重庆大学机械原理模拟题3套.docx
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重庆大学机械原理模拟题3套.docx
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重庆大学机械原理模拟题3套
模拟题一
.计算图示机构自由度,指明复合铰链,局部自由度,和虚约束所
在;进行高副低代,然后拆分杆组,判断机构的级别。
(20分)
2.在图示的机构中,已知各构件长度,原动件以等角速度wi=10
rad/s逆时针转动,试用图解法求点D的速度。
(20分)
3.1.图示铰链四杆机构中,已知各构件的长度IAB=25mmlBc=55mm
lcc=40mmIAD=50mim试问:
(15分)
(1)该机构是否有曲柄,如有,请指出是哪个构件;
(2)该机构是否有摇杆,如有,请指出是哪个构件;
(3)该机构是否有整转副,如有,请指出是哪个转动副;
2.设计一铰链四杆机构,如图所示,已知行程速比系数K=1,机架长
LAD=100mm曲柄长LAB=20mm当曲柄与连杆共线,摇杆处于最远的极限位置时,曲柄与机架的夹角为30°,确定摇杆及连杆的长度。
(20分)
4.图示机构的凸轮轮廓线由两段直线和两段圆弧组成。
(1)画出偏距圆;
(2)画出理论廓线;(3)画出基圆;(4)画出当前位置的从动件位移s;(5)画出当前位置的凸轮机构压力角;(6)画出从动件升程h。
(7)凸轮的推程角©,近休止角©s',回程角©'(20分)
5.一对正常齿制标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,已知传
动比i=2.5,中心距a=175mm小齿轮齿数z仁20,压力角a=20°
试计算模数m大齿轮的几何尺寸基圆直径,齿顶圆直径和齿根圆直径。
(20分)
6.图示轮系各轮的齿数已在括号中标注,已知主动轮1的转速为每
分钟1转、主动轮4的转速为每分钟2转,转向如图所示。
试求输出构件H的转速和转向。
(20分)
7.图示减速器,已知传动比i=Z2/zi=3,作用在大齿轮上的阻力矩随大齿轮的转角©2变化,其变化规律为:
当0<=©2<=120°时,阻力矩为M=300N?
m当120°<=©2<=360°时,阻力矩为M=0,又已知小齿轮的转动惯量为Ji,大齿轮的转动惯量为J2。
假设作用在小齿轮上的驱动力矩M为常数,小齿轮为等效构件。
试求等效转动惯量J
等效驱动力矩M,等效阻力矩M。
(15分)
模拟题二
1.平面机构的机构分析(20分)
1.计算图示系统自由度,并指明虚约束、复合铰链、局部自由度
(8分)
Riwi
2.以AB为原动件对图示机构进行结构分析,要求画出原动件、基本
组,并指出机构的级别。
(8分)
3.试对图示机构进行高副低代,要求画出替代机构。
(4分)
.平面机构的运动分析
图所示连杆机构中给定各构件长度和w=常数,试用相对运动图解法
求杆5的角速度W5,写出求解的速度矢量方程,作出速度多边形(20
分)
3.平面连杆机构及其设计(35分)
1.如图所示,设已知四杆机构各构件的长度a=240mm;b=600mm;
c=400mm;d=500mm试回答下列问题:
(15分)
⑴当取杆4为机架时,是否有曲柄存在?
⑵若各杆长度不变,能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?
如何获得?
2.已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K=1.4、摇杆长度c=600mm摇杆最大输出摆角©=30°,机架长度d=300mm试用图解法设计该机构。
要求自选比例尺画出设计图(不得书写作图过程),写出极位夹角,曲柄长度a和连杆长度b的计算式和计算结果。
(20分)
4.凸轮机构及其设计(20分)
图示凸轮机构的凸轮为圆盘。
试画出理论廓线、基圆、偏距圆、
件升程h、凸轮从当前位置逆时针转过120°时的机构压力角动件位移s
5.
