西工大機械原理模擬試題

1、機械原理模擬試題與自測題,第二套模擬試題,第一套模擬試題,自測題,一、填空題（每小題2分，共20分）,在平面機構(gòu)中，一個高副引入 個約束，一個低副引入 個約束。受單力P驅(qū)動的移動副自鎖條件是 ；受單力P驅(qū)動的轉(zhuǎn)動副自鎖條件是 。機械效率等于 功與

2、 功之比。確定移動副中總反力方向的條件是 。平面四桿機構(gòu)共有 個速度瞬心；其中 個是絕對瞬心。,1,2,單力作用在摩擦錐內(nèi),單力作用在摩擦圓內(nèi),阻抗,驅(qū)動,R21 與N21之間的夾角為當量摩擦角；R21與v12之間的夾角為鈍角,6,3,6. 當兩構(gòu)件組

3、成轉(zhuǎn)動副時，其速度瞬心在 處，組成移動副時，其瞬心在 處。7. 一個采取正變位修正的直齒圓柱齒輪與同樣基本參數(shù)的標準齒輪相比較，其 及 變大了；而 的大小沒有變。 8. 在凸輪機構(gòu)的推桿常用的運動規(guī)律中，具有剛性沖擊的是 ；具有柔性沖擊的是

4、 。9. 接槽輪機構(gòu)中，已知主動撥盤的角速度為 rad/s, 則在主動撥盤運動一周的時間內(nèi)，槽輪運動了 秒， 停歇了 秒。 10.機器產(chǎn)生周期性速度波動的主要原因是 ，其調(diào)節(jié)的方法是 。,轉(zhuǎn)動副中心,垂直道路的無窮遠處,齒頂圓

5、,齒根圓,分度圓,等速運動規(guī)律,等加速等減速運動規(guī)律,2,6,驅(qū)動功或阻抗功的變化,加裝飛輪,二、簡答題（每小題4分，共20分）,1. 什么叫漸開線齒輪傳動的重合度？其含義是什么？,2. 鉸鏈四桿機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)的條件是什么？,答：漸開線齒輪傳動的重合度指的是實際嚙合線長與基節(jié)之比，其含義是表示每一時刻平均嚙合輪齒對數(shù)。,答：鉸鏈四桿機構(gòu)成為雙搖桿機構(gòu)的條件是：  a) 最短桿長＋最長桿長≤其余兩桿長之和，以最

6、短桿相對的桿為機架； b) 最短桿長＋最長桿長>其余兩桿長之和，以任意桿為機架。,3. 什么叫凸輪機構(gòu)壓力角？在設(shè)計凸輪機構(gòu)時，對壓力角有何限制？,4. 漸開線齒輪進行變位修正的目的是什么？,5. 何謂急回運動?試列出三種具有急回運動的連桿機構(gòu)。,答：推桿所受的正壓力方向與受力點速度方向之間所夾的銳角，設(shè)計凸輪機構(gòu)時，要求壓力角不超過許用值。,答：漸開線齒輪進行變位修正的目的是避免根切，提高強度，拼湊中心距等。,答：急回運動

7、指的是往復運動構(gòu)件在空回行程的速度大于其工作行程的速度的現(xiàn)象；具有急回運動的連桿機構(gòu)有曲柄搖桿機構(gòu)，偏置曲柄滑塊機構(gòu)，擺動導桿機構(gòu)，其具有急回運動的條件是極位夾角不為零。,三、分析題（每小題10分，共20分）,1.在圖示的鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知各桿長分別為:,且AD為機架。試分析：,若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)， 的最大值；(2) 若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)， 的最小值；(3) 若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)， 的取值范圍。,解：,(1) A

8、BCD為曲柄搖桿機構(gòu)時，AB必為最短：AB+500≤300+350, AB≤150(mm), 最大值為150mm,(2) ABCD為雙曲柄搖桿機構(gòu)時，AD必為最短： 1) AB不是最長，即AB<500,且300+500≤AB+350, 所以450≤AB<500 2) AB為最長桿，即AB≥500, 且AB+300≤500+350, 所以500≤AB≤550所以最小值為450mm。,(3) ABCD

9、為雙搖桿機構(gòu)時，機構(gòu)只有不滿足桿長條件時才成為雙搖桿機構(gòu)。,AB是最短桿，即AB 300 +350, 所以150AB+350, 所以300500+350, 所以AB>550由機構(gòu)組成條件得: AB<1150AB變化范圍為(150,450)和(550,1150),2．在圖示的凸輪機構(gòu)中，試分析：,(1)在圖上畫出該凸輪機構(gòu)的基圓；,(2)畫出機構(gòu)在圖示位置時推桿的位移s；,(3)畫出機構(gòu)在圖示位置時的壓力角α。,答：,

