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文檔簡(jiǎn)介
1、題目部分,(卷面共有99題,999.0分,各大題標(biāo)有題量和總分)一、填空題(5小題,共9.0分)1(1.5分)速度瞬心的概念是: ;絕對(duì)速度瞬心與相對(duì)速度瞬心的相同點(diǎn)是: 不同點(diǎn)是: 2(1分)如果一個(gè)機(jī)構(gòu)由K個(gè)構(gòu)件組成,則瞬心總數(shù)為; 。3(2分)當(dāng)兩構(gòu)件組成轉(zhuǎn)動(dòng)副時(shí),速度瞬心的位置在 ;當(dāng)兩構(gòu)件組成移動(dòng)副時(shí),速度瞬心的位置在 ;兩構(gòu)件組成滑動(dòng)兼滾動(dòng)的高副時(shí),速度瞬心的位置在 ;特殊情況下,兩構(gòu)件組成純滾動(dòng)的高副時(shí),瞬心的位置在 。4(2分)三心定理的內(nèi)容是: 。5(2分)速度影像原理只能應(yīng)用于 ;而不能應(yīng)用于 。二、問(wèn)答題(36小題,共212.0分)1(10分)試 列 舉 出 五 種 能
2、將 連 續(xù) 回 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) 轉(zhuǎn) 換 為 直 線 運(yùn) 動(dòng) 的 機(jī) 構(gòu) , 要 求 畫(huà) 出 機(jī) 構(gòu) 示 意 圖 , 寫(xiě) 上 機(jī) 構(gòu) 名 稱 。2(10分)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線互相平行的兩構(gòu)件中,主動(dòng)件作勻速轉(zhuǎn)運(yùn),從動(dòng)件作往復(fù)擺動(dòng),若要求主動(dòng) 件每轉(zhuǎn)動(dòng)一周,從動(dòng) 件往復(fù)擺動(dòng)一次,試:(1)確定采用什么機(jī)構(gòu)(至少確定兩種機(jī)構(gòu));(2)畫(huà)出其簡(jiǎn)圖;(3)簡(jiǎn)單說(shuō)明設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)尺寸時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題。3(5分)要齒輪傳動(dòng)勻速、連續(xù)、平穩(wěn)的進(jìn)行,必須滿足哪些條件?4(10分)何謂齒輪的模數(shù)?為什么要規(guī)定模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值?在直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、圓錐齒輪以及蝸桿蝸輪上,何處的模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值?5(5分)漸開(kāi)線齒輪的基本參數(shù)有哪些
3、?其中哪些是有標(biāo)準(zhǔn)的?為什么說(shuō)這些參數(shù)是基本參數(shù)?6(6分)漸開(kāi)線的形狀因何而異?一對(duì)嚙合的漸開(kāi)線齒輪,若其齒數(shù)不同,其齒廓漸開(kāi)線形狀是否相同?又如有兩個(gè)齒輪,其分度圓及壓力角相同,但模數(shù)不同,試問(wèn)其齒廓的漸開(kāi)線形狀是否相同?又若兩個(gè)齒輪的模數(shù)和齒數(shù)均相同,但壓力角不同,其齒廓漸開(kāi)線形狀是否相同?7(6分)何謂標(biāo)準(zhǔn)齒輪?何謂標(biāo)準(zhǔn)中心距?一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的實(shí)際中心距略大于標(biāo)準(zhǔn)中心距a時(shí),其傳動(dòng)比有無(wú)變化?仍能繼續(xù)正確嚙合嗎?其頂隙、齒側(cè)間隙和重合度有何變化?8(5分)重合度的物理意義是什么?影響重合度的主要參數(shù)有哪些?增大齒輪的模數(shù)對(duì)提高重合度有無(wú)好處?9(6分)何謂齒廓的根切現(xiàn)象?在什么情況下會(huì)產(chǎn)
4、生根切現(xiàn)象?是否基圓半徑愈小就愈容易產(chǎn)生根切?齒廓的根切有什么危害?要切與被切齒輪的齒數(shù)有什么關(guān)系?如何避免根切?10(7分)何謂變位齒輪?為什么要對(duì)齒輪進(jìn)行變位修正?齒輪變位修正后哪些尺寸改變了?哪些尺寸沒(méi)有改變?11(8分)斜齒輪傳動(dòng)和直齒輪傳動(dòng)相比有什么特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)?為什么斜齒輪的模數(shù)和壓力角有法面和端面之分?為什么要取法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值?12(6分)斜齒輪的螺旋角對(duì)傳動(dòng)有什么影響?它的常用范圍是多少?為什么要作這樣的限制?13(6分)何謂斜齒輪的當(dāng)量齒輪和圓錐齒輪的當(dāng)量齒輪?提出當(dāng)量齒輪的意義何在?14(6分)為什么要規(guī)定蝸桿分度圓直徑的標(biāo)準(zhǔn)系列?為什么蝸桿的分度圓直徑?而蝸輪的分度圓直
5、徑卻為,為什么蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比?15(6分)在凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中有哪幾種常用的推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律?各有什么特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)?在選擇推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),主要應(yīng)考慮哪些因素?16(4分)哪幾種推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律有剛性沖擊?哪幾種推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律有柔性沖擊?17(6分)何謂凸輪機(jī)構(gòu)的變尖現(xiàn)象和失真現(xiàn)象?它對(duì)凸輪機(jī)構(gòu)的工作有何影響?如何加以避免?18(6分)何謂凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角?壓力角的大小在凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中有何重要意義?19(4分)平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角為多少?是否恒為零?這種凸輪機(jī)構(gòu)是否也存在自鎖問(wèn)題?為什么?20(4分)從受力的觀點(diǎn)考慮,直動(dòng)推桿的導(dǎo)軌長(zhǎng)度l和懸臂尺寸b是大一些好,還是小一些好?21(6分)何謂周期性速
6、度波動(dòng)和非周期性速度波動(dòng)產(chǎn)生生周期性速度波動(dòng)和非周期性速度波動(dòng)的原因是什么?為什么要加以調(diào)節(jié)?各可用什么辦法來(lái)加以調(diào)節(jié)?22(6分)何謂機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的“平均轉(zhuǎn)速”和運(yùn)轉(zhuǎn)速度“不均勻系數(shù)”?是否選得越小越好?23(5分)機(jī)器安裝了飛輪以后能否得到絕對(duì)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)?飛輪能否用來(lái)調(diào)節(jié)非周期性速度波動(dòng)?欲減小機(jī)器的周期性速度波動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相同的飛輪應(yīng)安裝在機(jī)器的高速軸上還是安裝在低速軸上?24(5分)飛輪設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題是什么?如何確定最大盈虧功?25(5分)為什么要對(duì)回轉(zhuǎn)構(gòu)件進(jìn)行平衡?26(7分)何謂動(dòng)平衡?何謂靜平衡?它們各需要滿足什么條件?哪一類構(gòu)件只需要進(jìn)行靜平衡?哪一類構(gòu)件必須進(jìn)行動(dòng)平衡?27(5分)
