電子科技大學(xué)中山學(xué)院機械原理期末復(fù)習(xí)題

第2章機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析例1如下圖，：DE=FG=HI，且相互平行；DF=EG，且相互平行；DH=EI，且相互平行。計算此機構(gòu)的自由度(假設(shè)存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請指出)。局部自由度復(fù)合鉸鏈虛約束例2計算以下圖所示機構(gòu)自由度(假設(shè)存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請指出)。例3計算以下圖所示機構(gòu)的自由度。并確定機構(gòu)的桿組及機構(gòu)的級別。例4計算以下圖所示機構(gòu)自由度(假設(shè)存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請指出)。局部自由度虛約束例5如下圖,HG=IJ，且相互平行；GL=JK，且相互平行。計算此機構(gòu)的自由度(假設(shè)存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請指出)。局部自由度復(fù)合鉸鏈虛約束例6計算圖示機構(gòu)的自由度(假設(shè)存在局部自由度、復(fù)合鉸鏈、虛約束請指出〕。第3章平面連桿機構(gòu)分析與設(shè)計例1如下圖鉸鏈四桿機構(gòu)中，各桿長度為：1、說明該機構(gòu)為什么有曲柄，指明哪個構(gòu)件為曲柄；2、以曲柄為原動件作等速轉(zhuǎn)動時，是否存在急回運動，假設(shè)存在，確定其極位夾角，計算行程速比系數(shù)；3、假設(shè)以構(gòu)件AB為原動件，試畫出該機構(gòu)的最小傳動角和最大傳動角的位置；4、答復(fù)：在什么情況下此機構(gòu)有死點位置？例2設(shè)計如下圖一曲柄滑塊機構(gòu)，滑塊的行程速比系數(shù)K=1.5，滑塊的沖程lc1c2=50mm，導(dǎo)路的偏距e=20mm，求曲柄的長度lAB和連桿的長度lBC。例3如下圖，設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)，其搖桿CD的行程速比系數(shù)K=1，搖桿的長度150mm，搖桿的極限位置與機架所成的角度=和，求曲柄的長度和連桿的長度例4：鉸鏈四桿機構(gòu)：各構(gòu)件的尺寸，ω1=常數(shù)，φ1求：ω3=？1234∨∨∨

P12

P23P34∨∨

P13P24∨P14ω1ABCDP14P12P34P23ω3P13P241234vP1=vP3=vP13vP13φ11234∨∨∨

P12

P23P34∨∨

P13P24∨P14例5：曲柄滑塊機構(gòu)：各構(gòu)件的尺寸，ω1=常數(shù)，φ1求：滑塊3的移動速度VC=V3=？ABC1234P14P12P34∞P23P13vP13vP13=v3=vCω1P34∞例6：高副機構(gòu)：各構(gòu)件的尺寸，ω2=常數(shù)求：構(gòu)件2、3的角速度比ω2/ω3=？123∨∨

P21

P32∨

P31例：鉸鏈四桿機構(gòu)：各構(gòu)件的l、ω1、α1、φ1求：VC、VE和aC、aE；ω2、ω3和α2、α3BADCEφ1BADCE解：1.繪制機構(gòu)運動簡圖解：1.繪制機構(gòu)運動簡圖BADCE

CD

AB

BC

？

lABω1

？

2.速度分析選取速度比例尺列出速度向量方程？

AB

BE

⊥CD⊥CE？

√

？

√

？BADCE解：1.繪制機構(gòu)運動簡圖2.速度分析3.加速度分析C→D⊥BC

A→B

AB

C→D⊥BC

√

？

√

？

√

？？

√

E→B

⊥BE√

E→C⊥EC？

√√

？

√√

？BADCE速度影像法△bce∽△BCE影像法：1〕同一構(gòu)件上三點加速度間的關(guān)系；2〕二相似三角形字母順序一致〔要順都順，要逆都逆〕BADCE加速度影像法△b′c′e′∽△BCE例：導(dǎo)桿機構(gòu)：機構(gòu)的位置、各構(gòu)件的l及曲柄1的等角速度ω1求：導(dǎo)桿3的ω3和α3ABC〔B1、B2、B3〕23414解：1.繪制機構(gòu)運動簡圖ABC〔B1、B2、B3〕23414