10、(1)機構(gòu)的基圓為以r0為半徑的圓；,(2)推桿的位移s如圖所示；,,(3)壓力角?如圖所示。,四、計算題（每小題10分，共20分）,1．求圖示平面機構(gòu)的自由度（若存在復合鉸鏈、局部自由度或虛約束應明確指出），如果以凸輪為原動件，該機構(gòu)是否具有確定的運動？為什么 ？,(1) 機構(gòu)有復合鉸鏈，在C處；局部自由度F處；虛約束E或E’處。,機構(gòu)原動件的數(shù)目，低副、高副個數(shù)分別為：,機構(gòu)自由度,當以凸輪作為主動件時，該機構(gòu)不具有確定的運動。因

11、為機構(gòu)的自由度數(shù)不等于原動件的數(shù)目,解：,2．在圖示的輪系中，所有齒輪皆為漸開線標準直齒圓柱齒輪，其模數(shù)皆為2mm，并已知齒數(shù)z1=20，z2=32，z2’=18，z3’=20 ，z4=30，試求：齒輪3和齒輪5的齒數(shù)和該輪系的傳動比i1H 。已知:,解：由同心條件可得：,同理：,將上述條件代入（1）、（2）兩式，得,1. 設(shè)計一無急回運動的曲柄搖桿機構(gòu)ABCD，已知搖桿長 =120mm，搖桿擺角為60度，搖桿右極位與機架

12、垂直；試用作圖法設(shè)計該機構(gòu)，求得曲柄 AB、連桿BC 和機架AD的長度。,五、設(shè)計題（每小題10分，共20分）,解:作圖法設(shè)計該機構(gòu)結(jié)果如下圖所示。求得曲柄 AB的長度為60，連桿BC的長度為180 和機架AD的長度為120?3。,,2.圖示的平面六桿機構(gòu)（其中CE、EF桿未畫出），各桿尺寸由圖中量出，A、D、F三鉸鏈位于同一直線上。 1)用作圖法作出CD桿的擺角； 2)當要求CD桿以其擺角的角平分線對稱左右擺動時，

13、EF桿也能以圖中FG為對稱線作1350擺角的擺動（即以FG為角平分線，左、右擺動67.50）。用圖解法設(shè)計滿足這一要求的CE桿和EF桿的長度,解:,1. 在機構(gòu)中，原動件指的是 ，從動件指的是 。2. 速度瞬心指的是 ；絕對瞬心指的是

14、 。3. 當兩構(gòu)件的相對運動為 動，牽連運動為 動時，兩構(gòu)件的重合點之間將有哥氏加速度。4. 對工作轉(zhuǎn)速遠小于其一階固有頻率的轉(zhuǎn)子,當其軸向尺寸較小時，應進行 平衡，當其軸向尺寸較大時，應進行 平衡。5. 運動副指的是 ；兩構(gòu)件通過點、線接觸而構(gòu)成的運動副稱為 。,一、填空題

15、（每小題2分，共20分）,運動規(guī)律已知的構(gòu)件,運動規(guī)律未知的構(gòu)件,兩構(gòu)件上絕對速度相等的瞬時重合點,絕對速度為零的瞬心點,移,轉(zhuǎn),靜,動,兩構(gòu)件間的可動連接,高副,6. 在建立單自由度的機械系統(tǒng)的等效動力學模型時，確定等效構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量大小的原則是 ，確定等效構(gòu)件上作用的等效力矩的原則是 。7. 一個采取負變位修正的直齒圓柱齒輪與同樣基本參數(shù)的標準齒輪相比較，其

16、 及 變小了。8. 若增大凸輪機構(gòu)的基圓半徑，對于直動平底推桿盤形凸輪機構(gòu)，則其壓力角 ；對于直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)，則其壓力角 。 9. 用于平行軸間的一對外嚙合標準斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是 、 、

17、 。10. 能將連續(xù)轉(zhuǎn)動變?yōu)閱雾楅g歇轉(zhuǎn)動的機構(gòu)有 。,動能不變,功率不變,齒頂圓,齒根圓,不變,變小,法面模數(shù)相等,法面壓力角相等,螺旋角相等，螺旋方向相反,槽輪機構(gòu),答：所謂標準齒輪是指具有標準模數(shù)、標準壓力角、標準齒頂高系數(shù)、標準頂隙系數(shù)、且分度圓上齒厚等于齒槽寬的齒輪。,二、簡答題（每小題4分，共20分）,1. 什么叫機構(gòu)自由度？機構(gòu)具有確定運動

