山东理工大学机械原理考试原题目.docx
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山东理工大学机械原理考试原题目
第三章平面连杆机构及其设计
1、如图示的皎链四杆机构中,AD为机架,AB=a=35mmCD=c=50mmAD=d=30mm问BC=b在什么范围内该机构为双摇杆机构;该机构是否有可能成为双曲柄机构?
2、试画出图示机构的传动角Y和压力角a,并判断哪些机构在图示位置正处丁“死点”?
5、在图示皎链四杆机构中,已知各构件的长度Iab=25mm,Ibc=55mm,Icd=40mm,Iad=50mm。
(1)问该机构是否有曲柄,如有,指明哪个构件是曲柄;
(2)该机构是否有摇杆,如有,用作图法求出摇杆的摆角范围;
(3)以AB杆为主动件时,该机构有无急回性?
用作图法求出其极位火角8,并计算行程速度变化系数K;
(4)以AB杆为主动件,确定机构的«max和\ino
6、图示为开关的分合闸机构。
已知Iab=150mm,Ibc=200mm,Icd=200mm,1ad=400mm。
试回答:
(1)该机构届丁何种类型的机构;
(2)AB为主动件时,标出机构在虚线位置时的压力角a和传动角丫;
(3)分析机构在实线位置(合闸)时,在触头接合力Q作用下机构会不会打开,为什么?
7、试设计一曲柄摇杆机构。
设摇杆两极限位置分别为乳=150-,=90«扁=40mm,lad=50mm。
求Iab、Ibc及行程速
比系数K和最小传动角:
'min。
(用图解法求解用图解法求解,简述作图步骤,并保留作图过程)
8、现需设计一皎链四杆机构,已知摇杆CD的长度lcD=150mm,摇杆的两极限位置与机架AD所成的角度中〔=30;中2=90=,机
构的行程速比系数K=1,试确定曲柄AB和连杆BC的长度。
10、设计一偏置曲柄滑块机构,已知滑块的行程速度变化系数K=1.5,滑块的行程lc1C2=100mm,导路的偏距e=20mm
(1)用作图法确定曲柄长度Iab和连杆长度Ibc;
(2)若滑块从点C1至C2为工作行程方向,试确定曲柄的合理转向;
(3)用作图法确定滑块工作行程和空回行程时的最大压力角。
(4)
1ad=b-a(a为曲柄长,b为连杆长)
14、试设计一皎链四杆机构。
已知行程速度变化系数K=1,机架长1ad=100mm,曲柄长醯=20mm,且当曲柄与连杆共
线,摇杆处丁最远的极限位置时,曲柄与机架的火角为30[确定摇杆及连杆的长度。
建议比例尺为f=0.002m/mm
15、有一皎链四杆机构。
已知:
摇杆的长度为430mm,最大摆角为90=,在两个极限位置时与机架上的两固定皎链中心连线所成火角为60和30'(如图所示),行程速度变化系数为1.25。
求:
曲柄、连杆及机架长度。
16、设计一曲柄摇杆机构。
已知:
AC?
=58mm,AC1=24mm,CD=75mm,K=1.5。
求曲柄长AB、连杆长BC、机架
长AD及摇杆最大摆角平
17、设计一曲柄滑块机构。
已知机构处丁两极限位置时,其AC2=68mm,AC1=25mm,K=1.5。
求曲柄长AB、连杆长BC、偏心距e和滑块的导程Ho
19、碎矿机用曲柄摇杆机构如图所示。
已知摇杆CD长为500mm,摆角中=45二其中左极限位置为垂直,皎链A,D同在水平线上,行程速度变化系数K=1.4。
试用图解法确定机架AD、曲柄AB及连杆BC的长度。
(保留作图线,并将设计结果写
在下面)
(参考答案}
一、填空题
二、选择题
三、简答及作图题
四、计算及分析题
2、(本题共10分)
解:
每题2分,压力角和传动角各1分,
(1)和(3)机构正处死点位置,(2分)
{考核知识点:
压力角、传动角、死点}
3、(本题共10分)
解:
(1)
1)当Ibc为最长杆时(即Ibc芝40mm),要使机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:
(2分)
20+1bc壬30+40,故40壬Ibc壬50。
2)当1bc不为最长杆时(即1bc<40mm),要使此机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:
