数控班机械研究设计作业章.docx
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数控班机械研究设计作业章
第一章绪论
一、填空题
1-1零件是最小的制造单元,构件是最小的_运动___单元,部件是最小的___装配_单元。
1-2设计机器应满足的基本要求是使用功能要求、经济性要求、操作使用要求、和可靠性要求。
二、选择题
1-3下列对机器组成的描述中,有错误的是D。
A.机械是机器和机构的总称B.机器是由一个或多个机构组成的
C.机构是具有确定相对运动的构件组合体
D.构件可以是一个单独的零件,也可以是几个零件可动联接后形成的组合体
1-4机器与机构的主要区别是C。
A.机器的运动较复杂B.机器的结构较复杂
C.机器能完成有用的机械功或转换机械能D.机器能变换运动形式
1-5机械设计基础主要研究B的工作原理、特点和设计方法。
A.各种机器和各种机构B.常用机构和通用零件
C.专用机构和专用零件D.标准零件和标准部件
三、简答题
1-6分别指出自行车、汽车、普通车床的四个组成部分。
原动部分
传动部分
执行部分
控制部分
自行车
汽车
普通
车床
第二章平面机构及自由度
一、填空题
2-1平面机构中,两构件通过面接触构成的运动副称为低副,通过点或线接触构成的运动副称为高副。
2-2平面机构中,若引入一个低副,将带入___2____个约束,保留____1____个自由度;若引入一个高副,将带入____1___个约束,保留_____2__个自由度。
2-3机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度大于零,且等于原动件的数目。
2-4机构中滚子构件的自转运动为局部自由度,其转动的快慢,对机构的输出运动并无影响,那么它的实际作用是可以将高副接触的滑动摩擦变成滚动摩擦,减少从件与凸轮间的磨损。
二、选择题
2-5为使机构运动简图能够完全反映机构的运动特性,则运动简图相对于实际机构D的应相同。
A.构件数、运动副的类型及数目B.构件的运动尺寸
C.机架和原动件D.A和B和C
2-6下面对机构虚约束的描述中,不正确的是D。
A.机构中对运动不起独立限制作用的重复约束称为虚约束,在计算机构自由度时应除去虚约束。
B.虚约束可提高构件的强度、刚度、平稳性和机构工作的可靠性等。
C.虚约束应满足某些特殊的几何条件,否则虚约束会变成实约束而影响机构的正常运动,为此应规定相应的制造精度要求。
虚约束还使机器的结构复杂,成本增加。
D.设计机器时,在满足使用要求的情况下,含有的虚约束越多越好。
三、作图计算题
2-7绘制图示手动压力机的机构运动简图,并计算其自由度。
2-8绘制图示油泵的运动简图,并计算其自由度。
2-9图示为一学生设计的简易冲床的结构简图。
设计者的意图是让凸轮1为原动件,做匀速转动,通过构件2带动构件3做上下往复移动,从而实现冲压运动。
1)绘制该机构的运动简图,并计算其自由度。
2)该简图能否实现设计者的意图?
为什么?
3)如不能实现设计者的意图,请画出一种改进方案,并计算其自由度。
4)机械设计中计算机构自由度有何意义?