18、的條件是什么？,答：使機構(gòu)具有確定運動時所必須給定的獨立運動規(guī)律的數(shù)目稱為機構(gòu)自由度。機構(gòu)具有確定運動的條件是：機構(gòu)的原動件數(shù)目等于機構(gòu)的自由度數(shù)目。,2. 什么叫速度瞬心？如何求不直接成副的兩個構(gòu)件間的瞬心？,答：兩構(gòu)件上瞬時速度相等的重合點稱為速度瞬心。求不直接成副的兩個構(gòu)件間的瞬心時可用三心定理。,3. 什么樣的齒輪稱為標準齒輪?,4. 何謂機器的“運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)” ? 機械的周期性速度波動調(diào)節(jié)的實質(zhì)和方法是什么?,5. 在

19、高速凸輪機構(gòu)，宜采用哪一種形狀的推桿和哪種推桿運動規(guī)律？為什么？,答：運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù) ，機械的周期性速度波動調(diào)節(jié)的實質(zhì)是加大機械的轉(zhuǎn)動慣量，方法是加飛輪。,答：在高速凸輪機構(gòu)，宜采用平底形狀的推桿和正弦加速度或3－4－5次多項式推桿運動規(guī)律，因為這樣振動小。,在圖示的四桿機構(gòu)中，已知各桿長分別為:試分析：(1) 桿AB能否整周轉(zhuǎn)動？為什么？(2) 在圖中畫出機構(gòu)在圖示位

20、置時的壓力角；(3) 在圖中畫出機構(gòu)的最小傳動角。,三、分析題（每小題10分，共20分）,(1) 桿AB能整周轉(zhuǎn)動。因為30＋70<60＋50，故桿AB為曲柄。(2) 機構(gòu)在圖示位置時的壓力角為角a；(3) 機構(gòu)的最小傳動角為角1。,答：,2. 在圖示凸輪機構(gòu)中，試分析:(1) 該機構(gòu)的名稱；(2) 畫出該機構(gòu)的基圓；(3) 標出機構(gòu)在圖示位置時的壓力角和位移；,答：,(1) 該機構(gòu)的名稱為擺動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu);

21、(2) 該機構(gòu)的基圓如圖1所示；(3) 機構(gòu)在圖示位置時的壓力角?和角位移?如圖2所示；,圖1,圖2,1. 試計算圖示沖床機構(gòu)的自由度，若存在局部自由度、復合鉸鏈或虛約束，請指出其位置；判定該機構(gòu)是否具有確定的運動。,四、計算題（每小題10分，共20分）,,,(1) 機構(gòu)有復合鉸鏈，在J處；局部自由度B處；虛約束G、H或F處。,機構(gòu)原動件的數(shù)目，低副、高副個數(shù)分別為：,機構(gòu)自由度,當以小齒輪作為主動件時，該機構(gòu)具有確定的運動。因為機

22、構(gòu)的自由度數(shù)等于原動件的數(shù)目。,解：,,,,,,2. 已知某機器主軸轉(zhuǎn)動一周為一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)循環(huán)，若取主軸為等效構(gòu)件，其等效阻抗力矩 如圖所示。設(shè)等效驅(qū)動力矩 為常數(shù)，試求：,該機器的最大盈虧功。并指出最大和最小角速度 及 出現(xiàn)的位置；(2) 設(shè)主軸的平均角速度 ，在主軸上裝一個轉(zhuǎn)動慣量

23、 的飛輪，試求其運轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)（不計其他構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量）。,= / ( JF) =0.02,100×2 /3+100× /3=Md×2 , Md=50 Nm. =100 /3 J 在0、2 處； 在2 /3、4 /3處。,解：,(1),(2),,Me

24、d,五、設(shè)計題（每小題10分，共20分）,1. 在圖示對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構(gòu)中,已知基圓（由圖中直接量取）和凸輪推程輪廓曲線。當凸輪以?1繞o點等速轉(zhuǎn)動時，對應凸輪轉(zhuǎn)角?BOC，推桿以等速運動規(guī)律由最高點B下降到最低點C。用作圖法設(shè)計凸輪回程輪廓曲線；并說明凸輪輪廓是否合理？為什么？,解：,圖示為凸輪回程輪廓曲線的設(shè)計過程；凸輪輪廓不合理，因為在B點有變尖現(xiàn)象。,2. 試設(shè)計一圖示的鉸鏈四桿機構(gòu)ABCD，已知AB和AD的長度（由圖