7、要求進(jìn)行動(dòng)平衡的回轉(zhuǎn)構(gòu)件,如果只進(jìn)行靜平衡,是否一定能減輕偏聽(tīng)偏心質(zhì)量造成的不良影響?28(5分)經(jīng)過(guò)平衡以后的回轉(zhuǎn)構(gòu)件,當(dāng)其運(yùn)轉(zhuǎn)速度發(fā)生波動(dòng)時(shí)是否仍有動(dòng)載荷產(chǎn)生?29(6分)在工程上為什么要規(guī)定許用不平衡量?為什么說(shuō)完全的絕對(duì)平衡是不可能的,也是不必要的?30(4分)對(duì)于作往復(fù)移動(dòng)或平面運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件,能否在構(gòu)件本身將其慣性力平衡?31(5分)平面四桿機(jī)構(gòu)的基本型式是什么?它有哪些演化型式?32(5分)何謂曲柄?四桿機(jī)構(gòu)具有曲柄的條件是什么?曲柄是否就是最短桿?33(6分)何謂行程速比系數(shù)?何謂急回特性?何謂極位夾角?三者之間的關(guān)系如何?34(6分)何謂連桿機(jī)構(gòu)的壓力角和轉(zhuǎn)動(dòng)角?研究傳動(dòng)角有何意
8、義?在連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)傳動(dòng)角有何限制?在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,最小傳動(dòng)角出現(xiàn)在什么位置?35(5分)在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中,死點(diǎn)和極位實(shí)際上是同一個(gè)位置,那么為什么有時(shí)叫它死點(diǎn),有時(shí)又叫它極位,它們的區(qū)別在什么地方?36(5分)死點(diǎn)與自鎖有什么區(qū)別?說(shuō)明死點(diǎn)的危害及其克服方法,以及死點(diǎn)在機(jī)械工程中的應(yīng)用情況。三、圖解題(13小題,共225.0分)1(15分)在圖示機(jī)構(gòu)中,已知,構(gòu)件3的重量N,生產(chǎn)阻力,其余構(gòu)件的重量和慣性力不計(jì),試:(1)寫(xiě)出速度和加速度向量方程式,作速度和加速度多邊形圖,確定在圖示位置 時(shí)構(gòu)件3的速度和加速度的大小及方向;(2)計(jì)算構(gòu)件3的慣性力,并在構(gòu)件3上標(biāo)明方向;(3)計(jì)算作用在
9、構(gòu)件3上的力、,等效到構(gòu)件1上的等效力矩M,并標(biāo)明其方向。2(15分)圖示正切機(jī)構(gòu)中,已知,構(gòu)件3的質(zhì)量,其它構(gòu)件質(zhì)量忽略不計(jì)。作用在D點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)力(重力加速度),試:(1)用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求C點(diǎn)的速度和加速度;(2)計(jì)算構(gòu)件3的慣性力,并求作用在C點(diǎn)的阻力。3(15分)已知平底從動(dòng)件凸輪機(jī)構(gòu),其中為凸輪的質(zhì)心,構(gòu)件1的質(zhì)量,構(gòu)件2的質(zhì)量。構(gòu)件1的角速度,且為常數(shù),轉(zhuǎn)向如圖示。加在構(gòu)件2上的載荷,試在圖示位置 時(shí), 求:(1)高副低代后的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖;(2)從動(dòng)件2的速度和加速度(用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法);(3)求作用在凸輪1上的平衡力矩。(忽略重力作用,但需考慮構(gòu)件的慣性力。)4(20分)在圖示六桿機(jī)構(gòu)
10、中,構(gòu)件2和構(gòu)件4形成移動(dòng)副,同時(shí)也與構(gòu)件3形成移動(dòng)副。原動(dòng)件1以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng),在圖示位置時(shí)B點(diǎn)的速度,加速度如圖所示(速度、加速 度比例尺分別為),驅(qū)動(dòng)力矩及作用在構(gòu)件5上的力矩的方向如圖所示, 試求解:(1)構(gòu)件5的角速度(用相對(duì)速度圖解法,寫(xiě)出矢量方程和算式,不作具體數(shù) 學(xué)計(jì)算。方向標(biāo)在圖上)。(2)構(gòu)件4的角加速度。(3)設(shè)不計(jì)移動(dòng)副中的摩擦,各轉(zhuǎn)動(dòng)副中的摩擦圓如圖中虛線所示,試畫(huà)出鉸鏈 B、C、D中的反力,和的方位及指向。5(20分)在圖示機(jī)構(gòu)中,已知,構(gòu)件1以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng),作用在構(gòu)件3上的力矩,試:(1)用相對(duì)速度圖解法求構(gòu)件3的角速度和角加速度;(2)不計(jì)摩擦和慣性力,求作用在構(gòu)
11、件1上的平衡力矩的大小和方向。6(15分)圖示機(jī)構(gòu)中,構(gòu)件1為主動(dòng)件,構(gòu)件5與曲柄AB固接。已知:各輪齒數(shù)為,桿長(zhǎng)為,桿2的重力,工作阻力,驅(qū)動(dòng)力矩,質(zhì)心在BC中點(diǎn),曲柄及1、2、3輪和構(gòu)件5的總質(zhì)心如圖示,其重力為,試:(1)用圖解法確定在圖示位置時(shí)點(diǎn)C及S6的加速度及;(2)設(shè)以曲柄為等效構(gòu)件,求等效力矩M。7(15分)在圖示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中,凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心為O1,凸輪輪廓為一圓,圓心為O2。擺桿 AB通過(guò)一連桿拉動(dòng)滑塊D運(yùn)動(dòng)。、為擺桿處于兩極限位置時(shí)滑塊對(duì)應(yīng)的位置。 求 :(1)凸輪機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角;(2)繪出擺桿兩極限位置;(3)用圖解法求連接滑塊與擺桿的連桿長(zhǎng)及連桿與擺桿的鉸鏈中心
12、(中心在AB的延長(zhǎng)線上)。8(20分)在圖示機(jī)構(gòu)中,當(dāng)偏心輪1繞固定中心A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滑塊2在圓柱體3的直槽內(nèi)滑動(dòng), 因而使3繞固定中心 C轉(zhuǎn)動(dòng)。(1)試作出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖;(2)若已知,試問(wèn)這是什么類型的四桿機(jī)構(gòu)?其行 程速度變化系數(shù)K為多少?(3)當(dāng)偏心輪1以等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),求在圖示位置時(shí)構(gòu)件3的角速度和角加速度,并在圖中標(biāo)出它們的方向。9(10分)圖示為一工作臺(tái)的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。工作臺(tái)下固定一支座4,液壓馬達(dá)裝在支座上,驅(qū)動(dòng) 凸輪1逆時(shí)針?lè)较蛞岳@A等速轉(zhuǎn)動(dòng)。凸輪是半徑的偏心圓,偏心 距,在圖示位置時(shí),試:(1)計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度F;(2)圖示機(jī)構(gòu)是由哪種基本凸輪機(jī)構(gòu)通過(guò)什么方式演化而來(lái)的?按比例畫(huà)出其
13、基 本形式。(3)將高副低代后,畫(huà)出相應(yīng)的替代機(jī)構(gòu)。10(20分)圖示為凸輪-連桿機(jī)構(gòu)的工作位置。已知全部尺寸和工作阻力Q,其方向如圖示, 并給出了各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的摩擦圓(圖中各轉(zhuǎn)動(dòng)副處較大的圓)。試:(1)畫(huà)出機(jī)架6給構(gòu)件3的反作用力的作用線(滾子與凸輪間的滾動(dòng)摩擦忽 略不計(jì))。(2)用作圖法求出當(dāng)滑塊5從最高位置到達(dá)圖示位置時(shí),凸輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度(在圖中應(yīng)標(biāo)注清楚)。注:作圖線要畫(huà)全,畫(huà)清楚。11(20分)圖示機(jī)構(gòu)中,已知各構(gòu)件尺寸:mm,mm,mm,mm, mm, mm, mm, 長(zhǎng) 度 比 例 尺 m/mm, 原 動(dòng) 件 1 以 等 角 速 度 rad/s 逆 時(shí) 針 方 向 轉(zhuǎn) 動(dòng)。 試 求
