2013春季機械原理A卷 帶答案

1、哈工大2013年春季學(xué)期（8 分）機械原理題號一一一二二三三四五六七八九十總分分?jǐn)?shù)、計算圖中所示機構(gòu)的自由度。若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、虛約束，請在圖中標(biāo)出。答:Ph T2P Ph =24 一 221 = 111二、圖示機構(gòu)中，已知：LAB-30mm, Lce 二 20mm，x 6/3mm, y 60mm ；構(gòu)件1以逆時針等角速度二 20rad / s 轉(zhuǎn)動。求此機構(gòu)的全部瞬心，并用瞬心法求構(gòu)件3的角速度 3（8 分）iIII題二圖答:IIIIIIII速度瞬心位置如圖所示,瞬心數(shù) K為m(m1)4k(4 1)=6 (個)P13P34P3P4P34P14-a/xdYD 100mmP3P4=2*

2、J3O2 -152 二 3o43p3P34 = ioo-3oV31 * P3P4 / P13P34 =20*30 73/(100- 30 x/3) =21.63rad/s 三、雙滑塊機構(gòu)中，滑塊1在驅(qū)動力P作用下等速運動。設(shè)已知各轉(zhuǎn)動副中軸頸半徑 r = 10mm，當(dāng)量摩擦系數(shù)f 0.1，移動副中的滑動摩擦系數(shù)f = 0.176327,Iab = 200mm。各構(gòu)件的重量 不計。試在圖示中標(biāo)出所有構(gòu)件的受力方向;求在該位置處，當(dāng)P= 500N時，平衡狀態(tài)的阻力 Q ；該機構(gòu)在此瞬時位置的效率。(14分)題三圖In答:a/s in a=b/s in b=c/s inc不考慮摩擦?xí)r，輸出力為：a

3、二 Q/p二tan(30)畫出凸輪機構(gòu)的基圓、偏距圓及理論廓線; 當(dāng)滾子中心位于C點時， 當(dāng)滾子中心位于C點時， 當(dāng)滾子中心位于C點時，從動件的位移 Sc ；對應(yīng)推程起始位置時凸輪的轉(zhuǎn)角 凸輪機構(gòu)壓力角ac 。四、如圖所示為一滾子偏置直動從動件盤形凸輪機構(gòu)，已知凸輪 實際輪廓線為一圓心在 A點的偏心圓，其半徑為R。從動件的偏距為 e,試用作圖法求：（1）（2）（3）（4）（14 分）答：如圖所示，基圓、偏距圓及理論廓線；如圖所示，從動件的位移Sc ；對應(yīng)凸輪的轉(zhuǎn)角屮c ；如圖所 示，凸輪機構(gòu)壓力角叫。Ae五、一對標(biāo)準(zhǔn)安裝的漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪外嚙合傳動，已知標(biāo)準(zhǔn)中心距 2.0mm,傳動比i1

4、2 = 22，試求：a = 80 mm，模數(shù)兩齒輪的齒數(shù)Z1，Z2 ； 該對齒輪傳動的重合度名）若安裝中心距增至a = 85 mm 時，求嚙合角d ，按無側(cè)隙嚙合方程2（X1十X2L亠in7 亠tg- + inw確定兩齒輪變位系數(shù)和。Z1 + Z2（14 分）解：（1）齒數(shù)計算m /,、 mza=5（ z+Z2）=云得 z = 25， z2 =55（2）重合度計算 齒頂圓直徑：（1+i12）=今天（1中2.2） =3.2 z =80mmda1daa= m（z +2ha） =2X（25 +2咒1） =54mm= m（z2 +2ha）= 2咒（55 +2咒 1） = 114mm基圓直徑：db1dc

5、osa =50Xcos20 = 46.985mmdb2 =d2cosa =110Xcos20： =103.366mm叫=arc cos = arc COS46985 = 29.53 d,546060db2103.36602 = arc cos=arc cos=24.944cL114a21s乙(tg%! tga) + 乙(tgaa2 tga)2兀1x25x(tg29.530 -tg20) + 55x(tg 24.944 -tg20)2兀= 1.691(3)嚙合角及變位系數(shù)和的計算acosa = aOosa ； a wrccosfcosa ) = arccosfOx cos20 ) =27.820