CB

AB

∥BC

？

lABω1

？

選取速度比例尺列出速度向量方程2.速度分析ABC〔B1、B2、B3〕234143.加速度分析B→C⊥BC

B→A∥BC

√

？

√

√

？選取加速度比例尺ABC〔B1、B2、B3〕23414例5如以下圖所示的齒輪連桿機構(gòu)中，構(gòu)件1的角速度為ω1，利用速度瞬心法求圖示位置構(gòu)件3的角速度ω3。第4章凸輪機構(gòu)及其設(shè)計例1圖示直動滾子盤形凸輪機構(gòu)，其凸輪實際廓線為一以C點為圓心的圓形，O為其回轉(zhuǎn)中心，e為其偏距，滾子中心位于B0點時為該凸輪的起始位置。試畫圖〔應(yīng)有必要的說明〕求出：1、凸輪的理論輪廓；2、凸輪的基圓；3、凸輪的偏距圓；4、當(dāng)滾子與凸輪實際廓線在B1點接觸時，所對應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角φ1；5、當(dāng)滾子中心位于B2點時，所對應(yīng)的凸輪機構(gòu)的壓力角α2及從動件推桿的位移〔以滾子中心位于B0點時為位移起始參考點〕；6、凸輪的最大壓力角αmax。1.2.3.4.5.6.第5章齒輪機構(gòu)及其設(shè)計例3設(shè)一對標準斜齒圓柱齒輪傳動，,，，，，，。試求：，及之值。第6章齒輪系及其設(shè)計例1某傳動裝置如下圖，：z1=60，z2=48，z2’=80，z3=120，z3’=60，z4=40，蝸桿z4’=2〔右旋〕，渦輪z5=80，齒輪z5’=65，模數(shù)m=5mm。主動輪1的轉(zhuǎn)速為n1=240r/min，轉(zhuǎn)向如下圖。試求齒條6的移動速度v6的大小和方向。

7.5r/min=0.785rad/s=127.6mm/s例2例3如圖所示輪系，已知各輪齒數(shù)為：=25，=50，=25，=100，=50，各齒輪模數(shù)相同。求傳動比例4例5如下圖輪系，=30，=30，=90，=20，=30，=40，=30，=15。求的大小及轉(zhuǎn)向？

AB例6如圖所示電動卷揚機減速器，已知各輪齒數(shù)=26，=50，=18，=94，=18，=35，=88，求

=60.14例7如下圖輪系，各輪齒數(shù)=40，=30，=100。求=?

例8如圖所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：=90，=60，=30，=30，=24，=18，=60，=36，=32，運動從A，B兩軸輸入，由構(gòu)件H輸出。已知:=100r/min，=900r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。試求輸出軸H的轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)向。-528.57r/min例9如圖所示輪系，已知齒輪1的轉(zhuǎn)速=1650r/min，齒輪4的轉(zhuǎn)速=1000r/min，所有齒輪都是標準齒輪，模數(shù)相同且=20。求輪系未知齒輪的齒數(shù)=1650r/min=25，那么=+40=65。

例10如圖所示，已知各輪齒數(shù)為=24，=30，=95，=89，=102，=80，=40，=17。求的大小及轉(zhuǎn)向？

例11

如圖所示，已知各輪齒數(shù)為=40，=70，=20，=30，=10，=40，=50，=20，=100r/min，轉(zhuǎn)向如圖所示。求軸B的轉(zhuǎn)速的大小及轉(zhuǎn)向？=

=269.4r/min

例12

如圖所示輪系中，已知齒輪1的轉(zhuǎn)速為其回轉(zhuǎn)方向如圖中箭頭所示。各齒輪的齒數(shù)為如果組成此輪系的所有直齒圓柱齒輪均為模數(shù)相同的標準直齒圓柱齒輪，求齒輪的齒數(shù)2.計算系桿H的轉(zhuǎn)速，并確定其回轉(zhuǎn)方向。轉(zhuǎn)/分，

