机械原理期末考试绝版第二版

1、sa13 4 题图题图3 4所示为摆动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为一半径所示为摆动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮为一半径为为r的偏心圆盘，圆盘的转动中心在的偏心圆盘，圆盘的转动中心在o点，几何中心在点，几何中心在c点，凸轮点，凸轮转向如图所示。试在图上作出从动件的初始位置，并在图上标出转向如图所示。试在图上作出从动件的初始位置，并在图上标出图示位置时凸轮转过的转角图示位置时凸轮转过的转角 和从动件摆过的摆角和从动件摆过的摆角 。oobb0aacbmax解:(1)作出从动件的初始位置(2)从动件摆过的摆角(3)凸轮转过的转角(4)从动件最大摆角oahsbooabob1srbsrb解：解：8421

2、rracoscosaaaacoscos1coscoscosrrrb（3）以上两种中心距情况下的两对节圆半径的比值相等，等于传动比。 z2z2z1z3解：解：5 .217)(2212112zzmrra220)(23232zzma3212 aa3212aaa例例 用标淮齿条刀具用标淮齿条刀具(m=5mm(m=5mm、2020o o、 0.250.25，1)1)切制一对渐开线直齿圆柱齿轮，已知齿数比为切制一对渐开线直齿圆柱齿轮，已知齿数比为 i i4 4，z z1 12020，安装中心距安装中心距aa255mm255mm。试求：。试求：（1 1）两轮的节圆半径）两轮的节圆半径r r1 1、r r2

3、2和啮合角和啮合角；（2 2）两轮的分度圆半径和基圆半径；）两轮的分度圆半径和基圆半径；（3 3）小齿轮齿廓上最大曲率半径和最小压力角；）小齿轮齿廓上最大曲率半径和最小压力角；（4）该对齿轮应选何种类型的变位齿轮传动。）该对齿轮应选何种类型的变位齿轮传动。（5）如将该对齿轮采用齿数、模数、压力角完全相同的斜）如将该对齿轮采用齿数、模数、压力角完全相同的斜齿轮传动，试计算该对斜齿轮的螺旋角。齿轮传动，试计算该对斜齿轮的螺旋角。解：解：该对齿轮应选正变位齿轮传动。该对齿轮应选正变位齿轮传动。a=mn(z1+z2)/2cos 5-8 题图5-8所示轮系中，已知各轮齿数为: zl=60, z2=20,

4、 z2=20, z3=20, z4=20,z5=100。试求传动比i41 67. 0112152151zzzziihh33. 01213214114114zzzziiinnnnihhhhh代入上式即可得代入上式即可得i415 . 11hi zzzzzziihh321432151115-13在题图5-13所示双螺旋桨飞机的减速器中，已知z1=26，z2=20, z4=30, z5=18，n1 =15000r/min，求螺旋桨p 、q的转速np, 、nq及转向。 355353zznni4133113zznnnnihhh2h3314595115nni51133113.zznni5 . 0155115

5、zznni 5 . 0355353zznnnnihhh3nmin/r33.13hnhn7n21677667zznni122112zznni233232zznnnnihhh1212nzzn133113zznni1313nzzn 23131121zznnzznnzzhh394061hi 2313112111zzizzizzhh91721324341413zzzznnnni75. 0466446zznni600125061nn代入即可求代入即可求n3=26.474504n85721331113.zznniih857. 41115151zziihh155151zznnnnihhhhnn,zzinni3

6、63563535311解：首先分析各构件的受力状态解：首先分析各构件的受力状态 构件构件2、4为二力杆，受压杆为二力杆，受压杆 构件三、四为三力构件，三力汇交于一点构件三、四为三力构件，三力汇交于一点r12r32r34r54r63p5r45r65p5+r45+r65=0r43+r63+r23=0r43r63r23r65r65r34r54r12r32r63p5+r45+r65=0r43+r63+r23=0p5r45r43r63r23若考虑运动副的摩擦若考虑运动副的摩擦7-5 题图7-5所示的曲柄滑块机构中，设已知机构的尺寸(包括轴颈的直径)，各轴颈的当量摩擦系数0,滑块与导路之间的摩擦系数及驱动

7、力f(回行时力f的方向向右)。设从动件1上的阻力矩为mr。若不计各构件的质量，求=45o, 135o, 225o和315o时，各运动副中总反力的作用线。21 3 abc 4frmr21 3 abc 4frmr 21 23r32r12r43例例 图示为一曲柄滑块机构的三个不同位置，图示为一曲柄滑块机构的三个不同位置，f为作用在滑块上的为作用在滑块上的力，转动副力，转动副a和和b上所画的虚线圆为摩擦圆，试确定在此三个位置上所画的虚线圆为摩擦圆，试确定在此三个位置时，连杆时，连杆ab上所受作用力上所受作用力 的方向。的方向。r023r0431234r23r43r234321r23r43r34例例 图