14、:(1) 構(gòu) 件 2、3、4 和5 的 角 速 度 、 的 大 小 及 方 向;(2) 在 圖 上 標(biāo) 出 構(gòu) 件 4 上 的 點(diǎn) , 該 點(diǎn) 的 速 度 的 大 小、 方 向 與 構(gòu) 件 3 上 的 點(diǎn) D 速 度 相 同;(3) 構(gòu) 件 2、3、4 和 5 的 角 加 速 度 a2、a3、a4、a5 的 大 小 和 方 向。( 建 議 速 度 比 例 尺 (m/s)/mm, 加 速 度 比 例 尺 (m/s2)/mm。)( 要 求 列 出 相 應(yīng) 矢 量 方 程 式 和 計(jì) 算 關(guān) 系 式。)12(20分) 圖 示 連 桿 機(jī) 構(gòu), 長(zhǎng) 度 比 例 尺 m/mm, 其 中 mm, mm,
15、mm, mm, mm, rad/s。 試 用 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 圖 解 法 求:(1)、 的 大 小 及 方 向;(2)a2、a3、a4、a5 的 大 小 和 方 向;(3)構(gòu) 件 5 上 的 點(diǎn) F5 的 速 度 和 加 速 度 ;(4) 構(gòu) 件 4 上 的 點(diǎn) F4 的 速 度 和 加 速 度 。(速 度 多 邊 形 和 加 速 度 多 邊 形 的 比 例 尺 分 別 為 (m/s)/mm, (m/s2)/mm, 要 求 列 出 相 應(yīng) 的 矢 量 方 程 式 和 計(jì) 算 關(guān) 系 式。)13(20分) 機(jī) 構(gòu) 如 圖 所 示, 已 知 構(gòu) 件 長(zhǎng) 度, 并 且 已 知 桿 1 以 勻 角 速
16、 度 回 轉(zhuǎn), 用 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 圖 解 法 求 該 位 置 滑 塊 5 的 速 度 及 加 速 度。四、計(jì)算(44小題,共543.0分)1(10分) 已 知 機(jī) 組 在 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) 期 主 軸 上 的 等 效 阻 力 矩 變 化 曲 線 如 圖 所 示, 等 效 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 為 常 數(shù), 主 軸 的 平 均 角 速 度rad/s。 為 減 小 主 軸 的 速 度 波 動(dòng), 現(xiàn) 加 裝 一 個(gè) 飛 輪, 其 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量kg×m2, 不 計(jì) 主 軸 及 其 它 構(gòu) 件 的 質(zhì) 量 和 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 。 試 求:(1) 等 效 驅(qū) 動(dòng) 力 矩;(2) 運(yùn) 轉(zhuǎn) 速 度
17、不 均 勻 系 數(shù);(3) 主 軸 的 最 大 角 速 度 及 最 小 角 速 度, 它 們 發(fā) 生 在 何 處( 即 相 應(yīng) 的 值)。2(10分)某 機(jī) 械 在 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 階 段 內(nèi) 的 一 個(gè) 運(yùn) 動(dòng) 循 環(huán) 中, 其 主 軸 上 的 等 效 阻 力 矩 如 圖 所 示, 等 效 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 為 常 值, 等 效 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量kg×m2, 平 均 角 速 度rad/s, 試 求:(1) 等 效 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)。3(10分)某 機(jī) 械 在 穩(wěn) 定 運(yùn) 動(dòng) 的 一 個(gè) 周 期
18、 中, 作 用 在 等 效 構(gòu) 件 上 的 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), 平 均 角 速 度rad/s, 要 求 運(yùn) 轉(zhuǎn) 速 度 不 均 勻 系 數(shù), 忽 略 除 飛 輪 以 外 構(gòu) 件 的 等 效 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量。試 求:(1) 等 效 驅(qū) 動(dòng) 力 矩;(2) 最 大 盈 虧 功;(3) 應(yīng) 在 等 效 構(gòu) 件 上 安 裝 的 飛 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量。4(5分) 一 多 缸 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 某 工 作 機(jī) 時(shí),其 等 效 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 和 等 效 阻 力 矩 與 等 效 構(gòu) 件 的 轉(zhuǎn) 角 的 關(guān) 系 如 圖 示。 圖 中
19、畫(huà) 出 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) 期 一 個(gè) 運(yùn) 動(dòng) 周 期 的 變 化。 兩 曲 線 之 間 的 各 塊 面 積 標(biāo) 注 在 圖 中, 單 位 為 。 圖 的 橫 坐 標(biāo) 比 例 尺rad/mm, 縱 坐 標(biāo) 比 例 尺 為N×m/mm。 等 效 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 為 常 數(shù)。 試 求:(1) 等 效 構(gòu) 件 的 最 大、 最 小 角 速 度 、 所 對(duì) 應(yīng) 的 轉(zhuǎn) 角, 說(shuō) 明 并 標(biāo) 注 在 圖 上。(2) 最 大 盈 虧 功。5(5分)(1) 計(jì) 算 各 點(diǎn) 的 能 量。 :E = 0J:E = 580 J :E = 580 - 320 = 260J:E = 260 + 390 =
20、650J:E = 650 - 520 = 130J:E = 130 + 190 = 320J:E = 320 - 390 = -70J:E = -70 + 260 = 190J:E = 190 - 190 = 0J (2) 在 點(diǎn) 處, 在 點(diǎn) 處。(3) J6(5分)某 機(jī) 器 在 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 的 一 個(gè) 周 期 中 的 等 效 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 和 等 效 阻 力 矩 如 圖 所 示。 由 和 所 圍 成 的 各 塊 面 積 所 代 表 的 功 分 別 為J ,J, J,J,J, 設(shè) 等 效 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 為 常 數(shù), 試 確 定:(1) 最 大 及 最 小 角 速 度 和 對(duì) 應(yīng) 的
21、 等 效 構(gòu) 件 的 轉(zhuǎn) 角 在 什 么 位 置?(2) 機(jī) 器 的 最 大 盈 虧 功 是 多 少?7(5分)某 機(jī) 器 在 穩(wěn) 定 運(yùn) 動(dòng) 階 段 的 一 個(gè) 運(yùn) 動(dòng) 周 期 中,等 效 驅(qū) 動(dòng) 力 矩(實(shí) 線)和 等 效 阻 力 矩 (虛線)曲 線 如 圖 示。 兩 曲 線 所 圍 成 的 各 塊 面 積 上 標(biāo) 出 的 數(shù) 字 表 示 相 應(yīng) 的 盈 虧 功 的 絕 對(duì) 值(J), 設(shè) 等 效 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 為 常 數(shù), 試 求:(1) 等 效 構(gòu) 件 的 最 大、 最 小 角 速 度、 分 別 位 于 何 處( 相 應(yīng) 的 轉(zhuǎn) 角 位 置)?(2) 最 大 盈 虧 功。8(5分)
