南京理工大学机械原理题库 综合题

12 综合题1.一操纵机构如图示，原动件1绕O 匀速转动，通过2驱使3运动。

已知R 112= cm ，R 220= cm ， R l l l l O O O O O O O O 31223313074=====cm,cm,cm ，试：（1）按比例画出机构运动简图；（2）构件1作匀速整周转动时，构件3是作整周转动还是摆动？用数学式证明。

2.试 列 举 出 五 种 能 将 连 续 回 转 运 动 转 换 为 直 线 运 动 的 机 构 ， 要 求 画 出 机 构 示 意 图 , 写 上 机 构 名 称 。

3.在图示轮系中，已知z z z z 13462288===,,，试求： （1）传动比i 16；（2）该机构的自由度F ，并指明虚约束、复合铰链和局部自由度。

4.转动轴线互相平行的两构件中，主动件作匀速转运，从动件作往复摆动，若要求主动 件每转动一周，从动 件往复摆动一次，试：（1）确定采用什么机构（至少确定两种机构）； （2）画出其简图；（3）简单说明设计该机构尺寸时应注意哪些问题。

5.在图示机构中，已知ϕω116050010===,mm,rad /s h ,构件3的重量Q 310=N ，生产阻力P r N =100 ，其余构件的重量和惯性力不计，试：（1）写出速度和加速度向量方程式，作速度和加速度多边形图，确定在图示位置 时构件3的速度和加速度的大小及方向；（2）计算构件3的惯性力P I3，并在构件3上标明方向；（3）计算作用在构件3上的力P r 、Q 3，P I3等效到构件1上的等效力矩M ，并标明其方向。

r6.图示正切机构中，已知x l AD ====50100104511 mm,mm, rad/s, ωϕ，构件3的质量m 310= kg ，其它构件质量忽略不计。

作用在D 点的驱动力F d N =10（重力加速度g =10 m /s 2），试：（1）用相对运动图解法求C 点的速度r v C 和加速度ra C ；（2）计算构件3的惯性力P I3，并求作用在C 点的阻力F r 。

7.已知平底从动件凸轮机构，其中S 1为凸轮的质心，R =100 mm ，O O R 1=，O S R 112=，构件1的质量m 110= kg ，构件2的质量m 21= kg 。

构件1的角速度ω110=πrad /s ，且为常数，转向如图示。

加在构件2上的载荷F 2100= N ，试在图示位置ϕ130=时， 求：（1）高副低代后的机构简图；（2）从动件2的速度和加速度（用相对运动图解法）；（3）求作用在凸轮1上的平衡力矩。

（忽略重力作用，但需考虑构件的惯性力。

）8.在图示六杆机构中，构件2和构件4形成移动副，同时也与构件3形成移动副。

原动件1以等角速度ω1转动，在图示位置时B 点的速度v B ，加速度a B 如图所示（速度、加速 度比例尺分别为μμv a ,），驱动力矩M d及作用在构件5上的力矩M5的方向如图所示， 试求解：（1）构件5的角速度ω5（用相对速度图解法，写出矢量方程和算式，不作具体数 学计算。

方向标在图上）。

（2）构件4的角加速度α4。

（3）设不计移动副中的摩擦，各转动副中的摩擦圆如图中虚线所示，试画出铰链B 、C 、D 中的反力R 12，R 64和R 53的方位及指向。

9.在图示机构中，已知H AC ===540375601 mm, mm, ϕ，构件1以等角速度ω110= rad/s 转动，作用在构件3上的力矩M335=⋅. N m ，试：（1）用相对速度图解法求构件3的角速度ω3和角加速度α3；（2）不计摩擦和惯性力，求作用在构件1上的平衡力矩M 1的大小和方向。

10.图示机构中，构件1为主动件，构件5与曲柄A B 固接。

已知：各轮齿数为z z z 12320===，杆长为l l AB BC ==100250 mm, mm ，杆2的重力G250= N ，工作阻力P =500 N ，驱动力矩M125=⋅ N m ，质心S 6在BC 中点，曲柄及1、2、3轮和构件5的总质心S 5如图示，l l ASAB 5=，其重力为G511100400=== N , rad/s, ωα，试：（1）用图解法确定在图示位置时点C 及S 6的加速度a C 及a S 6； （2）设以曲柄为等效构件，求等效力矩M 。

11.在图示的齿轮-连杆组合机构中，已知l l l AB BC CD ===4510070 mm, mm, mm, l AD =120 mm 。

试分析：（1）齿轮1能否绕A 点作整周转动（说明理由）？（2）该机构的自由度为多少（要有具体计算过程）？ （3）在图示位置时，瞬心P 13在何处？i 1313==ωω?（列出计算式即可。

