重庆大学机械原理模拟题3套.doc

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）二.在图示的机构中，已知各构件长度，原动件以等角速度w i=io rad/s 逆时针转动，试用图解法求点D的速度。

（20分）三.1•图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度l AB=25mm, l Bc=55mm，l cD=40mm, l AD=50mm,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L AD=100mm,曲柄长L AB=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）四.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）五•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,压力角沪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）六.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）3(30)2 (30) -n3'(20)七.图示减速器，已知传动比i=Z2/z i=3,作用在大齿轮上的阻力矩随大齿轮的转角血变化，其变化规律为：当0<=靱<=120°时，阻力矩为M2=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J i ,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 e,等效驱动力矩M，等效阻力矩M。

（15分）模拟题二一.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）IXXXI2•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）二•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 i =常数，试用相对运动图解 法求杆5的角速度W 5,写出求解的速度矢量方程，作出速度多边形（20 分）IX.AG三•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 =240 mm; b =600 mm；c =400 mm; 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、摇杆最大输出摆角忙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）四•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、从动件升程h、凸轮从当前位置逆时针转过120°时的机构压力角a和从动件位移S。

五齿轮机构(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m=4mm, 压力角a=20°，齿数乙=20, Z2=60,试求：(1)两个齿轮的分度圆直径d i , d2和齿顶圆直径d al, d a2；(2)标准中心距a;(3)齿轮的基圆齿距P b；(4)重合度为多少；(和二命[%(饬口％】一51£)十乐(tu叫一tanot )])(5)实际中心距a=163mm时的啮合角a。

六•轮系(20分)图示轮系，已知：Z i=20, Z3=80, Z4=Z5=30, Z6=90。

求z和i 花。

七•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d i、大带轮直径d3、各齿轮的齿数为空、Z4、各构件绕其转动轴的转动惯量为J i、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。

6 RXM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）二•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/2CD, AB丄BG BC丄EF,BC丄CD, w i=常数，求构件5的角速度。

三•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L i=100mm,l_2=300mm, L3=300mm，L i=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=250mm、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）四•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和从动件位移S。

五•齿轮机构(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=4mm,压力角a=20°o(1)若按照标准中心距安装，a=120mm试确定：①两个齿轮的齿数Z1, Z2；②啮合角a；③节圆半径r i, r2；(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r i'「2‘；六•轮系(20分)图示为某航空发动机的传动系统，已知z i=35, Z3=97, Z3, =35, Z s=97, 试求传动比i 15。

七•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M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, .. 2等效转动惯量J = 25kg?m。

试求：(1)等效驱动力矩M;(2)最大盈亏功△ Wax；(3)运转速度不均匀系数［沪0.1时，安装在主轴上的飞轮转动惯量J F。

模拟题一F=3n — (2P L + P H )一 F=3X 7-(2X 9 + 1) — 1=1E 处滚子带入局部自由度，C 处转动副为复合铰链咼副低代:I 级杆组原动件 拆分杆组:II 级杆组 II 级杆组故该机构为I 级机构 大小? • V ? • 方向V V V自选比例尺u 作速度多边形如下: V FI 二W I ?I AF =10 I AF (m ⑸V F 3=V F 2 = V F1 + V F2F1根据速度影响原理求得V D 二pd?u三. 1. l AB(25mm)+l Bc(55mm)<l cD(40mm)+l AD(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9=0 °,及由AC i-AC2=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C i C2=2AB , 故mC i二mC2=10mm,故得到：BC=Am+mC i- AB i=86.6mm在？ADC2 中，AD=100mm , AC2二Am - mC2=76.6mm,Z DAC2=30°,故求得DC=51.0mm。

M r X 2n6R =33.33 N * in五.由题:a = | + z2) = 175mm以及z i=20Z2 j匚1 = — = 2i5Z1故Z2=50, m=5mm由：d=mz 得到d2二mz=250mm d a2二d+2h a=260mm d f2=d-2h f=237.5mm d b2二dcos o=235.Omm。

六•解:n^ = _z^ = _64a口4 一n H才分故n H= —1.599r/min。

故大小为1.599，方向与齿轮1相反七解:M r=叫偌)=100N-mM r= ON-m 360Q< <p t < 1080flM d =模拟题二一 .1. F=3 n — (2P L + P H ) — F '=3X 9— (2X 12 + 1)— 1=1H 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。

V D = V B + V DB 大小? • V ? • 方向 V V V速度影像原理求得V c2V C2 =V C4 = V C5 +V C4C5 大小V ? • ? • 方向V V V2.原动件 II 级杆组3.咼副低代: 堺A1 CV B =W 1?I AB故求得V C5二PC5?UW5二V C5/FC自选比例尺u作速度多边形:三.1.解：a =240 mm; b =600 mm; c =400 mm; d=500mm.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2.由K=1.4,得到-一——一“，自选比例尺u绘制出机构简图：其中/ C1DC2二忙30°,计算曲柄长度AB=a?u，连杆长度BC=b?u四. 解题如图所示:五. (1)由:d = mz可得：d i =80mm , d 2=240mmd a =m(z+2h ；｝又 h a*=1，可得：d ai =88mm , d a2=248mm(2) a = |mfz 1 + z 2) = 160mm(3) = i.■ 二：：工"d.i 亠］.二1 门：：i 〕 (3)(E B 二/ £包11弔厘―阪住 ■+ z s (tan«13 — tana )]>可得：E =1.52 (4) 由 acosa 二a'cos a , a'=163mm, a=160mm , a =20°, 得到 a =22.7°oa = 0°六•解:及n3=n4，故解得:i i6=17;由同心条件得到：Z〃2+Z2=Z3/2，故Z2=30 七•解:模拟题三一 .1. F=3 n — (2P L + P H ) — F '=3X 8— (2X 9 + 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3•杆组拆分:原动件 H 级杆组 故该机构为皿级机构。