=18+36+18=72

第11章平面機構(gòu)的力分析例4圖示的曲柄滑塊機構(gòu)，各桿件的尺寸和各轉(zhuǎn)動副的半徑r，以及各運動副的摩擦系數(shù)f，作用在滑塊上的水平阻力為Q，試通過對機構(gòu)圖示位置的受力分析〔不計各構(gòu)件重量及慣性力〕，確定作用在點B并垂直于曲柄的平衡力P的大小和方向。第12章機械的效率和自鎖例：斜面壓榨機：各接觸平面之間的摩擦系數(shù)均為f。假設(shè)在滑塊2上施加一定的力F，可以將物體4壓緊。Fr為被壓緊的物體對滑塊3的反作用力。當(dāng)F力撤去后，該機構(gòu)在Fr力的作用下應(yīng)具有自鎖性試分析其自鎖條件

壓榨機的自鎖條件例：偏心圓盤夾緊機構(gòu)在F力的作用下夾緊工件，當(dāng)F力取消后，在總反力R21的作用下，工件不能自動松脫，即要求該機構(gòu)的反行程必須滿足自鎖要求反行程自鎖機構(gòu)的條件：或例6在以下圖所示夾具中，偏心盤半徑R，其回轉(zhuǎn)軸頸直徑d，楔角λ，尺寸a，b及l(fā)，各接觸面間的摩擦系數(shù)f，軸頸處當(dāng)量摩擦系數(shù)fv。試求：1、當(dāng)工作面需加緊力Q時，在手柄上需加的力P；2、夾具在夾緊時的機械效率η；3、夾具在驅(qū)動力P作用下不發(fā)生自鎖，而在夾緊力Q為驅(qū)動力時要求自鎖的條件。第14章機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)例1.圖示機床工作臺傳動系統(tǒng)，各齒輪的齒數(shù)分別為：z1=20，z260，z220，z380。齒輪3與齒條4嚙合的節(jié)圓半徑為r3，各輪轉(zhuǎn)動慣量分別為J1、J2、J2和J3，工作臺與被加工件的重量和為G，齒輪1上作用有驅(qū)動矩Md，齒條的節(jié)線上水平作用有生產(chǎn)阻力Fr。求以齒輪1為等效構(gòu)件時系統(tǒng)的等效轉(zhuǎn)動慣量和等效力矩。解：等效轉(zhuǎn)動慣量132r

32

MdFr4等效力矩例2圖為一定軸輪系，O1為輸入軸。各齒輪的齒數(shù)為：Z1=20，Z2=80，Z3=40，Z4=100，且齒輪2與齒輪3為一雙聯(lián)齒輪。取齒輪4〔回轉(zhuǎn)軸O4〕為等效構(gòu)件，一個運動周期內(nèi)作用在齒輪4上的等效阻力矩Mr如以下圖，齒輪4上的等效驅(qū)動力矩為常數(shù)。齒輪4的平均轉(zhuǎn)動角速度為ω4=2rad/s，該定軸輪系各構(gòu)件在齒輪1的等效轉(zhuǎn)動慣量之和為。試求：1)齒輪4上的等效驅(qū)動力矩Md4；2)該定軸輪系各構(gòu)件在齒輪4的等效轉(zhuǎn)動慣量之和Je4；3)求齒輪4的最大角速度與最小角速度，并說明其各自的發(fā)生位置；4)要求速度不均勻系數(shù)δ≤0.02，且當(dāng)飛輪安裝在齒輪1的軸上時，計算飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。1)2)3)齒輪4的最大角速度與最小角速度發(fā)生位置分別為A和B；4)例3如圖各齒輪均為具有相同模數(shù)與壓力角的圓柱齒輪，齒輪的質(zhì)心均在其回轉(zhuǎn)中心上，且不計齒輪2與齒輪3之間連接軸的質(zhì)量與轉(zhuǎn)動慣量。：齒輪1、2及3的齒數(shù)為：Z1=Z2=Z3=20，它們繞各自軸心的轉(zhuǎn)動慣量為：J1=J2=J3=0.01kgm2，質(zhì)量為：m1=m2=m3=2kg，系桿長度為：lH=0.2m，轉(zhuǎn)動慣量為：JH=0.15kgm2。在系桿上作用驅(qū)動力矩為：MH=40Nm，在齒輪1上作用阻力矩為：M1=10Nm，試求：等效到軸O1上的等效轉(zhuǎn)動慣量與等效力矩。第13章機械的平衡例1不平衡質(zhì)量的大小m1，m2，m3不平衡質(zhì)量的方位r1，r2，r3θ1，θ2，θ3應(yīng)加配重的質(zhì)量大小〔m〕：求：應(yīng)加配重的質(zhì)量方位〔r、θ〕配重法去重法例2以下圖轉(zhuǎn)盤有四個圓孔，直徑和位置為d1=70mm，d2=120mm，d3=100mm，d4=150mm，r1=240mm，r2=180mm，r3=250mm，r4=190mm；α12=50°，α23=70°，α34=80°；D=780mm，t=40mm。今在其上再制一個圓孔使之平衡，其回轉(zhuǎn)半徑r=300mm，求該圓孔的直徑和位置角。例3：：