20+40苴30+lBC,故30 (2分) 所以: 30 (2)最小传动角出现的两个可能位置,每个2分,最小传动角1分。 (5分) 4、(本题共10分) 解: (1)0=10: K=(180日们/(180七们=190"70=1.118。 (2分) (2)九in=57'。 (3分) (3)向左大。 (2分) (4)会出现,因为在连杆与曲柄共线时传动角丫=0。 。 (3分) 5、(本题共10分) 解: (1)lmin+lmaxTab+1bc=80mm,其它二杆之和扁+扁=90mm 即lmin+lmax<其它二杆之和,且连架杆1ab为lmin。 该机构为曲柄摇杆机构。 有曲柄,即AB杆为曲柄。 (3分) (2)该机构为曲柄摇杆机构,故有摇杆。 摇杆摆角范围中=90: 0(2分) (3)有急回性,且0=30故 K=(180'+可/(180二顼)=(180'+30j,(180: -30j=1.4。 (3分) (4)«max或Ymin发生曲柄与机架两次共线的位置,作其二位置ABCD和AB”C”D,由图得«max或丫min发生在ABCD位置处。 故量得: %a亍60’? mi亡3。 '(2分) {考核知识点: 整转副存在的条件、行程速度变化系数、最小传动角的位置} 6、(本题共10分) 解: (1)150+400a200+200,不满足有曲柄条件,该机构为双摇杆机构。 (4分) (2)如图所示,◎是压力角,y为传动角。 (3分) 因此机构不能自动 (3)此时CD杆是主动件,机构处丁死点位置,C点的约束反力通过B点和A点 打开。 (3分) {考核知识点: 整转副存在的条件、压力角和传动角、最小传动角的位置} 7、(本题共10分) 解: (1)取比例尺地=1mm,先将已知条件画出。 (2分) mm (2)测得: AC〔=IbcTab=26mm,AC2=Ibc+Iab=64mm 两式联立求得: lAB=19mm,lBC=45mm(3分) (3)测得: 8=ZC1AC215= 所以,k=^U=也工=1.18(3分) 180-180-15 (4)测得: : min=42'(2分〕 {考核知识点: 平面四杆机构的设计、行程速度变化系数、最小传动角的位置 8、(本题共10分) 解: (1)先将已知条件画出,NC2DC1=90“—30“=60",C1C2=lCD=150mm(2分) (2)K=1,0=0,A必在CiC2的连线上。 (3分) (2)b十a=2CD=2妇50=300mm,b—a=CD=150mm(3分) 解得,曲柄a=75mm,连杆b=225mm(2分) 9、(本题共10分) 解: (1)画出摇杆两位置(2分) (2)6=180'(K—1)/(K+1)=180七(1.4—1)/(1.4+1)=30'(2分) (3)画出Ci,C2所在圆。 (2分) (4)找出A点,连接ACi,AC2,lAC2=b+a=520mm,lAC1=b—a=280mm(2分) a=(lAC2TAC1)/2=120mm,b=lAC2—a=400mm(2分) {考核知识点: 平面四杆机构的设计} 10、(本题共10分) 解: (1〕6=180'(K—1)/(K+1)=36'(2分) (2)作Icq及e,作/C1C2O=2C2CiO=90'-e,得CiO和C2。 的交点。 ,以。 为圆心和OC1为 半径作圆周L,该圆与导路相距为l的平行线q相交丁A点,此点即是曲柄回转中心。 (2分) 从图上量得,lAC2=118mm,lAC=30mm,从而可求得 Iab=(lAC2Tac)/2=44mm,Ibc=(.%+1ac? )/2=74mm(2分) (3)根据滑块的工作行程需获得较佳的受力条件和工作较平稳的要求,选定曲柄的回转方向为逆时针。 (2分) (4)工作行程和空回行程的最大压力角分别为amax和amax。 (2分) {考核知识点: 平面四杆机构的设计,最小传动角的确定} 11、(本题共10分) 解: (1)极位火角e=180°(K-1)/(K+1)=16.3°(2分) (2)作£GC20=NC2CQ=90°—8=73.7°,C1O与C2O相交丁。 点;(2分) (3)以0为圆心,以0C1为半径画L圆;(2分) (4)作DC1的垂直平■分线交L圆丁A点,则A即为曲柄的回转中心;(2分) (5)连AC2和AC1,因AC2=b+a,AC1=b-a,故以(AC2-AC1)/2为半径,以A为圆心画圆交AC2 和AC1丁B2点,交AC1的延长线丁B1点。 贝UAB1C1D(或AB2C2D)即为所设计的曲柄 摇杆机构。 (2分) {考核知识点: 平面四杆机构的设计} mm(2分) {考核知识点: 平面四杆机构的设计} 13、(本题共10分) 解: (1)K=^C2=^^=1.58=Jx^O、1^1妇80°=36°(2分) vci0.05K11.51 (2)作NC1C2O=NC2C1O=90°-8=73.7°,C1O与C2O相交丁。 点;(1分) (3)以O为圆心,以OC1为半径画L圆;(1分) (4)在道路上方偏移e取A点,连接AC1,AC2(2分) AC2-AC1AC2AC1〜、、 (5)IAb==23mm,lBC==37mm(2分) (6)如图揣=28°(2分) {考核知识点: 平面四杆机构的设计,最小传动角的确定} 14、解: (本题共10分) (1)H=0七AC2与入6在一条直线上,因AC^AC1=EC2=C1C2=2AB A^CiC^(2分) 2 (2)取比例尺作图;过D点作AB延长线的垂线DF,以F点为圆心,AB长为半径作两弧线分别交AB的延长线丁C1和C2点,连C1D或C2D。 