22、一 機(jī) 組 在 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 的 一 個(gè) 周 期 中, 等 效 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 和 等 效 阻 力 矩 的 變 化 曲 線 如 圖 示, 等 效 阻 力 矩 為 常 數(shù)。 兩 曲 線 間 圍 成 的 各 塊 面 積 如 下: , ,及, 面 積 單 位 為 mm2, 圖 中 橫 坐 標(biāo) 比 例 尺rad/mm, 縱 坐 標(biāo) 比 例 尺N×m/mm, 等 效 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 為 常 量。 試 求:(1) 等 效 構(gòu) 件 最 大、 最 小 角 速 度 與 的 位 置;(2) 最 大 盈 虧 功。9(5分) 已 知 機(jī) 器 在 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 一 周 期 內(nèi) 等 效 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 和
23、等 效 阻 力 矩 (為 常 值)如 圖 示。 兩 曲 線 間 所 包 容 的 面 積 表 示 盈 虧 功 的 大 小, 自 左 至 右 分 別 為, , , , 單 位 為 J, 等 效 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 為 常 量。 試 求:(1) 等 效 構(gòu) 件 最 大、 最 小 角 速 度;(2)、 的 位 置;(3) 最 大 盈 虧 功。10(20分) 在 圖 示 的 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 中, 輪 1 為 主 動(dòng) 件, 其 上 作 用 有 驅(qū) 動(dòng) 力 矩= 常 數(shù), 輪 2 上 作 用 有 阻 力 矩, 它 隨 輪 2 轉(zhuǎn) 角的 變 化 關(guān) 系 示 于 圖 b 中。 輪 1 的 平 均 角 速 度 rad
24、/s, 兩 輪 的 齒 數(shù) 為 。 試 求:(1) 以 輪 1 為 等 效 構(gòu) 件 時(shí),等 效 阻 力 矩;(2) 在 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 階 段( 運(yùn) 動(dòng) 周 期 為 輪 2 轉(zhuǎn)), 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 的 大 小;(3) 最 大 盈 虧 功;(4) 為 減 小 輪 1 的 速 度 波 動(dòng), 在 輪 1 軸 上 安 裝 飛 輪, 若 要 求 速 度 不 均 勻 系 數(shù), 而 不 計(jì) 輪 1、2 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 時(shí), 所 加 飛 輪 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 至 少 應(yīng) 為 多 少?(5) 如 將 飛 輪 裝 在 輪 2 軸 上, 所 需 飛 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 是 多 少? 是 增 加 還 是 減 少
25、? 為 什 么?11(20分) 已 知 一 齒 輪 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu), 其 中, 在 齒 輪 4 上 有 一 工 作 阻 力 矩, 在 其 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) ()中, 的 變 化 如 圖 示。 輪 1 為 主 動(dòng) 輪。 如 加 在 輪 1 上 的 驅(qū) 動(dòng) 力 矩 為 常 數(shù), 試 求:(1) 在 機(jī) 器 穩(wěn) 定 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí), 的 大 小 應(yīng) 是 多 少? 并 畫(huà) 出 以 輪 1 為 等 效 構(gòu) 件 時(shí) 的等 效 力 矩-、-曲 線;(2) 最 大 盈 虧 功;(3) 設(shè) 各 輪 對(duì) 其 轉(zhuǎn) 動(dòng) 中 心 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 分 別 為kg×m2, kg×m2, 如 輪 1
26、 的 平 均 角 速 度rad/s, 其 速 度 不 均 勻 系 數(shù) ,則 安 裝 在 輪 1 上 的 飛 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量?(4) 如 將 飛 輪 裝 在 輪 4 軸 上, 則 所 需 飛 輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 是 增 加 還 是 減 少? 為 什 么?12(15分)在圖示輪系中,已知,試求:(1)傳動(dòng)比;(2)該機(jī)構(gòu)的自由度F,并指明虛約束、復(fù)合鉸鏈和局部自由度。13(15分)在圖示的齒輪-連桿組合機(jī)構(gòu)中,已知。試分析:(1)齒輪1能否繞A點(diǎn)作整周轉(zhuǎn)動(dòng)(說(shuō)明理由)?(2)該機(jī)構(gòu)的自由度為多少(要有具體計(jì)算過(guò)程)?(3)在圖示位置時(shí),瞬心在何處?(列出計(jì)算式即可。)14(15分)圖示輪系,已
27、知各輪齒數(shù):,,轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)向如圖所示。試 求:(1)計(jì)算該輪系的自由度;(2)計(jì)算的大小和方向;(3)如作用在構(gòu)件7上的阻力矩,計(jì)算以構(gòu)件1為等效構(gòu)件時(shí)它的 等效力矩M。15(15分)圖示輪系中,已知各輪齒數(shù):,電 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向如圖所示,其銘牌上標(biāo)出的轉(zhuǎn)速,問(wèn):(1)蝸輪6的轉(zhuǎn)速大小和方向;(2)結(jié)構(gòu)上要求齒輪1、2的中心距等于齒輪3、4的中心距。若1、2、3、4齒輪都用 標(biāo)準(zhǔn)齒輪,則哪對(duì)齒輪應(yīng)該用斜齒輪?若斜齒輪的法面模數(shù)等于直齒輪的模數(shù)m,則該對(duì) 斜齒輪的螺旋角16(20分)圖示輪系中,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,4個(gè)圓柱直齒輪的模數(shù),壓 力角,齒數(shù)為,內(nèi)嚙合齒輪對(duì)1、2是標(biāo)準(zhǔn)齒輪、標(biāo)準(zhǔn)安裝。求:(1)齒輪
28、3的轉(zhuǎn)速及齒輪4的轉(zhuǎn)速的大小和方向;(2)齒輪3的節(jié)圓半徑及其齒頂圓半徑,齒輪4的齒頂圓半徑。(注:保證齒輪3不產(chǎn)生根切。)17(10分)在圖示輪系中,各輪均為直齒圓柱齒輪。已知模數(shù),壓力角,齒頂高系數(shù),各輪齒數(shù)為:。電動(dòng)機(jī)裝在內(nèi)齒輪4上,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)向如圖所示。試求:(1)殼體(即齒輪4)的轉(zhuǎn)速及其轉(zhuǎn)向;(2)齒輪1與2的中心距可否為?若,這對(duì)齒輪屬于何種類型的傳動(dòng)?齒輪2的齒頂圓半徑18(20分)圖示輪系中,已知各輪齒數(shù)(表示在圖中括號(hào)內(nèi)),齒輪對(duì)6、的中心距與齒輪 對(duì)1、2的中心距 相等。求:(1);(2)當(dāng)時(shí),轉(zhuǎn)速為多少?并說(shuō)明其方向;(3)圖示輪系中有5對(duì)齒輪嚙合,設(shè)各輪模數(shù)均相同
29、。試說(shuō)明哪些齒輪對(duì)需進(jìn)行 變位?理由為何?任選其中一對(duì)變位齒輪,求其變位系數(shù)之和()。注:。其它角度時(shí),可采用計(jì)算。19(15分)圖示輪系中,已知蝸桿1的齒數(shù)(右旋),其余各輪的齒數(shù)為:,各齒輪模數(shù)相同,且均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。蝸桿1的轉(zhuǎn)速,方向如圖示。求:(1)齒數(shù)等于多少?(2)的大小和方向;(3)設(shè)輪系總效率,作用于輪6上的阻力矩,求蝸桿1上應(yīng) 加的驅(qū)動(dòng)力矩等于多少?20(10分)圖示為起重葫蘆傳動(dòng)示意圖,其總機(jī)械效率,已知手動(dòng)鏈輪的直徑,起重吊鉤鏈輪的直徑,如果給手動(dòng)鏈條以的拉力,求起重吊鉤能提起的重量Q為多少? 21(15分)圖示為由行星輪系與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)組成的組合機(jī)構(gòu),曲柄4以順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)
