直徑。第二十一章 輪系1下圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為，試求傳動(dòng)比。 2下圖所示輪系中，以知各輪齒數(shù)為：，；又r/min，r/min， 兩者轉(zhuǎn)向相反。試求齒輪4的轉(zhuǎn)速的大小和方向。 3下圖所示輪系中，已知：，試求傳動(dòng)比。 4下圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：，；又軸以r/min按圖示方向回轉(zhuǎn)，軸以r/min按圖示方向回轉(zhuǎn)。試求軸轉(zhuǎn)速的大小和方向。5下圖所示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為，。若軸按圖示方向以r/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，軸按圖示方向以r/min的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)，試確定軸的轉(zhuǎn)速大小及轉(zhuǎn)向。6下圖所示的輪系中，。若軸按圖示方向以r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，試確定軸轉(zhuǎn)速的大小及轉(zhuǎn)向。第二十四章 機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)1下圖為具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)桿的油泵機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。已知：mm，移動(dòng)導(dǎo)桿3的質(zhì)量kg，加在導(dǎo)桿3上的工作阻力N。若選取曲柄1為等效構(gòu)件，試分別求出在下列三種情況下，工作阻力的等效阻力矩和導(dǎo)桿3質(zhì)量的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。（1）；(2) ；(3) 。 2下圖所示的機(jī)構(gòu)中，已知：齒輪1和齒輪2的齒數(shù)分別為，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為，；滑塊的質(zhì)量為kg，其余構(gòu)件質(zhì)量不計(jì)；驅(qū)動(dòng)力矩，阻力矩；構(gòu)件長(zhǎng)m，其余尺寸如圖示。試求機(jī)構(gòu)在圖示位置啟動(dòng)時(shí)構(gòu)件(與齒輪2固聯(lián)）的角加速度(計(jì)算時(shí)忽略滑塊3的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能)。 3已知一機(jī)械系統(tǒng)的等效力矩對(duì)轉(zhuǎn)角的變化曲線如圖所示。各塊面積為mm2，mm2，mm2，mm2，mm2， mm2，mm2，比例尺：，平均轉(zhuǎn)速r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)。若忽略其它構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量并指出最大、最小角速度出現(xiàn)的位置。4一機(jī)械系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)周期內(nèi)，等效阻力矩的變化規(guī)律如圖示，等效驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，等效構(gòu)件的平均轉(zhuǎn)速，試求：（1）等效構(gòu)件上的驅(qū)動(dòng)力矩；（2）和的位置；（3）最大盈虧功；（4）運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)；（5）若要求，在等效構(gòu)件上安裝飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量應(yīng)為多少？5在圖（a）所示的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，1輪為主動(dòng)件，其上作用的主動(dòng)力矩為常數(shù)，2輪上作用有阻力矩，其值隨2輪的轉(zhuǎn)角作周期性變化：當(dāng)2輪由轉(zhuǎn)至?xí)r，其變化關(guān)系如圖（b）所示；當(dāng)2輪由轉(zhuǎn)至?xí)r，。1輪的平均角速度，兩輪的齒數(shù)為，。試求：（1）以1輪為等效構(gòu)件時(shí)的等效阻力矩；（2）在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)階段的等效驅(qū)動(dòng)力矩；（3）為減小速度波動(dòng)，在1輪軸上裝置飛輪，若要求不均勻系數(shù) =0.05，而不計(jì)1輪和2輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，問所加飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為多大？ 班學(xué)號(hào) 姓名 31