8、示为一平压机。巳知作用在构件图示为一平压机。巳知作用在构件1上的主动力上的主动力f500n，转动，转动副处的圆为摩擦圆，摩擦角的大小示于右侧，要求在图示位置：副处的圆为摩擦圆，摩擦角的大小示于右侧，要求在图示位置： （1）画出各构件上的作用力）画出各构件上的作用力(画在该简图上画在该简图上)。 （2）用）用f10 nmm的比例尺，画出力多边形，求出压紧力的比例尺，画出力多边形，求出压紧力q的大小。的大小。r012r032 23 21r32r12r21fr21ro410r21ro41f 14r41fr21r410r23r43r23 qr430r23r43qv3r21fr417-9 如题图7-9所

9、示的六杆机构中，已知滑块5的质量m5=20kg, lab=led=100mm, lbc=lcd=lef=200mm，1=2=3=90，作用在滑块5上的力p=500n。当取曲柄ab为等效构件时，求机构在图示位置的等效转动惯量和力p的等效力矩。 25521e2121vmj解：解：2155evmj在图示位置，构件在图示位置，构件2作瞬时平动作瞬时平动3115edlv 15ervpm7-10 题图7-10所示的轮系中，已知各轮齿数:z1=z2=20,z2=z3=40,j1=j2= 0.olkgm2,j2 =j3=0.04kgm2。作用在轴3上的阻力矩m3=40nm。当取齿轮1为等效构件时，求机构的等效

10、转动惯量和阻力矩m3的等效力矩。233222221121e21212121jjjjj解：解：等效转动惯量等效转动惯量232213221221zzzzjzzjjj2133212221ejjjjj32213133erzzzzmmm7-15 题图7-15所示为某机械以主轴为等效构件时，等效驱动力矩mrd在一个工作循环中的变化规律。设计主轴转速为n=750rmin；等效阻力矩mrp为常数；许用速度波动系数=0.01。若忽略机械中其余各构件的等效转动惯量，试确定最大盈亏功amax，并计算装在主轴上的飞轮转动惯量jf。(rad)50002234500mvd(nm)(rad)50002234500mvd(n

11、m)trdtdmm0mn.5 .106244*5002*4500mr27.431f29.53852f02.53423f22222.478.17750*05. 029.5385*900900mkgnajmaxf(rad)50002234500mvd(nm)mr1062.5解：解：等效转动惯量等效转动惯量025. 0232213221221zzzzjzzjjj2133212221ejjjjj233222221121e21212121jjjjj3013remmmd120011eemj1800101ta-b:-f1=-340a-c:-f1+f2=470a-d:-f1+f2-f3=-130a-e:-f1

12、+f2-f3+f4=780a-f:-f1+f2-f3+f4-f5=225a-g:-f1+f2-f3+f4-f5+f6=695a-h:-f1+f2-f3+f4-f5+f6-f7=0图中最高点和最低点分别表示机图中最高点和最低点分别表示机械系统动能最高和最低时的位置械系统动能最高和最低时的位置8 .974800*02. 08 .136833*9009002222najmaxf例例 如图所示的齿轮传动，如图所示的齿轮传动，z1=20，z2=60，轮，轮1为主动，驱动力矩为主动，驱动力矩md常数，加在轮常数，加在轮2上的阻力矩上的阻力矩mr的变化规律如图所示。两齿轮绕的变化规律如图所示。两齿轮绕回转中

13、心的转动惯量分别为回转中心的转动惯量分别为j10.01kgm 2，j2=0.03kgm2，轮，轮1的平均角速度的平均角速度m100rads，若不均匀系数，若不均匀系数=0.02。试回答：。试回答：（1）画出以构件）画出以构件1为等效构件时的等效阻力矩为等效构件时的等效阻力矩mer图，并求出图，并求出等效驱动力矩等效驱动力矩med=?（2）求出飞轮转动惯量）求出飞轮转动惯量jf=?并说明飞轮应装在并说明飞轮应装在轴上还是轴上还是轴上轴上为好。为好。30312112erfffmzzmmm 由于由于i123，故等效构件，故等效构件1上的等效驱动力矩的一个上的等效驱动力矩的一个运动循环为运动循环为6，等效阻力矩作用时