30、動(dòng),若已知各輪齒數(shù),且均為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪,曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速度變化系數(shù),試求搖桿6由左極限位置擺到右極限位置時(shí),齒輪1的轉(zhuǎn)角及其轉(zhuǎn)向。 22(10分)在圖示機(jī)構(gòu)中,ABCD為平行四邊形。若已知桿長(zhǎng),齒數(shù)、及有關(guān)構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。構(gòu)件1、3、4的質(zhì)心分別在A、D、A點(diǎn),對(duì)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為,,桿BC的質(zhì)心在S,質(zhì)量為,齒輪2和BC桿固連,齒輪2的質(zhì)量為,質(zhì)心在B點(diǎn),由齒輪2和桿BC組成的構(gòu)件對(duì)B的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為。試求轉(zhuǎn)化到構(gòu)件1上的 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 23(15分)圖示機(jī)構(gòu)中,ABCD為平行四邊形。齒輪2和連桿BC固連,其上受有力F。構(gòu)件3上受一力矩M3。已知齒輪齒數(shù)、,AB桿長(zhǎng),構(gòu)件4的轉(zhuǎn)
31、角。試求在此位置時(shí),F、M3轉(zhuǎn)化到構(gòu)件1上的等效力矩M。 24(15分)圖示行星輪系中,已知各輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪,且為正確安裝,其模數(shù)均為,齒數(shù),各構(gòu)件質(zhì)心均在其相對(duì)回轉(zhuǎn)軸線上,且其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為:,行星輪質(zhì)量,。(1)試按同心條件求出;(2)求由作用在行星架H上的力矩?fù)Q算到輪1的軸O1上的等效力矩M;(3)求換算到軸O1上的各構(gòu)件質(zhì)量及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。25(15分)圖示為油泵機(jī)構(gòu)。已知,在圖示位置, 角速度,方向如圖示。試:(1)按比例畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖;(2)求構(gòu)件4的行程 速 度變化系數(shù)K;(3)若直徑,求油液壓出泵體的速度;(4)若油壓,求加在構(gòu)件2的力矩。26(15分)圖示裝置中A
32、為轉(zhuǎn)筒,已知其轉(zhuǎn)速,螺母6的螺距,右旋, 單頭,只移不轉(zhuǎn),各齒輪數(shù)為。試求:螺母6在一秒鐘內(nèi)沿螺桿移動(dòng)的距離,并指明移動(dòng)方向。27(15分)在圖示手搖提升裝置中,已知各輪齒數(shù):, ,試:(1) 判 定 當(dāng)提升重物Q時(shí),手柄的轉(zhuǎn)向(從A向看);(2)計(jì)算傳動(dòng)比的大?。唬?)各齒輪的質(zhì)心在其圓心處,它們繞各自的質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(單位:)為,重物Q的質(zhì)量,鼓輪半徑,計(jì)算以齒輪1的軸為等效構(gòu)件時(shí),該機(jī)械系統(tǒng)的等效 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J。28(20分)在圖示輪系中,已知。齒輪模數(shù)相同,壓力角,齒頂高系數(shù),試:(1)計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度,該輪系是什么輪系?(2)求手柄c對(duì)齒輪的傳動(dòng)比;能否用作微調(diào)機(jī)構(gòu)?(3)當(dāng)模數(shù)時(shí),若和
33、采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng),則和,應(yīng)采用何種齒輪傳 動(dòng)類型?(4)由于,能否把它們做成一個(gè)齒輪?該齒輪用范成法加工時(shí),會(huì)不會(huì)根 切?(5)能否把做成標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪來(lái)滿足中心距要求?若可以,寫(xiě)出斜齒圓 柱齒輪的螺旋角 的關(guān)系式。29(10分)圖示為某機(jī)床中的進(jìn)給機(jī)構(gòu),當(dāng)手輪拉出或推入時(shí),齒輪1可分別與齒輪2或4(內(nèi)齒輪)相嚙合。已知齒數(shù):,絲杠5為單線,其螺距,求當(dāng)手輪處于拉出和推入兩個(gè)位置時(shí),問(wèn):(1)手輪轉(zhuǎn)一圈,執(zhí)行件的位移各為多少?(2)若在兩個(gè)位置時(shí),手輪同一方向轉(zhuǎn)動(dòng),執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)方向是否一致?30(20分)在圖示輪系中,已知:液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)向如圖示。圓柱直齒輪模數(shù)mm,壓力角,齒數(shù),交錯(cuò)軸
34、圓柱斜齒輪(螺 旋齒輪)齒數(shù),試:(1)求轉(zhuǎn)速;(2)分析以下問(wèn)題:(a)齒輪1、2可否用標(biāo)準(zhǔn)直齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝?(b)齒輪1、2可否用標(biāo)準(zhǔn)直齒輪,拉大中心距安裝?如果這樣做,會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題?(c)齒輪1、2可否用變位齒輪?如可以,則應(yīng)屬于哪一類傳動(dòng)類型?并求齒輪1的 分度圓、節(jié)圓、齒頂圓半徑(注:,其它值時(shí)可用 計(jì)算,無(wú)齒側(cè)嚙合方程為 )。(3)設(shè)齒輪6是右旋斜齒輪,它的轉(zhuǎn)速方向用向上箭頭表示(即與液壓馬達(dá)n的方向一致,則斜齒輪7應(yīng)是何旋向?它的轉(zhuǎn)速方向是順時(shí)針,還是逆時(shí)針?31(20分)圖示輪系中,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,各輪齒數(shù)為,。各輪模數(shù),壓力角,齒頂高系數(shù),蝸桿4為右旋。試求:(1)輪系的傳動(dòng)比
35、,蝸輪5的轉(zhuǎn)速的大小和方向;(2)齒輪2的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向;(3)內(nèi)嚙合齒輪、3是標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝,輪系中各齒輪都應(yīng)無(wú)根切,在此條件下,求齒輪2的節(jié)圓半徑、齒頂圓半徑和齒輪1的齒頂圓半徑。32(20分)如圖所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu),已知曲柄長(zhǎng),連桿長(zhǎng),偏距。試:(1)說(shuō)明該機(jī)構(gòu)是否有曲柄存在,為什么?(2)用作圖法或解析法求出該機(jī)構(gòu)的極位夾角及滑塊的行程。(3)給定許用最小傳動(dòng)角,驗(yàn)證此機(jī)構(gòu)是否滿足 要 求。¿(4)設(shè)計(jì)一滾子直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)狀凸輪機(jī)構(gòu),完全代替此曲柄滑塊機(jī)構(gòu),兩者具有 完全相同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律?,F(xiàn)若給定滾子半徑,要求在凸輪機(jī)構(gòu)圖上標(biāo)注出對(duì)應(yīng) 的O、A、B點(diǎn),及長(zhǎng)度尺寸a、b、e,并求出此
