《机械原理》试题解析.docx

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《机械原理》试题解析

《机械原理》试题

计算图示机构的自由度。

0010000111

0012800125

（00021）在图示平面运动链中，若构件1为机架，构

件5为原动件，则成为级机构；若以件2为机架，3为原动件，则成为级

构

机

构；若以构件4为机架，5为原动件，则成为级机构。

（00076）试对图示翻台机构：

（1）绘出机构简图；

（2）计算自由度；

（3）进行结构分析。

图中箭头所在构件为原动件。

G

（00078）试计算图示机构的自由度。

（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。

〕并指出杆组的数目与级别以及机构级别。

GI

L

（00361）求图示机构的速度瞬心的数目，并在图中标出其中的12个瞬心。

（00358）图示齿轮连杆机构中，已知齿轮2和5的齿数相等，即z2z5，齿轮2以2100rad/s顺时针方向

转动，试用瞬心法求构件3的角速度3的大小和方向。

（取l0.001m/mm。

）

（00371）在图示的四杆机构中，lAB65mm，lDC90mm，

lADlBC125mm，115。

当构件1以等角速度110rad/s

逆时针方向转动时，用瞬心法求C点的速度。

（00381）试求图示机构的全部瞬心，并应用瞬心法求构件3的移动速度v3的大小和方向。

图中已

知数据h50mm，160，110rad/s。

（02195）图示曲柄滑块机构。

A、B、C动副的摩擦圆，移动副摩擦角为

处细实线圆为转，Pd为作用在

构件

1

上的驱动力，Pr

是生产阻力。

设给定了

Pr

的

大小，试：

（1）在机构图上画出各运动副的总反力；

（2）写出构件1、2、3的力矢量方程式；

（3）画出构件3的力多边形。

（00401）在图示机构中，lAB150mm，lDE

150

mm，lBC300

mm，lCD

400mm，lAE280mm，ABDE，12

rad/s，顺时针方

向，4

rad/s，逆时针方向，取比例尺

l

。

1

=0.01m/mm

试求vC2

及3的大小和方向。

（02160）图示杠杆起重机构中，A、B、C处的细实

r

线圆为摩擦圆，驱动力P作用于杆1上以提起

r

重物Q。

试求：

r

（1）用图解法求驱动力P（由力多边形表示）。

（2）写出瞬时机械效率计算式。

（02149）图示为由机械A、B、C组成的机械系统，它们的效率分别为A、B、C，输出功率分别为NA、

NB、NC。

（1）试问该机械系统是属于串联、并联还是混联系统？

（2）写出该系统应输入总功率N的计算式。

（02150）图示由A、B、C、D四台机器组成的机械系统，设各单机效率分别为A、B、C、D，机器C、D的输出功率分别为NC和ND。

（1）试问该机械系统属于串联、并联还是混联方式？

（2）写出机械系统应输入总功率N的计算式。

（02168）如图所示铰链四杆机构中，已知构件

尺寸，生产阻力矩Mr，各转动副的摩擦圆如图示。

试在机构图中画出各运动副总反力的作用线

的计算式。

及各力的指向；画出构件1的力多边形，并写出驱

动力Pd

（02217）图示为一冲压机床的机构位置图，转动副摩擦圆和移

r

动副摩擦角已示于图中，不计齿轮副中的摩擦，Q为生产阻力，齿轮1为原动件。

试：

（1）在图上画出机构各运动副反力的作用线及方向；

（2）写出构件2和4的力平衡矢量方程式，并画出它们的力多边形；

（3）写出应加于齿轮1上的驱动力矩M1的计算式，并指出其方向。

（02156）图示机构中，各摩擦面间的摩擦角均

r

r

为，为生产阻力，P为驱动力。

试在图中画出各

Q

r

r

r

运动副的总反力：

R32、R12

、R31（包括作用线位置与指

向）。

（00694）图示四杆机构中，若原动件为曲柄，试标出在图示位置时的传动角及机构处于最小传动角min时的机构位置图。

（00707）画出图示机构的极限位置，标出极位夹角确定行程速比系数K。

，

（00716）画出图示六杆机构中滑块D处于两极位时的机构位置，并在图上标出极位夹角。

（00738）试设计一铰链四杆机构，已知摇杆长lCD

75mm，

机架长lAD100mm，行程速度变化系数K=1，摇杆的一个极限位置与机架的夹角30o，求曲柄长lAB和连杆长lBC。