2-10计算图示发动机机构的自由度,判断其是否具有确定的相对运动。
若有复合铰链、局部自由度、虚约束,需引线指出。
2-11计算图示缝纫机送布机构(图a)和平炉渣口堵塞机构(图b)的自由度,判断其是否具有确定的相对运动。
若有复合铰链、局部自由度、虚约束,需引线指出。
2-12计算图示冲压机构(图a)和椭圆机构(图b)的自由度,判断其是否具有确定的相对运动。
若有复合铰链、局部自由度、虚约束,需引线指出。
2-13计算图示压力机机构(图a)和行星轮系机构(图b)的自由度,判断其是否具有确定的相对运动。
若有复合铰链、局部自由度、虚约束,需引线指出。
第三章平面连杆机构
一、
填空题
3-1图示铰链四杆机构中:
1)当构件AD为机架时,其为曲柄摇杆机构。
2)当构件AB为机架时,其为双曲柄机构。
3)当构件BC为机架时,其为曲柄摇杆机构。
4)当构件CD为机架时,其为双摇杆机构。
5)要使此机构成为以AB为曲柄的曲柄摇杆机构,则AB长度的允许变动范围为________0_<__AB___<45。
6)将AD的长度改为80,其余杆长不变,则当四个构件分别为机架时所得机构均为双摇杆机构。
3-2在平面四杆机构中,若机构的极位夹角θ大于零,则其具有急回特性。
具有急回特性的四杆机构有曲柄机构、偏置曲柄滑块机构和摆动导杆机构等。
3-3牛头刨床利用急回特性的意义是缩短非工作时间提高生产效率。
3-4摆动导杆机构中,若导杆的摆角
,则其行程数比系数K=____2_____。
3-5在平面连杆机构中,机构的传动角越大或压力角越小,则机构的传力性能越好。
当机构的传动角γ=0时,机构存在止点位置。
3-6在曲柄滑块机构中,当滑块为原动件时,曲柄与连杆的共线位置为机构的止点位置。
内燃机采用的是曲柄滑块机构,单缸内燃机克服死点的方法是;多缸内燃机克服止点的方法是或。
2、选择题
3-7铰链四杆机构存在周转副的条件是:
最短杆与最长杆长度之和D其余两杆长度之和。
A.大于B.等于C.小于D.小于等于
3-8在曲柄摇杆机构中,若以曲柄为主动件,其最小传动角出现在__A___。
A.曲柄与机架共线的两个位置B.摇杆的两个极限位置
C.曲柄与连杆共线的两个位置D.曲柄与摇杆共线的两个位置
3-9平面连杆机构中,D上的点可以实现复杂的运动轨迹。
A.机架B.可转动的连架杆C.可移动的连架杆D.连杆
3-10下面对平面连杆机构特点的概括中,不完全正确的是C。
A.运动副全为低副,面接触,承载能力小
B.低副中,转动副元素为圆柱面,移动副多为平面,形状简单,加工方便
C.运动形式和轨迹多样,可满足不同的运动要求
D.构件数多、运动副间隙导致累积误差较大、惯性力不容易平衡,设计复杂,一般只能近似实现给定的运动规律
三、作图分析题
3-11画出图示机构的传动角和压力角。
3-12图示为一曲柄摇杆机构,曲柄主动,试在原图上用作图法求出:
1)摇杆CD的摆角ψ=_________。
机构的极位夹角θ=_________。
行程数比系数K=。
机构的最小传动角γmin=________。
2)若希望摇杆向右摆动时慢,则曲柄应时针转动。
3)当摇杆主动时,该机构是否存在死点位置,为什么?
3-13图示为一曲柄滑块机构,曲柄主动,试在原图上用作图法求出:
1)滑块的行程S=_________。
机构的极位夹角θ=_________。
行程数比系数K=。
机构的最小传动角γmin=________。
2)如果该机构用作曲柄压力机,滑块向右运动是冲压工件的工作过程(慢速),试确定曲柄的合理转向和传力效果最好的机构瞬时位置,并标出该位置的传动角γmax。
四、设计题
3-14设计一曲柄摇杆机构ABCD。
已知摇杆LCD=260mm,摆角ψ=43°,行程速比系数K=1.4,机架长度LAD=200mm,试用作图法确定曲柄和连杆的长度。
(比例尺1:
2)
3-15设计一曲柄摇杆机构ABCD。
已知图示位置为机构处于两极限位置时连杆BC的两个方位(B铰链中心的位置待定),且知机构在其中一个极限位置时的压力角为零(曲柄主动)。
试用作图法确定四个构件的长度。
3-16设计一曲柄滑块机构ABC。