6、2 a85inva =tga a = 0.04213672inva =tga a =0.0149035X1+X2=(Z1 憶)(invinve=2.9932tga六、如圖所示輪系，各輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪。已知：各輪齒數(shù)Z = 90，Z2 = 60，Z，= 30，Z3 = 30，Z3-24，Z4 = 18，Z5=36， Z = 32 ；運動從 A B兩軸輸入，由構(gòu)件 H 輸出;已知nA100r/min，nB=900r / min，轉(zhuǎn)動方向分別如圖中箭頭所示。求nH。(14分)解:因為齒輪3、4、5滿足同心條件，所以Z3，+Z4 =Z5-Z4，求得 Z5=6O齒輪5-6組成定軸輪系；齒輪1-2-2-3組

7、成定軸輪系；系桿H及齒輪3-4-5組成差動輪系。n3 一 nHZ5ns - nHZ3-24n nA nA =150r/minZ2Z32Z68n5,=-nB = ne = -800r / min Z59nH = -528.57r/min （結(jié)果也可寫為：nh = 528.57r/min，且轉(zhuǎn)向與A軸轉(zhuǎn)向相反。）I七、取一機器的主軸為等效構(gòu)件，已知主軸平均轉(zhuǎn)速n = 1000r / min，在一個穩(wěn)定運動循環(huán)為常數(shù)。不計機器中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)動d(2兀)內(nèi)等效阻力矩 M 的變化如圖所示，等效驅(qū)動力矩 MJf。慣量，求：當(dāng)主軸速度不均勻系數(shù) 5 = 0 05時，應(yīng)加在主軸上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量（14 分）解:

8、題七圖因為等效驅(qū)動力矩和等效阻力矩在一個周期內(nèi)所做的功相等，所以今300V，所以Md =100 Nm在圖中Md和Mr有兩個交點。考慮W =0,竺，匹,2兀四個位置，分別記為a,b,C,d。設(shè)Ea=E0，則99800兀_700花 一10099最大盈虧功也WU =Eb-Ec =9100兀,900AWmaxJf - 丁22 主900% 遊兀2 冥10002 咒0.05 止0.51kgLm八、如題圖所示，轉(zhuǎn)子上有兩個偏心質(zhì)量為mi=1.5kg，m2=0.5kg，回轉(zhuǎn)半徑 r i =80mm r 2 =120mm 其余尺寸L=600mm Li = 300mm L2=320mm取平面I和II為兩個平衡基面

9、，所加平衡質(zhì)量的回轉(zhuǎn)半徑均為100mm求:(1)所加平衡質(zhì)量的大小及方位;(2)若將平衡基面II改選在截面III上，其它條件不變，求兩平衡質(zhì)量的大小和方位。(14分)L2-L11 m11m2IIIII題八圖解：（1）以基面I和基面II為平衡基面時mi ri +基面 I: mILl m中 m2；2 =0在X軸（水平向右為正向）上投影:L1L +L2 mIrcosQ, + m 咒cos900 + m2/cosO0 =0L + L 2在y軸（豎直向上為正向）上投影：CLi00m I ri sinq+miii xs in90 +m2 rps in 0 =0L +L2得 0I =198.06 m, =0

10、.631kgi =1 0 0mm基面II :斗丄L -L + L24戈m II rii +m1r1 =0L +L2在X軸上投影：mIIrii cosQ + -一L1_L2m xcosgO0 =0L中L 2在y軸上投影：mII rii sin i + L_Ll 中 L2 mxsin90o =0L + L 2得 日| =270mil = 0.809kgr = 100mm（2）以基面I和基面III為平衡基面時 基面 I: mIrf + m22=0在X軸（水平向右為正向）上投影：m I r|COS0| + m2rpcos00在y軸（豎直向上為正向）上投影:mIrI sin 日| +m2rsinO=O得 日 I =180 m 1=0.6kg