（00749）已知铰链四杆机构的机架长lAD500mm，曲柄长lAB150mm，及曲柄和摇杆的两组对应位置如图所示。

试设

计此曲柄摇杆机构，确定其行程速比系数并在图上标出其最小传动角。

（00769）设计一铰链四杆机构，已知曲柄长度AB100

mm，机架长度AD250mm，曲柄角速度

110rad/s，

160,190，从动连架杆铰链点C的速度vC

0.6m/s，求

摇杆长度lCD（C点取在DE上）。

（00821）欲设计一个夹紧机构，拟采用全铰链四杆机构ABCD。

已知连杆的两个位置：

xP105.,yP105.，

120;xP215.,yP218.,238，如图示。

连杆到达第二位置时为夹紧位置，即若以CD为主动件，则在此位置时，机构应处于死点位置，并且要求此时C2D处于垂直位置。

试写出设计方程。

（01036）在图示凸轮机构中，已知：

AO

BO

20mm，AOB＝60，

（

（

为圆弧；滚子半径

且AB为圆弧；CO=DO=40mm,COD60

CD

rr=10mm，从动件的推程和回程运动规律均为等速运动规律。

（1）求凸轮的基圆半径；

（2）画出从动件的位移线图。

（01043）如图所示凸轮机构，已知各部分尺寸，凸轮以1等速转动，在A点与从动件接触转至B点与从动件接触时，试在图上标出：

（1）凸轮转过的角度AB。

（2）凸轮B点处与从动件接触的压力角，并推导出计算该点压力角的表达式。

（01050）如图所示，用一个偏心圆盘作凸轮，绕A轴转动，该圆盘的几何中心在O点。

（1）为减小从动件在推程中的压力角，试确定凸轮的合理转向；

（2）该图是按比例画出的，试在该图上确定凸轮从图示位置转

过90时的机构压力角，并注明构成角的两矢量（如v、Fn或n-等）

的物理含义，并标出从动件位移量s。

（01048）图示为一凸轮机构，凸轮轮廓的起始上升点为A点，凸轮转过角后，从动件与凸轮接触在B

点，试在图上标出：

（1）凸轮的转角；

（2）在B点接触时，凸轮轮廓的压力角；

（3）与凸轮转角所对应的从动件位移s。

（01057）某偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构，已画出部分从动件位移线图（图a）。

（1）根据表中给出的运动规律将位移线图补齐。

（2）按图a中给出的位移线图，将其运动规律填写在表中相应的空

格中。

（3）凸轮以逆时针方向回转，图b中B0点为从动件最低位置（凸

轮廓线的起点），试用反转法作出210时，凸轮廓线上对应点B

的位置（求作过程必须表达清楚）。

（4）凸轮转到120，210，330时机构有无冲击？

为何种冲击？

凸轮转角从动件运动规律

1~120120~150150~330

330~360

按余弦加速运动规律回到最

低位置

静止不动

（）

（01385）用齿条刀具加工一直齿圆柱齿轮，已知刀具的压力角＝20，模数m=20mm，ha*1，c*0.25，并已知加工时齿轮毛坯的角速度

1.01rad/s，刀具移动速度v=1.4mm/s，齿轮中心到刀具中线的距离a=142mm。

问被加工齿轮的齿数z?

该齿轮是否根切？

（01287）已知一对渐开线直齿圆柱齿轮参数如下：

zz10,￡z15,m8mm，20，ha*1c*0.25。

试问：

12

（1）要求这对齿轮无根切且实现无侧隙啮合，应采取何种类型传

动？

（2）若要求该对齿轮的中心距为103mm，能使两齿轮均不产生根

切吗？

提示：

inv

2（x1

x2）tg

inv

z1

z2

inv

tg

inv20

0.014904

（01292）

（1）齿轮计算。

已知一对外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，其i12=2，z1=20，m=10mm，＝

20，ha*=1,试求（注：

计算重合度时，根据l=4mm/mm画

图，从图中量得所需尺寸计算）大齿轮齿数z2及

两轮的分度圆半径、基圆半径、顶圆半径、齿全高、齿距、基圆齿距、啮合角、节圆半径、中心距、

节圆处齿廓曲率半径、实际啮合线段（作图）、重合度。

（2）回答下列问题（把不对的划去）：

当中心距加大a=5mm时

1.节圆半径r'（变大，变小，不变）。

2.分度圆半径r（变大，变小，不变）。

3.啮合角'（变大，变小，不变）。

4.传动比i12（变大，变小，不变）。

5.齿侧间隙

'