偏心質(zhì)量m1、m2、m3位于平面1、2、3

方位為r1，θ1；r2，θ2；r3，θ3

轉(zhuǎn)子以等ω轉(zhuǎn)動時，所產(chǎn)生的慣性力F1、F2、F3Fi＝miriω2〔i＝1,2,3〕根據(jù)力的等效原理：每一個力都可以平行分解到任意兩個平面內(nèi)

把慣性力F1、F2、F3平行分解到兩個選定的平衡基面Ⅰ、Ⅱ，既有下面表示方式：F1、F2、F3平衡基面Ⅰ：F1Ⅰ、F2Ⅰ、F3Ⅰ平衡基面Ⅱ：F1Ⅱ、F2Ⅱ、F3Ⅱ也就是說：利用等效力的方法，將分布在假設(shè)干個平面上的不平衡質(zhì)量，等效到兩個平衡平面上；然后，再利用靜平衡的方法，分別在平衡基面Ⅰ、Ⅱ上，進行平衡計算。具體表達式為：例4圖示回轉(zhuǎn)體中，有兩個不平衡重量m1=10kg，m2=4kg，質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸的距離r1=30cm，r2=10cm，兩不平衡質(zhì)量、兩平衡基面Ⅰ及Ⅱ和兩支承A及B之間的尺寸為l1=l3=l4=12cm，l2=20cm，L=56cm。試求：〔1〕當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速n=600r/min時，兩支承A、B上的動反力；〔2〕兩支承上的靜反力；〔3〕應(yīng)在兩平衡基面Ⅰ、Ⅱ上加的平衡質(zhì)量mⅠ、mⅡ及方位〔取平衡質(zhì)量質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸的距離rⅠ=rⅡ=15cm〕。第14章機械的運轉(zhuǎn)及其速度波動的調(diào)節(jié)例1：Md=常數(shù)，Mr=600Nm，n=60r/min,δ=0.1求解：Jf=?解：TP：面積求解法

ABCDEFMd=125NmEA＝E0EB＝EA＋△E1＝E0＋125πEC＝EB－△E2＝E0＋125π－〔600-125〕π/4＝E0＋6.25πED＝EC＋△E3＝E0＋6.25π＋125π/4＝E0＋37.5πEE＝ED－△E4＝E0＋37.5π－〔600－125〕π/6＝E0－41.67πEF＝EE＋△E5＝E0－41.67π＋125π/3＝E0Emax＝E0＋125π＝EBEmin＝E0－41.67π＝EE

Emax＝E0＋125π＝EB

Emin＝E0－41.67π＝EE將Emax，Emin代入簡便公式，得

例2牛頭刨床：P1=367.7w〔無生產(chǎn)阻力行程中消耗的功率〕，P2=3677w〔工作行程中有生產(chǎn)阻力時消耗功率〕，φ1=120°〔回程對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角〕，φ2=120°〔工作行程中的實際作功行程對應(yīng)曲柄轉(zhuǎn)角〕。n=100r/min〔曲柄平均轉(zhuǎn)數(shù)〕，nd＝1440r/min〔電機轉(zhuǎn)數(shù)〕，δ=0.1〔機器運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)〕求：以曲柄為等效構(gòu)件時，且等效驅(qū)動力矩為常量，加在曲柄軸上飛輪的等效轉(zhuǎn)動慣量。如把飛輪安裝在電機軸上，其轉(zhuǎn)動慣量為多少？第十四章機械系統(tǒng)動力學(xué)

解：設(shè)曲柄的運轉(zhuǎn)周期為T，克服生產(chǎn)阻力的作功周期為T