36、凸輪機(jī)構(gòu)出現(xiàn)最大壓力角的位置。33(20分)圖示齒輪連桿機(jī)構(gòu)中,連桿BC和齒輪剛性聯(lián)接,外齒輪5和內(nèi)齒輪6均空套在曲柄軸A上,已知,試求齒輪5、6的角速度、大小及方向。34(9分)如圖所示一偏置平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu),凸輪1的廓線為漸開(kāi)線,凸輪以,逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),圖中偏心距e=基圓半徑點(diǎn)向徑R=50mm,試問(wèn):(1)從動(dòng)件2在圖示位置的速度= ;(2)從動(dòng)件2向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是 運(yùn)動(dòng)規(guī)律;(3)凸輪機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角a= 。35(9分)在圖所示凸輪機(jī)構(gòu)中,已知凸輪為一偏心圓盤(pán)。要求:(1)給出此凸輪機(jī)構(gòu)的名稱;(2)畫(huà)出此凸輪機(jī)構(gòu)的基圓(其半徑以表示)和凸輪的理論輪廓曲線;(3)標(biāo)出圖示位置時(shí)推
37、桿的位移s;(4)標(biāo)出凸輪機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的壓力角a。36(9分)試以作圖法設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪輪廓曲線。已知凸輪以等角速度逆時(shí)針廻轉(zhuǎn)。正偏距e=10mm,基圓半徑,滾子半徑。推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為:凸輪轉(zhuǎn)角,推桿等速上升16mm,時(shí),推桿遠(yuǎn)休;時(shí),推桿等加速等減速回程16mm,時(shí),推桿近休。37(9分)試以作圖法設(shè)計(jì)一對(duì)心平底直動(dòng)推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪廓曲線。已知凸輪以等角速度順時(shí)針廻轉(zhuǎn)。凸輪基圓半徑,推桿平底與導(dǎo)軌的中心線垂。推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為:凸輪轉(zhuǎn)角,推桿以五次多項(xiàng)式運(yùn)動(dòng)上升20mm, 時(shí),推桿又以佘弦加速度運(yùn)動(dòng)回到原位,凸輪轉(zhuǎn)過(guò)其余時(shí),推桿靜止不動(dòng)。38(8分)一機(jī)器作穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)
38、,其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的等效阻力矩;與等效驅(qū)動(dòng)力矩的變化線如圖所示。等效阻力矩最大值為200Nm,機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在運(yùn)動(dòng)循環(huán)開(kāi)始時(shí),等效構(gòu)件的平均角速度。試求:(1) 等效驅(qū)動(dòng)力矩;(2) 等效構(gòu)件的最大、最小角速度;并指出其出現(xiàn)的位置;(3) 最大盈虧功;(4) 若運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均均系數(shù),則應(yīng)在等效構(gòu)件上加多大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的飛輪?39(10分)某機(jī)組在穩(wěn)定支轉(zhuǎn)時(shí),一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)對(duì)應(yīng)于等效構(gòu)件旋轉(zhuǎn)一周。已知等效阻力矩的變化曲線如圖所示,等效驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù),等效構(gòu)件的平均轉(zhuǎn)速為100/r min,要求其轉(zhuǎn)速誤差不超過(guò)。試求安裝在等效構(gòu)件上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(其它構(gòu)件的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì))。并求該機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)
39、中的最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速及其出現(xiàn)的位置。40(9分)圖所示為某機(jī)械轉(zhuǎn)化到主軸上的等效阻力矩的變化曲線。設(shè)等效驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù),主軸轉(zhuǎn)速,若運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)取為不超過(guò)0.1,試求安裝在主軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和機(jī)械所需的驅(qū)動(dòng)功率(機(jī)械中其他各構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣均略去不計(jì))。41(10分)已知某電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩為 m,用它來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)阻抗力矩為 m的單級(jí)齒輪減速器,其等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 。試求電動(dòng)機(jī)角速度從零增至50rad/s時(shí)需要多長(zhǎng)時(shí)間?42(8分)已知某機(jī)器主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周為一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán),若取主軸為等效構(gòu)件,其等效阻抗力矩如圖所示。設(shè)等效驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)。試求:(1) 該機(jī)器的最大盈虧功,并指出最大和最小角速度
40、及出現(xiàn)的位置;(2) 設(shè)主軸的平均角速度=100rad/s,在主軸上裝一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的飛輪,試求其運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)(不計(jì)其他構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量)43(8分)在圖所示的盤(pán)形轉(zhuǎn)子中,有四個(gè)偏心質(zhì)量拉于同一回轉(zhuǎn)達(dá)平面內(nèi),其大小及回轉(zhuǎn)半徑分別為m1=5kg,m2=7kg,m3=8kg,m4=10kg;r1=rd=10cm,r2=20cm,r3=15cm,方位如圖所示。設(shè)平面質(zhì)量mb的回轉(zhuǎn)半徑rb=15cm。試求平面質(zhì)量mb的大小及方位。44(9分)如圖所示,在一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,已知lBC=500mm,lCD=350mm,lAD=300mm,且AD為機(jī)架。試分析:(1)若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu),lAB的最
41、大值;(2)若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu),lAB的最小值;(3)若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu),lAB的取值范圍。五、證明題(1小題,共10.0分)1(10分)一操縱機(jī)構(gòu)如圖示,原動(dòng)件1繞O勻速轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)2驅(qū)使3運(yùn)動(dòng)。已知,試:(1)按比例畫(huà)出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖;(2)構(gòu)件1作勻速整周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),構(gòu)件3是作整周轉(zhuǎn)動(dòng)還是擺動(dòng)?用數(shù)學(xué)式證明。=答案=答案部分,(卷面共有99題,999.0分,各大題標(biāo)有題量和總分)一、填空題(5小題,共9.0分)1(1.5分)答案兩個(gè)構(gòu)件組成;兩構(gòu)件直接接觸;兩構(gòu)件具有相當(dāng)運(yùn)動(dòng)2(1分)答案面;點(diǎn)、線;2;13(2分)答案自由度數(shù)目,且原動(dòng)件數(shù)目與自由度數(shù)相等4(2分)答案3個(gè)或3個(gè)以上構(gòu)件在