齿轮机构(20分)
一对渐开线外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮传动,已知模数
压力角a=20°,齿数Zi=20,Z2=60,试求:
(1)两个齿轮的分度圆直径di,d2和齿顶圆直径dal,da2
(2)标准中心距a;
(3)齿轮的基圆齿距pb;
(4)重合度为多少;
(订=二[巧(也7-亡翊口)+z2^anaa2_tana)])
(5)实际中心距a=163mn时的啮合角a
6.轮系(20分)
图示轮系,已知:
zi=20,Z3=80,Z4=z5=30,Z6=90。
求Z2和i花。
7.机械动力学(15分)
如图所示,小带轮1通过皮带2驱动大带轮3,与大带轮3固联的小齿轮3’驱动大齿轮4。
已知小带轮直径di、大带轮直径d3、各齿轮的齿数为Z3’、Z4、各构件绕其转动轴的转动惯量为Ji、J3、J4(忽略皮带的质量)、作用在构件4的生产阻力矩为M。
试求以构件1为等效构件的等效转动惯量和等效阻力矩。
模拟题三
一.平面机构的机构分析(20分)
1.试计算图一示机构自由度,若有虚约束、复合铰链、局部自由度请
指出。
(10分)
2.试对图示机构进行高副低代,要求画出替代机构。
(4分)
3.试对图示机构进行结构分析,要求画出原动件、基本组,并指出该
机构的级别。
(6分)
2.平面机构运动分析(20分)图所示的机构中,已知AB二BE二EC二EF=1/2CDAB丄BCBCLEF,
BC丄CDw二常数,求构件5的角速度。
3.平面连杆机构及其设计(35分)
1.已知铰链四杆运动链构件1、2、3、4的杆长分别为L1=100mm,
L2=300mrpLa=300mmL4=400mm(15分)
(1)试通过计算说明有无整转副,如有,指明是哪个转动副;
(2)若有整转副,以哪个构件为机架可构成双曲柄机构;以哪个构件为机架可构成曲柄摇杆机构;以哪个构件为机架可构成双摇杆机构。
2.已知曲柄滑块机构的行程速比系数K=1.25、滑块行程H=250m、m
偏距e=50mm试用图解法设计该机构。
要求自选比例尺画出设计图
(不写作图过程),写出极位夹角,曲柄长度a和连杆长度b的计算
式和计算结果。
建议作图比例尺为L=0.01m/mm(20分)
4.凸轮机构及其设计(20分)
图所示为对心直动平底推杆盘形凸轮机构。
已知凸轮为一偏心圆盘,
几何中心为02,圆盘半径R=30mm转动中心为01,偏心距e=20mm
凸轮一等角速度3顺时针方向转动。
试求:
(1)画出基圆,偏距圆,并求出基圆半径;
(2)画出从动件升程h、凸轮从当前位置的机构压力角a和从动件
5.齿轮机构(20分)
一对正常齿制外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,已知:
传动比i=2,模数m=4mjm压力角a=20°。
(1)若按照标准中心距安装,a=120mm试确定:
①两个齿轮的齿数
Zi,Z2:
②啮合角a;③节圆半径ri,「2;
(2)若实际中心距为a=125mm两齿轮齿数不变,满足无齿侧间隙啮合条件,试求:
①啮合角a';②节圆半径ri',r2;
6.轮系(20分)图示为某航空发动机的传动系统,已知zi=35,Z3=97,Z3,=35,Zs=97,
试求传动比i15。
7.机械动力学(15分)图所示为某机械等效到主轴上到等效力矩Mr在一个工作循环中到
变化规律,设等效驱动力矩M为常数,主轴平均转速n=300r/min,等效转动惯量J=25kg?
吊。
试求:
(1)等效驱动力矩Md;
(2)最大盈亏功△Wax;
(3)运转速度不均匀系数[5]=0.1时,安装在主轴上的飞轮转
动惯量JF。
模拟题一
F=3n—(2Pl+Ph)—F
=3x7—(2x9+1)—1
=1
E处滚子带入局部自由度,C处转动副为复合铰链
咼副低代:
故该机构为I级机构
大小
?
•
V
?
•
VF3=VF2=VF1+VF2F1
方向
V
V
V
根据速度影响原理求得VD二pc?
u
自选比例尺u作速度多边形如下:
二.1.1AB(25mm)+lBc(55mm)<]cD(40mm)+lAD(50mm),故该四杆机构满足杆长条件;
(1)有曲柄,杆AB是曲柄;
(2)有摇杆,杆CD是摇杆;
(3)有整转副,转动副A,B是整转副。
2.由K=1,得到0=0°,及由AG-AG=2AB自选比例尺作出机构简
图:
如图所示:
在直角?
AmD中,可以求得Am=86.6mm又CG=2AB故mC=mC=10mm故得到:
BC二Am+mCAB=86.6mm
在?