）12.图示轮系，已知各轮齿数：z 190=,z 260=,z '=240,z 330=,z '=324,z 418=，z 515=，z z z z ''====5667301053532,,,，转速n 1190= r/min ，转向如图所示。

试 求：（1）计算该轮系的自由度； （2）计算n 7的大小和方向； （3）如作用在构件7上的阻力矩MrN m =⋅200 ，计算以构件1为等效构件时它的等效力矩M 。

13.在图示机构运动简图中，凸轮转动中心为O 1，凸轮轮廓为一圆，圆心为O 2。

摆杆 A B 通过一连杆拉动滑块D 运动。

D 1、D 2为摆杆处于两极限位置时滑块对应的位置。

求 ：（1）凸轮机构在图示位置的压力角； （2）绘出摆杆两极限位置；（3）用图解法求连接滑块与摆杆的连杆长及连杆与摆杆的铰链中心（中心在A B 的延长线上）。

14.在图示机构中，当偏心轮1绕固定中心A 转动时，滑块2在圆柱体3的直槽内滑动， 因而使3绕固定中心 C 转动。

（1）试作出机构运动简图；（2）若已知AB AC ==60120 mm,mm ，试问这是什么类型的四杆机构？其行 程速度变化系数K 为多少？（3）当偏心轮1以等角速度ω130= rad /s 转动时，求在图示位置时构件3的角速度ω3和角加速度α3，并在图中标出它们的方向。

15.图示为一工作台的摆动机构。

工作台下固定一支座4，液压马达装在支座上，驱动 凸轮1逆时针方向以ω11= r a d /s 绕A 等速转动。

凸轮是半径R =22 mm 的偏心圆，偏心 距OA AB ==1060 mm, mm ，在图示位置时，试：（1）计算机构的自由度F ；（2）图示机构是由哪种基本凸轮机构通过什么方式演化而来的？按比例画出其基 本形式。

（3）将高副低代后，画出相应的替代机构。

16.图示轮系中，已知各轮齿数：z z z z z z 12345610099100101199======,,,,,，电 动机的转向如图所示，其铭牌上标出的转速n M r/min =1000 ，问： (1)蜗轮6的转速大小和方向；(2)结构上要求齿轮1、2的中心距a 12等于齿轮3、4的中心距a 34。

若1、2、3、4齿轮都用 标准齿轮，则哪对齿轮应该用斜齿轮？若斜齿轮的法面模数等于直齿轮的模数m ，则该对 斜齿轮的螺旋角β=?17.图示轮系中，电动机的转速n M r/min =30 ，4个圆柱直齿轮的模数m =2 mm ，压力角α=20 ，h a *=1，齿数为z z z z 123460201030====,,,，内啮合齿轮对1、2是标准齿轮、标准安装。

求：（1）齿轮3的转速n 3及齿轮4的转速n 4的大小和方向；（2）齿轮3的节圆半径'r 3及其齿顶圆半径r a 3，齿轮4的齿顶圆半径r a 4。

（注：保证齿轮3不产生根切。

)18.在图示轮系中，各轮均为直齿圆柱齿轮。

已知模数m =2 mm ，压力角α=20，齿顶高系数h a *=1，各轮齿数为：z z z z 1324201660====,,。

电动机装在内齿轮4上，电动机转速n M =10 r/min ，转向如图所示。

试求：（1）壳体（即齿轮4）的转速n 4及其转向；（2）齿轮1与2的中心距可否为a 1236= mm ?若a 1236= mm ，这对齿轮属于何种类型的传动？齿轮2的齿顶圆半径r a 2?=19.图示轮系中，已知各轮齿数（表示在图中括号内），齿轮对6、1''的中心距与齿轮 对1、2的中心距 相等。

求：（1）i 63；（2）当n 61500= r/min 时，n 3转速为多少？并说明其方向；（3）图示轮系中有5对齿轮啮合，设各轮模数均相同。

试说明哪些齿轮对需进行变位？理由为何？任选其中一对变位齿轮，求其变位系数之和（x ∑）。

注：i n v200014904=.。

其它角度时，可采用inv tg ααα=-计算。

20.图示轮系中，已知蜗杆1的齿数z 12=（右旋），其余各轮的齿数为：z z 22='=z 5 =40，z z z '''===2332060,,z '=530，各齿轮模数相同，且均为标准齿轮。

蜗杆1的转速n 13000=r /min ，方向如图示。

求：（1）齿数z z 46,等于多少？ （2）n 6的大小和方向；（3）设轮系总效率η=05.，作用于轮6上的阻力矩MrN m =⋅100 ，求蜗杆1上应 加的驱动力矩M d 等于多少？。