机械原理题库及答案-第12章题及答案.pdf
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1、12 综合题 1.一 操 纵 机 构 如 图 示 ,原 动 件1绕O匀 速 转 动 ,通 过2驱 使3运 动 。已 知R112= cm, R220= cm, Rllll O OO OO OO O31 22 331 3074=cm,cm,cm,试: (1)按比例画出机构运动简图; (2)构件1作 匀 速 整 周 转 动 时 , 构 件3是 作 整 周 转 动 还 是 摆 动 ? 用 数 学 式 证 明 。 2.试 列 举 出 五 种 能 将 连 续 回 转 运 动 转 换 为 直 线 运 动 的 机 构 , 要 求 画 出 机 构 示 意 图 , 写 上 机 构 名 称 。 3.在 图 示 轮
2、系 中 , 已 知zzzz 134 2288= 6 =,,试求: (1)传动比i 16; (2)该机构的自由度F, 并 指 明 虚 约 束 、 复 合 铰 链 和 局 部 自 由 度 。 4.转 动 轴 线 互 相 平 行 的 两 构 件 中 , 主 动 件 作 匀 速 转 运 , 从 动 件 作 往 复 摆 动 , 若 要 求 主 动 件 每 转 动 一 周 , 从 动 件 往 复 摆 动 一 次 , 试 : ( 1) 确 定 采 用 什 么 机 构 ( 至 少 确 定 两 种 机 构 ) ; ( 2) 画 出 其 简 图 ; ( 3) 简 单 说 明 设 计 该 机 构 尺 寸 时 应 注
3、 意 哪 些 问 题 。 5. 在 图 示 机 构 中 , 已 知 11 6050010= o, mm,rad/s h, 构 件3的 重 量 Q310=N, 生 产 阻 力PrN=100 ,其余构件的重量和惯性力不计,试: (1)写出速度和加速度向量方程式,作速度和加速度多边形图,确定在图示位置 时构件 3的 速 度 和 加 速 度 的 大 小 及 方 向 ; ( 2) 计 算 构 件3的 惯 性 力PI3,并在构件3上 标 明 方 向 ; ( 3)计 算 作 用 在 构 件3上 的 力Pr、Q3,PI3等效到构件1上 的 等 效 力 矩M,并 标 明 其 方 向 。 r 6.图 示 正 切
4、机 构 中 , 已 知xlAD=501001045 11 mm, mm, rad /s, o, 构件3的 质 量m310= kg, 其它构件质量忽略不计。 作用在D点 的 驱 动 力FdN=10 (重 力加 速度),试: g=10 m /s 2 (1)用相对运动图解法求C点 的 速 度 r vC和加速度 r aC; (2)计算构件3的 惯 性 力PI3,并求作用在C点 的 阻 力Fr。 7.已 知 平 底 从 动 件 凸 轮 机 构 , 其 中S1为 凸 轮 的 质 心 ,R=100 mm,O OR 1 =, O SR 11 2=,构件1的质 量m110=kg, 构 件2的 质 量m21=kg
5、。 构 件1的 角 速 度 110=rad/s,且为常数,转向如图示。加在构件2上 的 载 荷F2100=N, 试 在 图 示 位 置130= o 时, 求: (1)高副低代后的机构简图; (2)从动件2的 速 度 和 加 速 度 ( 用 相 对 运 动 图 解 法 ) ; ( 3)求 作 用 在 凸 轮1上 的 平 衡 力 矩 。( 忽 略 重 力 作 用 ,但 需 考 虑 构 件 的 惯 性 力 。) 8.在 图 示 六 杆 机 构 中 ,构 件2和 构 件4形 成 移 动 副 ,同 时 也 与 构 件3形 成 移 动 副 。原 动 件1以 等 角 速 度1转动,在图示位置时B点 的 速
6、度,加速度vBaB如图所示(速度、 加 速 度 比 例 尺 分 别 为 va) , 驱 动 力 矩 ,M d及作用在构件5上 的 力 矩 M 5的 方 向 如 图所示, 试求解: (1)构件5的 角 速 度5(用相对速度图解法,写出矢量方程和算式,不作具 体数 学计算。方向标在图上)。 (2)构件4的 角 加 速 度4。 (3)设不计移 动副中的摩 擦,各转动 副中的摩擦 圆如图中虚 线所示,试画 出铰链 B、C、D中 的 反 力R12,R64和R53的方位及指向。 9.在 图 示 机 构 中 ,已 知HAC=54037560 1 mm, mm, o,构件1以 等 角 速 度 110= rad
7、 /s转动,作用在构件3上 的 力 矩M 3 3 5=. N m,试: (1)用相对速度图解法求构件3的 角 速 度3和角加速度3; (2)不计摩擦和惯性力,求作用在构件1上 的 平 衡 力 矩M 1的大小和方向。 10.图 示 机 构 中 , 构 件1为 主 动 件 , 构 件5与 曲 柄AB固 接 。 已 知 : 各 轮 齿 数 为 zzz 123 20=,杆长为ll ABBC =100250mm,mm,杆2的 重 力G 2 50= N,工作 阻 力P= 500 N, 驱 动 力 矩M 1 25=N m, 质 心S6在BC中 点 , 曲 柄 及1、2、3轮 和 构 件5 的 总 质 心S5
8、如图示,ll ASAB5 =,其重力为G 51 100400 1 =N,rad /s, ,试: (1)用图解法确定在图示位置时点C及S6的 加 速 度aC及aS6; (2)设以曲柄为等效构件,求等效力矩M。 11.在图示的齿轮连杆组合机构中,已知 lll ABBCCD =4510070 mm, mm, mm, l AD =120 mm。试分析: (1)齿轮1能 否 绕A点 作 整 周 转 动 ( 说 明 理 由 ) ? ( 2) 该 机 构 的 自 由 度 为 多 少 ( 要 有 具 体 计 算 过 程 ) ? ( 3) 在 图 示 位 置 时 , 瞬 心P13在何处?i 13 1 3 = ?