lCD=捋CD=54mm(5分) (3)求连杆长,Icb=H|CB=86.6mm(3分) {考核知识点: 平面四杆机构的设计} 15、(本题共10分) 解: 取出=0.02m/mm (1)作摇杆弧线交丁二极限位置的C1、C2点;(1分) {考核知识点: 平面四杆机构的设计} 16、(本题共10分) 解: 取*=1.5mm/mm (2分) (1)6=180。 (K-1)/(K+1))=36。 ; (2)任取一点为A,过A点作两线段AC2=58mm,AC〔=24mm,使ZC1AC^3^(2分) (3)以Ci,C2两点分别为圆心,以CD长为半径作弧交丁D点,D点即为摇杆与机架皎接的皎链点 (2分) 求解: AB=(AC2—AC1)/2=17mm,BC=(AC2—AB)=41mm,AD=60mm,W=28°。 (4分) 朋=1.5mm/mm {考核知识点: 平面四杆机构的设计} 17、(本题共10分) 解: (1)6=180°(K—1)/(K+1))=36°;(2分) (2)任取一点为A,过A点作两线段AC2=58mm,AC1=24mm,使NC1AC2=36。 (2分) (3)过A点作C1、C2两点连线的平行线,则两平行线的垂直距离即为偏距e。 量得e=21mm,H=C1C2=50mm。 (3分) (3)AB=(AC2-AC1)2=(68-25)2=21.5mm BC=AC2—AB=46.5mm(3分) {考核知识点: 平面四杆机构的设计} 18、(本题共10分) 解: 按料=0.001m/mm作图; (1)根据8=180°(K-1)/(K+1),可求出6=30°,以AC为一边,作NC'AC=3。 ',与以D为圆心,以DC 长为半径所作的圆弧交丁C点;(4分) (2)以A为圆心,以AC为半径画弧,交AC'丁E点,WJ lAB=lEc,/2=0.001x46/2=0.023m。 (4分) (3)以A为圆心,以1ab*i=0.02印0.0。 1=23mm长为半径作圆,与AC的延长线交丁B点,则 lBC-EBC=明BC=0.00159=0.059m 1ab=0.023m,1bc=0.059m(2分) 19、(本题共10分) 解: 出=0.01m/mm, (1)8=180°x(K-1)/(K+1))=180°k(1.4—1)/(1.4+1))=30°(2分) (2)画出C1D,C2D,做角C〔OC2=60°,以O为圆心做圆。 (2分) (3)过D做水平线,与圆周交点为A点(2分) (4)连接AC1,AC2。 (1分) Iab=[(AC1—AC! ),2]R=14X0.01=0.14/m,Ibc=[(丽+低)/2诉i=50^0.01=0.5m lAD=AD叩=42x0.01=0.42m。 (3分) ==10mm/mm {考核知识点: 平面四杆机构的设计} 20、(本题共10分) 解: K=0.002m/mm。 (1)8=180°^11=0°(2分) K1 (2)连接ACi,C2必在AC1的连线上(2分) (3)过D点做AC1的垂线交AC1延长线与E点,取C2E=C1E,得C2点。 (3分) (4)|AB=(丽—磁)/2=CC;/2=20mm,lBC=(祐十AC! )/2=70mm(3分) G \输002m/mm /\ {考核知识点: 平面四杆机构的设计} 21、(本题共10分) 解: 取*=1mm mm (1)8=1^1妇80°=30°(2分) 1.41 (2)画出C1D,C2D,做角C1OC2=60°,以O为圆心做圆。 (1分) (3)以D为圆心,以lAD为半径做弧,与圆周交点为A点。 (1分) (4)连接AC1,AC2。 (1分) lAB=[(AC1—碰)/2]地=10mm,lBC=[(丽+低)/2]改=58mm(2分) (5): 「min1 min2(3分) {考核知识点: 平面四杆机构的设计、最小传动角的确定} 22、(本题共10分) 解: (1)6=[(K—1)/(K+1)]勺80°=[(1.4—1)/(1.4+1)]乂180°=30°(1分) 画出C1D,C2D,做角CQC2=60°,以O为圆心做圆,以D为圆心,以Iad为半径做弧,与圆周 交点为A点,连接AC1,AC2。 (2分) (2)当曲柄AB处在AB"位置时具有最大压力角,amax=55°。 (3分) (2分) (3)当摇杆CD为主动件时会有死点出现,CD杆处在C1D和C2D位置时是死点位置 {考核知识点: 平面四杆机构的设计、最小传动角的确定、死点} 23、(本题共10分) ,一180°、o 解: (1)K=1.25=—°——,8=20(2分) 180' (2)连接AC,做角CAC1=20°(2分) (3)以D为圆心,以Icd为半径做弧,与角CAC1交与C1点(2分) Iab=(AC1-AC)/2, 1BC =AG-1 AB |BC=43.5%=0.10875m (4分) 1AB=15=0.0375m, {考核知识点: 平面四杆机构的设计}
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