机械原理模拟试卷四及答案

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机械原理模拟试卷(四)
1.拟将曲柄摇杆机构改换为双曲柄机构，则应将原机构中的作为机架。

（①曲柄②连杆③摇杆）
2.高速凸轮机构，为减少冲击震动，从动件运动规律应采取运动规律。

（①等速②等加等减速③余弦加速度④正弦加速度）
3.具有相同理论廓线，只有滚子半径不同的两个对心直动滚子从动盘形凸轮机构，其从动件的运动规律，凸轮的实际廓线。

（①相同②不同③不一定）
4. 一对啮合的渐开线斜齿圆柱齿轮的端面模数，且于法面模数。

（①相等②不相等③无关系④大⑤小⑥等）
5.涡轮的螺旋角与蜗杆的螺旋升角。

（①相等②不相等③无关系④之和为 90o）
6.对心曲轴滑块机构的曲柄长度为a，连杆长度为b，则最小传动角＝。

7.螺旋升角为的螺旋副，若接触表面间的摩擦系数为f，则机构的自锁条件是：。

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8.计算等效转动惯量的原则是：。

9.所谓定轴轮系是指：。

10.标准斜齿圆柱齿轮传动的中心距与，，参数有关。

二、选择及填空题（每题5分，共20分）
1.计算图示机构的自由度，若含有局部自由度、复合铰链及虚约束需指出。

2.图示凸轮机构。

在图中画出凸轮的基圆、偏距圆及理论廓线。

3.试画出定轴轮系及周转轮系的示意图各一种。

4.图示为刚性转子的质量分布情况，不平衡质量m1与m2在同一轴面内。

①说明改转子属于那类不平衡问题。

②计算m2在平衡平面Ⅰ、Ⅱ上的代换质量m2Ⅰ和m2Ⅱ 。

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三、在图示机构运动简图中，已知：L＝400mm，＝30o，原动件1以等角速度ω1＝1rad/s
转动，试用图解法求机构3的速度v3和加速度a3。

（15分）
四、试设计铰链四杆机构，已知：LAB=500mm，LBC=300mm，要求满足：∠ABC=90o时，∠ BCD=90o；当AB杆从垂直位置按顺时针转动45o时，∠ABC增加30o。

（10分）
五、图示双滑块机构的运动简图，滑块1在驱动力P的作用下等速移动，转动副A、B处的圆为摩擦圆，移动副的摩擦系数f＝，各构件的重量不计，试求：
1.不计摩擦时所能克服的生产阻力Qo；
2.考虑摩擦时所能克服的生产阻力Q；
3.机构在图示位置的瞬时机械效率η。

建议取力比例尺μp=10N/mm。

（15分）
六、图示滑移齿轮变速机构。

已知齿轮参数：m=2mm，α=20o，ha*=，齿轮2的变位系数x2＝，其余如图示，试确定：
1.齿轮副1与2、2与3的传动类型；
2.齿轮3的变位系数x3。

注：无侧隙啮合方程式：（10分）
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七、图示齿轮机构，已知：Z1=20，Z2=40，齿轮的转动惯量J1=0.01kg·m2，J2=0.04kg· m2，作用于齿轮1的驱动力矩M1=10N·m，齿轮2上的阻力矩Mr=0。

试求：
1.以2位等效构件时的等效驱动力矩Md 的等效转动惯量Je；
2.等效构件的角加速度ε2；
3.齿轮2的角速度ω2从0上升到100rad/s所需时间t；
4.齿轮2从启动开始1秒后瞬时角速度ω2。

（10分）
答案
一、选择及填空题
1.①；
2.④；
3.①，②；
4.①，④；
5.①； (a/b)；7.≤arctgf； 8.等效构件所具有的动能等于系统的动能；9.轮系中所有齿轮回转轴线固定的轮系； 10.模数，齿轮齿数，螺旋角。

二、选择及填空题
1.解:F=3n-2Pl-Ph=3*6-2*8-1=1
在F处有局部自由度；在D或D′处有虚约束。

2.解：如图所示。

3.解：轮系型式有很多，现举两例如图示。

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4.解: ①属于动不平衡问题
②m2Ⅰ=m2*2a/3a=4kg
m2Ⅱ=m2*1a/3a=2kg
三、解：设构件2与3之铰链处为B，于是在B处有B1、B2和B3，其中B2和B3的运动规律一致。

取B2为动点，动系建立在构件1上，其速度和加速度的矢量方程分别为：
v B2=v B1+v B2B1
大小 LAB * w1 ？
方向水平⊥ AB ∥ AB
a B2=a B1+vk B2B1+vr B2B1
大小 LAB*w212vB2B1*w 1 ？
方向水平 B → A ⊥ AB ∥ AB
作速度多边形和加速度多边形分别如下：
于是有：v3= 0.54m/s，a3=0.62m/s2 。

四、解:依题意作图如下：先作出机构两要求位置，得C1和C2点，由于C点轨迹为以D点为中心的圆弧，故作C1和C2点连线的垂直平分线，得固定铰链点D，即：LCD =380mm。

五、解:作运动副上受力如图示。

取构件1和3分别为受力体，有力平衡方程式分别为：
P+R41+R21=0； Q+R43+R23=0
而：j=arctgf=°。

作此两矢量方程图解如图示，得到：
1.不计摩擦时Q0=1020N
2.考虑摩擦时Q=670N
3.瞬时机械效率η=Q/Q0=
六、解：1.齿轮1与2的传动类型：正传动，
齿轮2与3的传动类型：负传动，
=m(Z2+Z3)/2 =72mm
a′=a rcos(a cosa/a′)=°
inv a′=tg a′-a′=
inv a =tg a-a=
所以：x3 =(inv a′-inv a)(Z2+Z3)/2tg a - x2 = 七、解：1.见图
2.运动方程的积分形式
∫0/2(Md-Mr)d = (w2min-w20)Je/2
wmin = s
∫/23/2(Md - Mr)d = (w2max-w2min)Je/2 wmax =s
=(wmin+wmax)/2 = rad/s
d =(wmin- wmax)/wm=。