25、中直接量?。?，要求滿足AB1、AB2與DE1、DE2兩組對應位置，并要求滿足搖桿CD在第2位置為極限位置。試用作圖法設(shè)計該四桿機構(gòu)。,解：,一、填空題（每小題2分，共20分）1.    在平面機構(gòu)中，作為運動參考的構(gòu)件稱為機架，從機構(gòu)以外獲得獨立運動的構(gòu)件稱為 ，而其余的構(gòu)件稱為 。2.    三個構(gòu)件作平面運動時有 個速度瞬心，這些速度

26、瞬心的位置關(guān)系是 。3.     驅(qū)動力作用在 角以內(nèi)，平面移動副就處于自鎖狀態(tài)；驅(qū)動力作用在 圓以內(nèi)，轉(zhuǎn)動副就處于自鎖狀態(tài)。4.    低于一階臨界轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子稱為 轉(zhuǎn)子，高于一階臨界轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子稱為 轉(zhuǎn)子。5.    周期性速度波動

27、的調(diào)節(jié)采用 方法，非周期性速度波動的調(diào)節(jié)采用 方法。,6. 平面鉸鏈四桿機構(gòu)各桿的長度分別為 ， ， ， 。以 桿為機架可以得到雙曲柄機構(gòu)，以 桿為機架可以得到雙搖桿機構(gòu)。7. 盤形凸輪的基圓半徑增加，滾子推桿的壓力角隨之 ，而平底推桿的壓力角則

28、 。8. 直齒圓柱齒輪的壓力角是指 圓上的壓力角，其螺旋角等于 。9. 齒數(shù)為23、螺旋角為的斜齒圓柱齒輪的當量齒數(shù)等于 ；齒數(shù)為23、分錐角為的直齒圓錐齒輪的當量齒數(shù)等于 。10.在外槽輪機構(gòu)中，主動撥盤上只有一個圓銷，槽輪上徑向槽數(shù)至少為 ，槽輪運動時間和撥盤等速運轉(zhuǎn)一周的時間之比的最小值為 。,，，，,1. 什么是曲柄？在平面鉸鏈四桿機構(gòu)中，曲柄存在的條件

29、是什么？ 2．凸輪機構(gòu)中的剛性沖擊和柔性沖擊的含義是什么？怎么避免出現(xiàn)這兩類沖擊？ 3．標準直齒圓柱齒輪的含義是什么？設(shè)兩個標準直齒圓柱齒輪的分度圓半徑分別為 和 ，怎樣安裝這兩個齒輪，才能保證齒側(cè)間隙為零，同時齒輪具有標準的頂隙 ？ 4．說明周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算原理。,二、簡答題（每小題5分，共20分）,三、分析、計算和設(shè)計題（每小題12分，共60分）,1.   

30、; 圖示偏置曲柄滑塊機構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸（從圖上量取，其中 =0.001m/mm），當主動件AB以角速度 逆時針等速轉(zhuǎn)動時，試分析：1）該機構(gòu)有無急回運動？為什么？2）標出圖示位置機構(gòu)的傳動角 ；3）標出機構(gòu)最小傳動角 ；4）畫出該機構(gòu)在圖示位置的速度多邊形（大小不要求按比例）。,2．在圖示偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)中：1）畫出基圓，標出半徑rb；2）標出圖示位置時推

31、桿的位移 和壓力角 ；3) 凸輪再轉(zhuǎn)過90o后推桿的位移 和壓力角 ；4）標出此凸輪機構(gòu)的行程 。,3．圖示輪系中，所有齒輪皆為標準齒輪，且為標準安裝，已知 ，齒輪1角速度為齒輪3的角速度的2倍。試求：1)    該輪系的自由度F；2)    齒輪3的齒數(shù)z3；3）齒輪1和齒輪3轉(zhuǎn)

32、向相反時 ；4) 齒輪1和齒輪3轉(zhuǎn)向相同時 。,4. 某機器的主軸為等效構(gòu)件，在一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)周期2π內(nèi)，主軸上的等效驅(qū)動力矩 隨主軸轉(zhuǎn)角φ的變化曲線如圖所示，等效阻力矩 為常數(shù)，主軸以平均轉(zhuǎn)速 運轉(zhuǎn)。如果要保證主軸運轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù) ，試求：1）等效阻力矩 ；2）不計機器中其他各構(gòu)件的轉(zhuǎn)