9、(列出计算式即可。) 12.图 示 轮 系 , 已 知 各 轮 齿 数 :z190=,z260=,z = 2 40,z330=,z= 3 24,z418=, z515=,zzzz = 5667 301053532,, 转 速n1190=r /min, 转 向 如 图 所 示 。 试 求: (1)计算该轮系的自由度; (2)计算n7的大小和方向; (3)如作用在构件7上 的 阻 力 矩M r N m=200 ,计算以构件1为 等 效 构 件 时 它 的 等 效 力 矩M。 13.在 图 示 机 构 运 动 简 图 中 , 凸 轮 转 动 中 心 为O1, 凸 轮 轮 廓 为 一 圆 , 圆 心
10、为O2。 摆 杆 AB通 过 一 连 杆 拉 动 滑 块D运 动 。D1、D2为摆杆处于两极限位置时滑块对应的位 置。 求 : (1)凸轮机构在图示位置的压力角; (2)绘出摆杆两极限位置; (3)用图解法 求连接滑块 与摆杆的连 杆长及连杆 与摆杆的铰 链中心(中心 在AB的 延 长 线 上 ) 。 14.在 图 示 机 构 中 , 当 偏 心 轮1绕 固 定 中 心A转 动 时 , 滑 块2在 圆 柱 体3的 直 槽 内 滑 动 , 因 而 使3绕 固 定 中 心 C转 动 。 ( 1) 试 作 出 机 构 运 动 简 图 ; ( 2)若 已 知ABAC=60120 mm, mm,试问这是
11、什么类型的四杆机构?其 行 程速度变化系数K为 多 少 ? ( 3) 当 偏 心 轮1以 等 角 速 度130=rad /s转 动 时 , 求 在 图 示 位 置 时 构 件3的 角 速 度3和角加速度3,并在图中标出它们的方向。 15.图 示 为 一 工 作 台 的 摆 动 机 构 。 工 作 台 下 固 定 一 支 座4, 液 压 马 达 装 在 支 座 上 , 驱 动 凸 轮1逆 时 针 方 向 以11=rad /s绕A等 速 转 动 。 凸 轮 是 半 径R= 22 mm的 偏 心 圆,偏心 距OAAB=1060 mm, mm,在图示位置时,试: (1)计算机构的自由度F; ( 2)
12、图 示 机 构 是 由 哪 种 基 本 凸 轮 机 构 通 过 什 么 方 式 演 化 而 来 的 ? 按 比 例 画 出 其 基 本 形 式 。 ( 3) 将 高 副 低 代 后 , 画 出 相 应 的 替 代 机 构 。 16.图 示 轮 系 中 , 已 知 各 轮 齿 数 :zzzzzz 123456 10099100101199=,, 电 动机的转向如图所示,其铭牌上标出的转速nMr/min=1000 ,问: (1)蜗轮6的 转 速 大 小 和 方 向 ; (2)结 构 上 要 求 齿 轮1、2的 中 心 距a12等于齿轮3、4的 中 心 距a34。若1、2、3、4齿 轮 都 用 标
13、准 齿 轮 ,则 哪 对 齿 轮 应 该 用 斜 齿 轮 ? 若 斜 齿 轮 的 法 面 模 数 等 于 直 齿 轮 的 模 数m, 则 该 对 斜 齿 轮 的 螺 旋 角= ? 17.图 示 轮 系 中 ,电 动 机 的 转 速nMr/min= 30 ,4个 圆 柱 直 齿 轮 的 模 数m= 2 mm, 压 力角= 20o,ha =1,齿数为zzzz 1234 60201030=,,内啮合齿轮对1、2是 标 准 齿 轮 、 标 准 安 装 。 求 : ( 1) 齿 轮3的 转 速n3及齿轮4的 转 速n4的大小和方向; ( 2) 齿轮3的 节 圆 半 径r 3 及 其 齿 顶圆半 径r a
14、3,齿轮4的 齿 顶 圆 半 径ra4。(注:保 证 齿轮3不 产 生 根 切 。 ) 18.在 图 示 轮 系 中 ,各 轮 均 为 直 齿 圆 柱 齿 轮 。已 知 模 数m= 2 mm,压力角= 20o, 齿 顶高系数ha =1,各轮齿数为:zzzz 1324 201660=,。电动机装在内齿轮4上 , 电 动 机 转 速nM=10 r /min,转向如图所示。试求: (1)壳体(即齿轮4) 的 转 速n4及其转向; (2)齿轮1与2的 中 心 距 可 否 为a1236=mm?若a1236=mm,这对齿轮属于何 种类 型的传动?齿轮2的 齿 顶 圆 半 径r a2 ?= 19.图 示 轮
15、 系 中 ,已 知 各 轮 齿 数( 表 示 在 图 中 括 号 内 ),齿 轮 对6、1的 中 心 距 与 齿 轮 对1、2的 中 心 距 相 等 。 求 : ( 1)i 63; (2)当n61500= r /min时,n3转速为多少?并说明其方向; (3)图示轮系中有5对 齿 轮 啮 合 ,设 各 轮 模 数 均 相 同 。试 说 明 哪 些 齿 轮 对 需 进 行 变 位 ? 理 由 为 何 ? 任 选 其 中 一 对 变 位 齿 轮 , 求 其 变 位 系 数 之 和 (x )。 注:inv。 200 014904 o = . 其它角度时,可采用invtg=计算。 20.图 示 轮 系
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