（1'2'

）

（有，没有）。

p

ss

（3）设中心距a'=305mm，欲作凑中心距设计（把不对的划去）

1.须采用直齿圆柱齿轮什么类型传动（正，负，零）。

2.能否用标准斜齿圆柱齿轮传动来实现（能，不能）。

（01404）现有一对渐开线外啮合直齿圆柱标准齿轮，

m4mm,20,ha*1,c*0.25,z120，z240。

现装在中心距

a'125mm的减速箱中。

试计算

（1）节圆半径r1'、r2'；

（2）啮合角'；

（3）径向间隙c；

（4）有无齿侧间隙？

若有，应如何计算？

（列出计算公式）

（5）与正确安装相比，此时重合度是加大还是减小？

为什么？

注：

sis（ri/r）2ri（inviinv）

1z1（tga1tg'）z2（tga2tg'）

2

（01423）用齿条刀范成法切制一直齿圆柱外齿

轮，已知齿数z90，模数m2mm。

（1）轮坯以1/225.rad/s的角速度转动，在切制标

准齿轮时，齿条刀中线相对轮坯中心O的距离L应等于多少？

此时齿条刀移动速度vd应等于多少？

（2）如果齿条刀的位置和移动速度都不变，而

轮坯的角速度变为的齿数z等于多少？

变位系数x？

（3）如果齿条刀的位

'1/235.rad/s。

则此时被切齿轮它相当于哪种变位齿轮？

置和移动速度都不变，而轮

坯的角速度变为''1/221.rad/s。

此时被切齿轮的变

位系数x？

齿数z？

最后加工结果如何？

（01621）在图示轮系中，轮3和轮4同时和轮2啮

合，已知z1?

z220，z360，z458，求传动比i14。

（01615）在图示万能刀具磨床工作台横向微动进给装置中，运动经手柄输入，由丝杆传给工作台。

已知丝杆螺距P=50mm，且单头。

z1z219，z318，z420，试计算手柄转一周时工作台的进给量s。

（01646）图示轮系中，已知z1z3z4z4'20，z280，z560。

若nA1000r/min,求nB的大小及方向。

（01667）图示为电动三爪卡盘的传动轮系。

已知各

轮齿数为z1

20，z2

z2'28，z3

100，z4

80，试求其传动比

i14。

（01691）在图示轮系中，已知各轮齿数z1

13，z2

52，

z39，z4

52，z545，z6z711，z

，

，

=40

，试求

8

=48z9

=46z10

齿轮1

和齿轮10的转速比。

（1712）轮系

如图示，由电动机带动齿轮1，其转速

为n11296r/min

，

转

向

如

图

示，z120,

z224,z320,z4

28,z5

28,z617,z7

62,z8

2,z9

80。

求：

1）蜗轮9的每分钟转数；

2）蜗轮9

的转向（以箭头表示在题图上）；

3）蜗轮齿的倾斜方向。

（2575）图示为齿轮一凸轮机构，已知齿轮1、2的齿数z1、z2和它们对其转轴O1、O2的转动惯量分别为J1、J2，凸轮为一偏心矩为e的圆盘，与齿轮2相连，凸轮对其质心S3的转动惯

量是J3，其质量为m3，从动杆4的质量为m4，作用在齿轮1上

的驱动力矩M1＝M

（1）,作用在从动杆上的压力为Q。

若以轴

O2上的构件（即齿轮2和凸轮）为等效构件,试求在此位置时：

（1）等效转动惯量；

（2）等效力矩。

（2568）已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩Mr如图所示，等效驱动力矩Md为常数，等效构件的最大及最小

