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机械原理机械原理 飞轮计算飞轮计算 1 某机组作用在主轴上的阻力矩变化曲线j er M如图所示 已知主轴上的 等效驱动力矩 ed M为常数 主轴平均角速度srad m 25 w 机械运转速度 不均匀系数02 0 d 1 求等效驱动力矩 ed M 2 求最大盈亏功 max WD 3 求安装在主轴上飞轮的转动惯量 f J 机器其余构件的转动惯量 忽略不计 07 j p2 2 p 4 3p 4 5p 2 3p 0 mNM er M 2 如图所示为某机械等效到主轴上的等效阻力矩 er M在一个工作循环中变 化规律 设等效驱动力矩 ed M为常数 主轴平均转速为min300rnm 机 械运转速度不均匀系数 1 0 d 试求 07 1 等效驱动力矩 ed M 2 max w与 min w的位置 3 最大盈亏功 max WD 4 安装在主轴上飞轮的转惯量 F J r 2 2 3 3 已知某机器主轴转动 T j为一个稳定运动循环周期 取主轴为等效构件 其等效阻力矩 er M 等效驱动力矩 ed M如图所示 图中数字为 er M ed M所 围成的各块面积所代表的功的绝对值 单位为焦耳 若已知主轴平均 转速为min 1000rnm 机器的许用不均匀系数为20 1 d 忽略等效转 动惯量 e J 试求 最大盈亏功 max WD及飞轮的转动惯量 F J T 20 60 200 160 120 M M N m ed er M 4 在一个周期中 等效驱动力矩 Md 为常量等效阻力矩如图 机构的等效 转动惯量 包括飞轮的转动惯量 2 2mkgJ 等效构件的平均转速 m n 1000r min 试计算等效构件的最大转速 10 分 轮系计算轮系计算 5 如图所示电动三爪卡盘传动轮系中 已知各齿轮的齿数为 6 1 z 25 22 zz 57 3 z 56 4 z 试求传动比 14 i 6 如图所示的轮系中 轮 的转速为min 400 1 rn 齿轮的齿数为 60 40 20 52431 zzzzz 求 行星架 H 的转速 H n及转向 7 如在下图所示的轮系中 80 1 Z 40 1 Z 20 2 Z 30 2 Z 40 3 Z 100 3 Z 30 4 Z 求传动比 H i1 07 8 如图所示轮系 已知各轮齿数为20 551 zzz 30 2 z 80 3 z 49 4 z 50 6 z 主动轮 1 的转速min 1500 1 rn 其转向如图所示 求 07 1 从动轮 6 的转速 6 n的大小与方向 2 若齿轮 3 的齿数未知 齿轮 1 2 3 均采用标准齿轮传动 试推 导齿轮 3 的齿数 3 z的表达式 1 n 6 n 9 图示轮系中 各轮均为正确安装的标准渐开线圆柱直齿轮 已知轮 1 的 齿数 z1 18 轮 2 的齿数 z2 36 而轮 5 的分度圆半径为轮 4 的两倍 轮 的转速大小为 1200r min 转向如图所示 求从轮 1 到轮 5 的传动比 i15及轮 5 的转速大小与转向 10 图示轮系中 各轮齿数为 20 421 zzz 60 32 zz 40 5 z min 400 1 rn 试求轮系的传动比 15 i 行星架 H 的转速 H n的大小和转向 11 图示轮系 已知 80 30 20 40 20 43221 zzzzz试求传动比 H i1 并 说明行星架 H 和齿轮 1 的转向关系 12 在图示轮系中 已知 z1 22 z3 88 z3 z5 试求传动比 i15 齿轮机构齿轮机构 13 已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动的标准中心距mma100 小齿轮 齿数20 1 z o 20 a mmda88 1 试确定这对齿轮的模数m和大齿轮的 齿数 2 z 分度圆直径 2 d 齿顶圆直径 2a d 齿根圆直径 2f d 基圆直径 2b d 和顶隙c 若实际安装的中心距mma102 求此时的啮合角a 和节圆半 径 1 r 2 r 07 14 一对标准渐开线齿轮 4 i 20 1 z mmm3 o 20 a 1 a h 25 0 c 求 1 两齿轮的几何尺寸 1 d 2 d 1a d 2a d 1f d 2f d 1b d 2b d和标 准中心距a 2 若实际中心距mma152 求此时两齿轮的节圆直径 1 d 2 d 和啮合 角 a 并求此时理论啮合线和实际啮合线长度 注 