42、一點(diǎn)處用鉸鏈聯(lián)接稱為復(fù)合鉸鏈;在機(jī)構(gòu)中個(gè)別構(gòu)件具有的不影響整體機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的自由度為局部自由度;在機(jī)構(gòu)中不起實(shí)際約束作用的重復(fù)約束稱為虛約束;在計(jì)算機(jī)構(gòu)自由度時(shí),由m個(gè)構(gòu)件組成的復(fù)合鉸鏈組成m-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副;將產(chǎn)生局部自由度的構(gòu)件焊接;將產(chǎn)生虛約束的構(gòu)件及其引入的運(yùn)動(dòng)副去除。5(2分)答案機(jī)構(gòu)中產(chǎn)生虛約束的主要情況有以下幾種:(1)不同構(gòu)件上的兩點(diǎn)之間的距離始終保持恒定時(shí),如果在這兩點(diǎn)之間加上一個(gè)構(gòu)件和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副,則這個(gè)構(gòu)件以及它引進(jìn)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副為虛約束。(2)如果兩個(gè)構(gòu)件在多處形成移動(dòng)副,且這些移轉(zhuǎn)動(dòng)副的導(dǎo)路互相平行,則這些移動(dòng)副,只有一個(gè)是真實(shí)的約束,其余都是虛約束。(3)如果兩個(gè)構(gòu)件在多處形成
43、轉(zhuǎn)動(dòng)副,且這些轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線重合,則這些轉(zhuǎn)動(dòng)副只有一個(gè)是真實(shí)的約束,其余都是虛約束。(4)在輸入構(gòu)件和輸出構(gòu)件之間用多組完全相同的運(yùn)動(dòng)鏈來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí),只有一組起獨(dú)立傳遞運(yùn)動(dòng)的作用,其余各組通常為虛約束。二、問(wèn)答題(36小題,共212.0分)1(10分)答案 2(10分)答案 1)曲柄機(jī)構(gòu):a. 有曲柄存在的條件。 見(jiàn) 圖 (a) b.。2) 凸輪機(jī)構(gòu):a.或 見(jiàn) 圖 (b) b.若采用平底從動(dòng)件,應(yīng)保證推桿長(zhǎng)度,凸輪不能有凹廓(也可用尖底從動(dòng)件)。3)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu):時(shí),有曲柄存在。 見(jiàn) 圖 (c) (a) (b) (c)3(5分)答案必須滿足傳動(dòng)比為常數(shù),兩輪的模數(shù)和壓力角分別相等以及重合度大于1等
44、條件。4(10分)答案將比值稱為齒輪的模數(shù)。將其規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值是為了給齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算、制造和檢驗(yàn)等帶來(lái)方便。直齒圓柱齒輪的端面模數(shù)、斜齒圓柱齒輪的法面模數(shù)、圓錐齒輪的大端模數(shù)、蝸桿的軸面模數(shù)和蝸輪的端面模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值。5(5分)答案漸開(kāi)線齒輪的基本參數(shù)有齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)。其中模數(shù)、壓力、齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)是有標(biāo)準(zhǔn)的。因?yàn)辇X輪的各個(gè)基本尺寸完全取決于上述五個(gè)參數(shù)。6(6分)答案漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小。一對(duì)嚙合的漸開(kāi)線齒輪,應(yīng)模數(shù)、壓力角相同,若其齒數(shù)不同,則基圓的大小不同,故其齒廓漸開(kāi)線形狀不同。若兩個(gè)齒輪,其分度圓珠筆及壓力角相同,但模數(shù)不同,其齒廓的漸開(kāi)線形狀應(yīng)相
45、同。又若兩上齒輪的模數(shù)和齒數(shù)均相同,但壓力角不同,其齒廓漸開(kāi)線形狀將不相同。7(6分)答案具有標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)壓力角、標(biāo)準(zhǔn)齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù),且分度圓上齒厚與齒槽寬相等的齒輪叫標(biāo)準(zhǔn)齒輪。兩輪中心之間的距離正好等于兩輪分度圓半徑之和時(shí)的中心距即為標(biāo)準(zhǔn)中心距。一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的實(shí)際中心距略大于標(biāo)準(zhǔn)中心距a時(shí),其傳動(dòng)比無(wú)變化,仍能繼續(xù)正確嚙合,但其頂隙增大,齒側(cè)間隙增大,重合度減小。8(5分)答案重合度的大小實(shí)質(zhì)上表明同時(shí)參與嚙合的輪齒對(duì)數(shù)的平均值的多少,影響重合度的主要參數(shù)有齒數(shù)、嚙合角、齒頂圓壓力角,而與齒輪的模數(shù)無(wú)關(guān)。9(6分)答案齒廓的根切是指刀具的齒頂切入被加工輪齒的根部,將齒根的漸開(kāi)線齒廓切
46、去一部分的現(xiàn)象。當(dāng)用展成法切齒時(shí),刀具的齒頂圓超過(guò)了嚙合極限點(diǎn)時(shí)就會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象。產(chǎn)生嚴(yán)重根切的輪齒,不僅消弱齒根的抗彎強(qiáng)度,而且將使齒輪傳動(dòng)的重合度降低。當(dāng)被切齒輪的齒數(shù)小于zmin時(shí),就會(huì)發(fā)生根切現(xiàn)象,因而,設(shè)計(jì)齒輪時(shí)一般要求小齒輪的齒數(shù)大于zmin。10(7分)答案改變刀具與被切齒輪的相對(duì)位置,使刀具的分度線與其節(jié)線不再重合,用這種方法加工的齒輪稱為變位齒輪。采用變位齒輪,不僅當(dāng)其齒數(shù)z<zmin時(shí)可以避免發(fā)生根切,而且與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比,由于其齒厚、齒槽寬、齒頂高和齒根高等都發(fā)生了變化,所以還可以通過(guò)恰恰相反當(dāng)選擇變位系數(shù)來(lái)改善齒輪的傳動(dòng)質(zhì)量,提高齒輪的承載能力,配湊中心距等。齒輪變
47、位個(gè)正后由于基本參數(shù)z,m,沒(méi)改變,所以齒輪的分度圓及基圓的大小沒(méi)有改變,但齒輪的齒厚、齒槽寬、齒頂高和齒根高等都發(fā)生了變化。11(8分)答案斜齒輪傳動(dòng)時(shí),其兩輪齒面上的接觸線為斜線,輪齒先由一端逐漸進(jìn)入嚙合,齒面上的接觸線由短變第,然后又由長(zhǎng)變短,逐漸地從輪齒的另一端脫離嚙合,所以傳動(dòng)較為平穩(wěn),同時(shí)由于斜齒輪的輪齒是傾斜的,故在傳動(dòng)時(shí)同時(shí)嚙合的輪齒對(duì)數(shù)較多,即其重合度較大,承載能力較高。斜齒輪的齒廓也是漸開(kāi)線,但由于其輪齒的傾斜,其齒面成為一漸開(kāi)線螺旋面,端面齒形和垂直于螺旋線方向的法面齒形是不同的,因而斜齒輪端面參數(shù)和法面參數(shù)也不相同,故模數(shù)和壓力角也有法面和端面之分。在切制斜齒輪的輪齒時(shí)