角速度分别为：

max200rad/s及min180rad/s。

试求：

（1）等效驱动力矩Md的大小；

（2）运转的速度不均匀系数；

（3）当要求在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯量JF。

（2446）图示为绕O点回转的薄片圆盘，在位置1、2处钻孔，

r101.m，r20.2m，孔部分材料质量分别为m110.kg，m205.kg。

为

进行静平衡，欲在半径rb05.m的圆周上钻一孔。

试表示出孔的方向

r

并求出钻去材料的质量mb

。

rb

（2449）图示的回转构件中有两个不平衡质量m1和m2，T'和T''为

选定的校正平面，已知：

m15kg，m

10kg，

1＝300，

2＝1200，

2

r1100mm,r2

60mm，L

400mm，L1

150mm，L2300mm，拟在两

平面内半径r

150mm圆周上配置平衡质量m'

和m''

。

试求m'和m''的大小

b

b

b

b

和相位（

从Ox轴正向测量）。

（2452）图示为一回转体，其上有不平衡质量m11kg，m22kg，与转动轴线的距离分别为r1300mm，r2150mm。

试计算在P、Q两平衡校正面上应加的平衡质径积（mbrb）P和（mbrb）Q的大小和方位。

（2034）为修磨钢笔笔尖，要求夹持笔尖的主轴能绕其自身的轴线往复摆动（摆动的角度应大于180），同时又能沿其自身的轴线往复移动（两种运动互相独立）。

试确定使该主轴实现上述运动的机构，画出其机构示意图；并对机构的功能作必要的说明。

（2029）欲将一粗绳张紧在两立柱之间，用手作为动力，要求手放开后，张紧的绳子不会自行松脱。

试问可采用何种机构？

画出其机构示意图，并说明设计该机构时要注意哪些问题。

（2033）试构思一实现图示轨迹的机构方案，绘出机构示意图，并简述机构的设计步骤。

（2022）生产工艺要求某机构将输入的匀速转动，转变为正弦规律变化的移动输出。

试构思两种以上由不同类型的机构来实现该工艺要求的方案，试绘出机构示意图并作必要的说明。

（2017）转动轴线平行的两构件，主动件作连续转动，从动件作单向的间歇转动，若要求主动件转一圈中，从动件转动120然后停歇。

试问：

（1）可采用什么传动机构？

（2）画出其机构示意图；

（3）简单说明设计该机构尺寸时应注意哪些

问题。

（2820）图示轮系中，已知蜗杆1的齿数z12（右旋），其余各

轮的齿数为：

z2z2z540，z2z320,z360,z530，各齿轮模数相

同，且均为标准齿轮。

蜗杆1的转速n1=3000r/min，方向如图示。

求：

（1）齿数z4,z6等于多少？

（2）n6的大小和方向；

（3）设轮系总效率05.，作用于轮6上的阻力矩Mr100Nm，

求蜗杆1上应加的驱动力矩Md等于多少？

（2817）图示轮系中，电动机的转速

nM30r/min，4个圆柱直齿

轮的模数

m

，压

力角

20，ha1，齿数为

2mm

z160,z220,z310,z430，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r3及其齿顶圆半径ra3，齿轮4的齿顶圆半径ra4。

（注：

保证齿轮3不产生根切。

）

（2825）图示行星轮系中，已知各轮为标准齿轮，且为正确安装，

其模数均为m10mm，齿数z160，z220，z222，各构件质心均在

其相对回转轴线上，且其转动惯量分别为：

J10.04kgm2,J2

0.01kgm2,J20.012kgm2,JH018.kgm2，行星轮质

量m22kg，m2

2.5kg。

（1）试按同心条件求出z3；

（2）求由作用在行星架H上的力矩MH40Nm换算到轮1的轴

O1上的等效力矩M；

（3）求换算到轴O1上的各构件质量及转动惯量的等效转动惯量

J。

（2832）图示轮系中，电动机的转速n11440r/min，各轮齿数为

z130，z2

15，z225，z3

70，z42,z540。

各轮模数m

2mm，压

力角20

，齿顶高系数ha

1，蜗杆4为右旋。

试求：

（1）轮系的传动比i15，蜗轮5的转速n5的大小和方向；

（2）齿轮2的转速和转向；

（3）内啮合齿轮2'、3是标准齿轮标准安装，轮系中各齿轮都应

无根切，在此条件下，求齿轮2的节圆半径r2、齿顶圆半径ra2和齿轮1的齿顶圆半径ra1。