已知滑块的行程H=50mm,偏距e=16mm,行程速比系数K=1.4,试用作图法确定曲柄和连杆的长度。
(比例尺1:
1)
3-17设计一摆动导杆机构ABC。
已知行程速比系数K=1.2,机架长度LAC=50mm。
试用作图法确定曲柄的长度LAB。
(比例尺1:
1)
第四章凸轮机构
一、选择题
4-1与连杆机构相比,凸轮机构具有如下特点,其中不正确的是D。
A.构件数少,结构简单、紧凑
B.只要设计适当的轮廓曲线,即可较精确实现各种复杂的运动规律,且设计简单
C.凸轮与从动件之间为点或线高副接触,易于磨损,不宜传递大动力,多用于自动机械中
D.一般来说,凸轮比连杆机构中的零件容易加工,成本低
4-2凸轮机构中,摩擦磨损小、承载较大、应用最广泛的从动件是B。
A.尖底从动件B.滚子从动件C.平底从动件D.尖底和平底从动件
4-3当凸轮的转速较高、受载较大时,为减小冲击,从动件不宜采用C规律。
A.等速运动B.等加速等减速运动C.简谐运动D.等加速等减速运动或简谐运动
4-4在滚子从动件盘形凸轮机构设计中,为避免因凸轮的实际廓线变尖和交叉而引起从动件运动规律失真,滚子半径应C凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径,必要时还可以选择较大的基圆半径。
A.等于B.大于C.小于D.等于或大于
4-5在滚子从动件盘形凸轮机构设计中,若从动件的运动规律和滚子半径一定,基圆半径对凸轮机构的影响是,基圆半径越大,D。
A.凸轮的外廓尺寸越大B.凸轮轮廓曲线的曲率半径越大,越不容易变尖和交叉
C.机构的压力角越小,传力性能越好,越不容易发生自锁D.A和B和C
4-6有一尖顶从动件凸轮机构,从动件已损坏,若将尖顶从动件换成滚子从动件,而仍采用原来的凸轮,则从动件的运动规律D。
A.保持不变B.发生改变C.不一定变化D.是否变化与滚子的大小有关
二、填空题
4-7在滚子从动件盘形凸轮机构中,以凸轮理论廓线上的最小向径所作的圆称为基圆。
4-8凸轮轮廓曲线设计的基本原理是反转法原理。
4-9在凸轮机构中,为了保证凸轮与从动件始终保持接触,采取的锁合(封闭)方法有:
力封闭型凸轮结构和形封闭型凸轮结构。
三、分析题
4-10图示为一尖顶对心移动从动件盘形凸轮机构,已知凸轮逆时针转动。
在原图上标出:
凸轮的基圆半径rb、推程角δt、远休止角δs、回程角δh、近休止角δ's、从动件的行程h、从动件与凸轮上M点对应的位移s。
题4-11图
题4-10图
4-11如图所示为一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构,凸轮的实际廓线是一半径为R、圆心为C的圆盘。
要求在图上画出:
1)凸轮的理论廓线。
2)凸轮的基圆rb。
3)从动件的行程h。
4)当前位置从动件的位移s
和压力角α。
5)凸轮从图示位置继续转过60°时从动件的位移s′和压力角α′。
四、设计题
4-12一滚子对心移动从动件盘形凸轮机构,已知凸轮基圆半径rb=45mm,滚子半径rT=12mm,凸轮按顺时针方向转动,从动件的运动规律为:
凸轮转角δ
0°~90°
90°~150°
150°~240°
240°~360°
从动件位移s
等速上升30mm
停止
等加速等减速下降到原处
停止
要求:
1)按1:
1的比例,作出从动件的位移曲线图。
2)按1:
1的比例,作出凸轮的理论轮廓曲线图。
3)按1:
1的比例,作出凸轮的工作轮廓曲线图。
4)画出从动件在起始位置和回程中最大速度时的压力角。
4-13上题中,若改为平底从动件,平底与导路垂直,其它条件不变。
试绘制凸轮的工作轮廓,并确定从动件平底的长度。
4-14摆动滚子从动件盘形凸轮机构如图所示。
已知凸轮基圆半径rb=30mm,凸轮回转中心O到从动件的摆动中心A的距离lOA=75mm,从动件长度lAB=58mm,滚子半径rT=10mm,凸轮以角速度ω1逆时针回转,摆动从动件与凸轮的初始位置如图所示,从动件的运动规律为:
凸轮转角
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