重合度计算公式 tantan tantan 2 1 2211 aaaa p e aa zz07 15 已知渐开线圆柱齿轮传动比4 i 标准模数为mm3 标准压力角为 o 20 标准齿顶高系数为 1 求 1 用标准直齿圆柱齿轮传动 若标准中心距为mma150 求小齿轮 的齿数 1 z 分度圆半径 1 r 基圆半径 1b r 齿顶圆半径 1a r和齿顶圆压力角 1a a 在此基础上 若重新安装实际中心距为mma155 求此时啮合角a 和小齿轮节圆半径 1 r 2 采用标准斜齿圆柱齿轮传动 基本参数不变且无侧系安装中心距 为mm155 试确定螺旋角b 16 一对标准渐开线圆柱直齿轮外啮合传动 正常齿 标准安装 齿侧间 隙为零 后 中心距为 144mm 其齿数为 z1 24 z2 120 分度圆上压 力角 200 求齿轮 2 的模数 m2及其在分度圆上的齿厚 S2 7 分 求轮 1 的齿顶圆处的压力角 a1 2 分 如已求得它们的实际啮合线长度 B1B2 10 3mm 试计算该对齿轮传动 的重合度 2 分 说明该对齿轮能否实现连续传动 2 分 17 一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动 已知其模数 m 2mm 压力角 20 齿数 z1 20 z2 48 试计算 1 该对齿轮作无侧隙啮合时的中心距a 啮合角a 节圆半径 1 r 6 分 2 欲使其实际中心距为 68 5 mm 今用一对标准斜齿轮 平行轴 凑 中心距 在 mn 2mm z1 z2不变时 两斜齿轮的螺旋角b应为多少 2 分 3 计算 2 问 中斜齿轮 1 的当量齿数 zv1 2 分 凸轮机构凸轮机构 18 如图所示凸轮机构 试在图中画出凸轮的理论轮廓 偏距圆 基圆 图 示位置压力角a 推杆 2 的行程h 19 图示为一偏置式直动尖底从动件盘形凸轮机构 已知从动件尖底与凸轮 廓线在 0 B点接触时为初始位置 试用作图法在图上标出 07 1 当凸轮从初始位置转过 o 90 1 j 时 从动件走过的位移 1 S 2 当从动件尖底与凸轮廓线在 2 B 点接触时 凸轮转过的相应角度 2 j 说明 1 不必作文字说明 但必须保留作图线 2 1 S和 2 j只需在图上标出 不必度量出数值 20 图示凸轮机构 已知凸轮的实际轮廓为一圆 圆心在点 O 凸轮绕 轴心O逆时针转动 求 a 写出此凸轮机构的全称 06 b 在图中作出凸轮机构的理论廓线 基圆 偏距圆 c 图示位置从动件位移s及压力角a d 在图中作出滚子在 C 点接触时凸轮的转角d 不必作文字说明 但必须保留作图线 21 如图所示为一尖端偏置直动推杆盘型凸轮机构 凸轮绕轴心O逆时 针转动 凸轮廓线的 AB 段和 CD 段为两段圆弧 圆心均为凸轮回转轴心 求 07 h 在图中作出凸轮机构的基圆 偏距圆 i 在图上标出推程运动角 0 d 远休止角 s d 回程运动角 0 d和近休止角 s d j 在图中作出凸轮在C点接触时推杆的位移s和压力角a k 在图中作出凸轮与推杆从 E 点接触到 C 点接触凸轮的转角d 不必作文字说明 但必须保留作图线 w 22 在图示凸轮机构运动简图中 从动杆已处于最低位置 作图求 1 试在图上绘出基圆和偏距圆 2 标出凸轮从图所示位置沿 转过600的位移S以及从动杆的压 力角a 并在图上标出从动杆的行程 h 不必作文字说明 但必须保留作图线 23 一偏置滚子推杆盘形凸轮机构 已知凸轮为一半径 R 30mm 的圆 凸 轮回转中心位于圆心铅垂向下 10mm 处 凸轮逆时针转动 滚子半径 r r 5mm 偏距 e 5mm 求 1 要求推杆压力角较小 画出凸轮机构运动简图 自己选择适当的比例 尺 2 在机构运动简图上画出凸轮转动 90 时 从动件的位移s和压 力角a 在图上标出即可 不必求出具体数值 连杆机构连杆机构 24 图示导杆机构 已知杆长 AB 为 AC 之半 07 1 当曲柄 AB 为主动件时 试 在图 a 上画出机构的两个极限位置 标出极位夹角 并计算极位夹角 和行程速度变化系数 K 的大小 确定机构的最小传动角 min 2 该机构在什么情况下存在死点 为什么 3 求该机构在图示位置时全部速度瞬心的位置 用符号 Pij直接标注在 图 b 上 并写出构件 1 3 的角速比 1 3的表达式 A B C 图 a 图 b 25 如图所示的铰链四杆机构中 已知mmlBC52 mmlCD50 mmlAD72 取 AD 为机架 07 1 如果该机构能成为曲柄摇杆机构 