48、,進(jìn)刀的方向一般是垂直于法面的,故其法面參數(shù)與刀具的參數(shù)相同,均為標(biāo)準(zhǔn)值。12(6分)答案斜齒輪的螺旋角增大,將會(huì)使傳動(dòng)產(chǎn)生的軸向力增大,對(duì)軸承工作不利。在設(shè)計(jì)時(shí)一般取為,因?yàn)樘?,有上述缺點(diǎn),而太小又體現(xiàn)不出斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)。13(6分)答案與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)募傧氲闹饼X圓柱齒輪稱為斜齒輪;與錐齒輪大端齒形相當(dāng)?shù)募傧氲闹饼X圓柱齒輪稱為錐齒輪的當(dāng)量齒輪。提出當(dāng)量齒輪的概念后,就可以將斜齒輪和圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)問(wèn)題,用當(dāng)量齒輪來(lái)研究,即用直齒圓柱齒輪的方法來(lái)研究。14(6分)答案為了限制加工蝸輪的滾刀數(shù)目,對(duì)蝸桿分度圓直徑規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)系列。D1=mq,其中q為蝸桿直徑系數(shù)。因此傳動(dòng)比。15(6分)答
49、案推桿常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:等速運(yùn)動(dòng)、等加速等減速運(yùn)動(dòng)、余弦加速度運(yùn)動(dòng)(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng))規(guī)律等。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律簡(jiǎn)單,但有剛性沖擊,只適用于低速的場(chǎng)合;等加速等減速運(yùn)動(dòng)和余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律,由于加速度仍有突變,引起較大的慣性力,但所產(chǎn)生的沖擊較等速運(yùn)動(dòng)要小得多,為柔性沖擊,這兩種運(yùn)動(dòng)規(guī)律適合于中、低速場(chǎng)合。16(4分)答案等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律有剛性沖擊,等加速等減速運(yùn)動(dòng)和余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律有柔性沖擊。17(6分)答案設(shè)計(jì)滾子推桿盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)時(shí),若則,實(shí)際廓線形成一尖點(diǎn),極易磨損,這種現(xiàn)象稱為凸輪機(jī)構(gòu)的變尖現(xiàn)象。若,則,此時(shí)將產(chǎn)生交叉的廓線,在制造時(shí)將被切去,致使推桿不能按預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng),這種現(xiàn)象稱為失真現(xiàn)象。設(shè)計(jì)
50、時(shí)應(yīng)使,即保證。18(6分)答案在不考慮磨擦?xí)r,凸輪作用于推桿上的正壓力方向與推桿上受力點(diǎn)的速度方向之間的夾角稱為凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。在其他條件相同的情況下,當(dāng)載荷一定時(shí),壓力角越大,則推動(dòng)推桿所需的驅(qū)動(dòng)力也越大,機(jī)構(gòu)的效率也越低,因此,在設(shè)計(jì)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí),應(yīng)限制其最大壓力角不得超過(guò)某一許用值。19(4分)答案平底推桿凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角始終為零,故這種凸輪機(jī)構(gòu)不存在自鎖問(wèn)題。20(4分)答案從受力的觀點(diǎn)考慮,直動(dòng)推桿的導(dǎo)軌長(zhǎng)度l應(yīng)大一些,而懸臂尺寸b小一些好。21(6分)答案在機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,由于作用在機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動(dòng)力和阻抗力矩作周期性的變化,故使機(jī)器主軸的速度發(fā)生周期性的波動(dòng),這種速度波動(dòng)叫周期性
51、速度波動(dòng)。若等效力矩的變化是非周期性的,則機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的速度將出現(xiàn)非周期性的速度波動(dòng)。如果對(duì)速度波動(dòng)不加以調(diào)節(jié),將導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生附加的動(dòng)壓力,引起機(jī)械的振動(dòng),從而降低機(jī)械的壽命、機(jī)械效率和工作質(zhì)量。周期性速度波動(dòng)可以用加飛輪的辦法加以調(diào)節(jié);非周期性的速度波動(dòng)一般用調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)。22(6分)答案機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的“平均轉(zhuǎn)速”是指一個(gè)周期內(nèi)等效構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)速度的平均值。在實(shí)際工程中,常近似的用其算術(shù)平均值來(lái)計(jì)算。運(yùn)轉(zhuǎn)速度“不均勻系數(shù)”是指速度波動(dòng)的幅度與平均值之比,即。許用的不是越小越好,要根據(jù)不同類型的機(jī)械提出不同的要求23(5分)答案機(jī)器安裝了飛輪以后能減小速度波動(dòng)的程序,但不能得到絕對(duì)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)。飛輪不能用
52、來(lái)調(diào)節(jié)周期性速度波動(dòng)。欲減小機(jī)器的周期性速度波動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相同的飛輪應(yīng)安裝在機(jī)器的高速軸上。24(5分)答案飛輪設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題是確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。最大盈虧功即為驅(qū)動(dòng)功與阻抗功之差的最大值,一般為等效力矩圖中盈功或虧功的最大值。25(5分)答案構(gòu)件在回轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的不平衡慣性力,不僅會(huì)在運(yùn)動(dòng)副中引起附加的動(dòng)載荷,從而增大運(yùn)動(dòng)副中的磨擦和構(gòu)件中的內(nèi)應(yīng)力,降低機(jī)械效率和使用壽命,而且還會(huì)使機(jī)械產(chǎn)生振動(dòng),降低其工作精度和可靠性,甚至在壽命期內(nèi)遭到破壞,因而必須對(duì)回轉(zhuǎn)構(gòu)件進(jìn)行平衡。26(7分)答案剛性轉(zhuǎn)子平衡時(shí),如果只要求其慣性力達(dá)到平衡,則稱之為靜平衡;如果不僅要求其慣性力達(dá)到平衡,而且還要求由慣性力引起的力偶矩也達(dá)到平衡,則稱之為動(dòng)平衡。轉(zhuǎn)子靜平衡的條件是:分布在該轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的各個(gè)偏心質(zhì)量的質(zhì)徑積的矢量和為零,即:。轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的條件是:各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力矢量和以及這些慣性力所構(gòu)成的慣性力偶矩之矢量和都必須為零,即:。27(5分)答案不一定。因?yàn)橹贿M(jìn)行靜平衡,但各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi),因而將形成慣性力偶矩,所以仍然要在支承中引起附加的動(dòng)載荷和機(jī)械振動(dòng)。28(5分)答案經(jīng)過(guò)平衡以后的回轉(zhuǎn)構(gòu)件,當(dāng)其運(yùn)轉(zhuǎn)速度發(fā)生波動(dòng)時(shí)仍有動(dòng)載荷產(chǎn)生。因?yàn)樗俣炔▌?dòng)會(huì)導(dǎo)致在運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生附加的動(dòng)壓力,引起機(jī)械的振動(dòng)
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