ADC中,AD=100mmAC二An-mC=76.6mm/DAC=30。
,故求得
DC=51.0mm
4.解题如图:
5.由题:
a=-m⑵+2』=175mm
以及乙=20
i——=2.5
故Z2=50,m=5mm
由:
d=mz得到d2二mz=250mmda2二d+2h=260mmdf2=d-2hf=237.5mm
db2二dcosa=235.0mm
6.
解:
故nH二—1.599r/min。
故大小为1.599,方向与齿轮1相反
7.解:
M「—ON哂360°<(p1<1080°
Mrx2n
=3333g
6tt
模拟题二
一.1.F=3n—(2Pl+Ph)—F
=3x9—(2x12+1)—1
=1
H处滚子带入局部自由度,D处转动副为复合铰链,E(R)处与R(E)处的移动副起重复约束作用,故R(E)处移动副带入虚约束。
3.咼副低代:
lAB
大小
?
V
?
•
方向
V
V
V
VD=V
B
+VDB
速度影像原理求得7c
Vc2=Vc4=VC5+VC4C5
大小
V
?
?
•
方向
V
V
V
故求得VC5=pC5?
U
W5=Vc5/FC
三.1.解:
a=240mm;b=600mmc=400mm;d=500mi,a+bvc+d;满足杆长条件;
(1)取杆4为机架时,有曲柄;
(2)取杆1为机架双曲柄机构,取杆3为机架为双摇杆机构
K-1
B=180°=30°
2.由K=1.4,得到K+I
自选比例尺u绘制出机构简图:
其中/GDG=©=30°,计算曲柄长度AB=a?
u,连杆长度BC=bu
五.
(1)由:
d=mz
可得:
di=80mmd2=240mm
da=m(z+2h^)
又ha*=1,可得:
dai=88mmda2=248mm
(2)
(3)
a=-m(z1+z2)=160?
nm
2-
Pb=pcosa=nmcosa=11.81nun
(3)由:
-tana^+Z2^tanaa2-tana)])
可得:
£a=1.52
(4)由acosa=acosa,a=163mma=160mnria=20°,得到a=22.7°。
六.解:
及n3=n4,故解得:
i16=17;
由同心条件得到:
Zi/2+Z2=Z3/2,故Z2=30
模拟题三
.1.F=3n—(2Pl+Ph)—F
=3x8—(2x9+3)—2
=1
两滚子都带入带入局部自由度,A处转动副为复合铰链,双转副杆EF
带入虚约束
2.咼副低代:
故该机构为皿级机构
VB=W?
IAB
V:
=VB+VCB
大小
?
•
V
?
•
方向
V
V
V
速度影像原理求得VE2
VE2=VE4=VE5+VE4E5
大小
V
?
•
?
•
方向
V
V
V
自选比例尺u作速度多边形:
FbCO髓5)
故V5=Vb=W1?
IAB,故W5=V5/IEF=Wl
二.解:
hLl+L4 (1)有整转副,整转副为转动副A,B; (2)以杆1为机架可以获得双曲柄机构,以杆2(4)为机架可以获得曲柄摇杆机构,以杆3为机架可以获得双摇杆机构。 2.由K=1.25,得到: K-1 6=180°=36。 K+1 选取比例尺L=0.01m/mm画出机构简图: 故得到: 曲柄长度a=L? nC2/2,连杆长度b=L? AG-a 四.解: 基圆半径二R-e=10mm 5. (1)由: lz1+zyJ=120mm 1 a=—th 2 以及m=4mm 故可以得到Zi=20,Z2=40; 由题意,齿轮是标准安装,故啮合角a=20°; 又ri+r2=a,r2ri=2,可以得到ri=40mmri=80mm (2)由: acosa二acosa,a=125mma=120mma=20°,得到a=25.6° 又由: ri+r2=a,r2/r1=2,可以得到ri=40mmr1=80mm 6.解: n3. 召97 =—-- -■— z‘35 J 3 n.- 卢-1 -n5 97 *13 ^3- 5 35 以及n3'=ne 故得到: 7. (1) 2nn 300x——+3000X-+300xit 33 2n (2)能量指示图如图所示: 故得到: &Wmax=3000x-=1000^J (3)按照飞轮转动惯量计算公式: ;=6.831/<5'm2 irnz[tf]
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