求 AB l的取值范围 2 若取mmlAB28 AB 为主动件 计算摇杆 CD 的最大摆角y 机构的 极位夹角q 并求出行程速比系数K 3 该曲柄摇杆机构中是否有死点位置 若改为 CD 杆为主动件时 有无 死点位置 为什么 26 已知一曲柄滑块机构 曲柄 AB 的三位置 分别和滑块的三个 位置 C1 C2 C3相对应 试作图确定 1 曲柄 AB2与连杆 B2C2铰接点 B2 的位置 2 在图中确定曲柄 AB 和连杆 BC 的长度 27 1 在图示曲柄摇杆机构运动简图中作图 画出机构的两个极限位置 标出摇杆的摆角 以及极位夹角 直接在给出的图画出 5 分 28 试用作图法设计一偏置曲柄滑块机构 已知滑块的行程 H 为 80mm 偏 心距 e 40mm 行程速比系数 K 1 5 求曲柄和连杆的长度 L1 和 L3 要 求用 1 1 作图 要有必要的计算过程和说明 10 分 29 图示 ABCD 为一已知的曲柄摇杆机构 其中 C1D C3D 为摇杆 CD 的两 个极限位置 AB 为主动件 回答下列各题 1 画出该曲柄摇杆机构的极位夹角 2 分 2 画出在图示位置 2 位置 时该曲柄摇杆机构的压力角 2 分 3 该曲柄摇杆机构有无急回特性 若有写出行程速度变化系数的 表达式 3 分 4 若杆 AB BC CD 的长度分别为 240mm 600mm 400mm 要 使该机构始终为曲柄摇杆机构 则机架 AD 的取值范围应为何值 4 分 5 如果要求用一连杆将摇杆 CD 和滑块 F 连接起来 使摇杆的三个 已知位置 C1D C2D C3D 和滑块的三个位置 F1 F2 F3相对应 图中尺寸系按比例绘出 试用作图法确定此连杆的长度及其与 摇杆 CD 铰链点的三个相应位置 在题图中直接作图 要求保留作 图图线 并简要说明作图过程 7 分 30 试设计一铰链四杆机构 要求满足 AB1 AB2与 DE1 DE2两组对应位 置 并要求满足摇杆 CD 的第 2 位置为极限位置 已知杆 AB AD 的长 度 在图中已按比例画出 试用作图法确定铰链 C 的位置 在题图中 直接作图 简要说明作图过程 并标明四杆机构 ABCD 31 图示 ABCD 为一已知的曲柄摇杆机构 回答下列各题 1 用作图法在图中标出 CD 杆的摆角 3 分 2 若 AB 为主动件 画出在图示位置时该曲柄摇杆机构的传动角 2 分 3 若杆 AB BC CD AD 的长度分别为 240mm 600mm 400mm 500mm 以哪个杆作为机架可获得双曲柄机构 为什么 3 分 4 当以 CD 为主动件时 是否会出现死点位置 为什么 3 分 32 欲设计一个如图所示的铰链四杆机构 设已知其摇杆 CD 的长度 lCD 机 架 AD 的长度 lAD 行程速比系数 K 1 5 又知摇杆靠近 A 点的极限位 置与机架间的夹角 45 试用图解法图解法求其曲柄的长度 lAB和连杆的长 度 lBC 原图上标出即可 不要求具体数值 简要说明作图步骤 自由度计算自由度计算 33 如图所示为一机构的初始设计方案 试分析 07 1 计算其自由度 并分析设计是否合理 如有复合铰链 局部自由度 和虚约束须说明 2 若此初始方案不合理 试修改并将正确方案用简图表示 34 计算图示机构的自由度 如有复合铰链 局部自由度或虚约束的地方请 明确指出 在去掉局部自由度和虚约束 并高副低代后 分析该机构的 基本杆组 并判断机构级别 图中 EF GH IJ EF GH IJ 设凸轮为原 动件 07 35 如图所示的机构运动简图 06 1 计算其自由度 2 确定其是否有确定的运动 写出活动件 低副 高副的数目 有虚约束 局部自由度或复合铰链的地方需指出 3 高副低代后分析该机构的基本杆组 36 试写出图示平面机构自由度 F 的计算公式并指出式中各符号的含义 4 分 利用上述公式求出图示机构 其中杆 GH IJ LM 彼此平行且等长 的 F 值 计算自由度时若存在特殊情况必须加以说明 6 分 37 如图所示机构 若取杆 AB 为原动件 试求 1 计算此机构自由度 并说明该机构是否具有确定的运动 6 分 2 分析组成此机构的基本杆组 并判断此机构的级别 6 分 C A B F D E 1 2 3 4 5 6 38 如图所示机构 若取杆 AB 为原动件 3 计算此机构自由度 并说明该机构是否具有确定的运动 6 分 4 分析组成此机构的基本杆组 并判断此机构的级别 6 分 C A B F D E 1 2 3 4 5 6 瞬心瞬心 39 图示凸轮机构运动简