西南交大第三學(xué)期機械原理B主觀題作業(yè)6

1、機械原理B主觀題作業(yè)二、主觀題(共7道小題)3 .齒輪的定傳動比傳動條件是什么？答：不論兩齒廓在何位置接觸，過接觸點所作的齒廓公法線必須與兩齒輪的連心線相交于一固定點。4 .計算圖7 2所示大減速比減速器的傳動比J =巴。玉答：將輪系分為兩個周轉(zhuǎn)輪系 齒輪A、B、E和系桿C組成的行星輪系； 齒輪A、E、F、G和系桿C組成的差動輪系。答：該輪系是由定軸輪系(1- 2 )和周轉(zhuǎn)輪系(2-3-4-4 ' -5 )組成的混合輪系。對定軸輪系(1 - 2 ),有題 1工會 3061=" =- =-=一 5用口二一三髭川即對周轉(zhuǎn)輪系(2-3-4-4 ' -5 ),有.2 為一如心

2、一町* 2胃4 %50K45 45/一盯 *0 一/ /20x 35 14_5將格一口!4naI。臉6 .入上式，最后得3 T =-59.8 VQ/irtn5.圖74中， 田，用工為輪系的輸入運動，C為輪系的運動輸出構(gòu)件。已知G16x50且仃=' ="%一%2a,2t15x1715將 J ' , 1 ”,代入上式，最后得,其中"-"表示齒輪5的轉(zhuǎn)向與 相同，方向，如下圖所示。6.在圖8 3中凸輪為半徑為 R的圓盤，凸輪為主動件。nA - 50r/minr n£ = 100r/min, 確定轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)向(1)寫出機構(gòu)的壓力角與凸輪從圖示

3、位置轉(zhuǎn)過的角度之間的關(guān)系;(2)討論如果a > a,應(yīng)采用什么改進設(shè)計的措施？答：(1) 當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動任意角 j 時，其壓力角a如下圖所示。由圖中幾何關(guān)系有m q 二所以機構(gòu)的壓力角 a與凸輪轉(zhuǎn)角曰之間的關(guān)系為a - arcs infjR +產(chǎn),(2)如果"U,則應(yīng)減小偏距 e,增大圓盤半徑 R和滾子半徑rrdifiV31還打11= +2口號,AJF,-50D*-5in> 1,明二：茄*叩圳Q*三 21c7.機械系統(tǒng)的等效驅(qū)動力矩和等效阻力矩的變化如圖9-2所示。等效構(gòu)件的平均角速度為陷=3嘉500=+5叩哈 典=廣41?？谝?=一5。唱：= 14x511(=+5D0xz&

4、#163;,心防* = 1T xQ DOO _ 500) = -£d > .1,求該系統(tǒng)的最大盈虧功。答：由下圖中的幾何關(guān)系可以求出各個盈、虧功的值如下其中"+"表示盈功，“一”表示虧功。畫出示功圖，如下圖(b),先畫出一條水平線，從點 a開始，盈功向上畫，虧功向下畫。示 功圖中的最低點對應(yīng) Wjj1rl ,最高點對應(yīng) 如皿 。圖(b)可以看出，點b最高，則在 該點系統(tǒng)的角速度最大；點 c最低，系統(tǒng)的角速度最小。則 八乙 的積分下限和上 限應(yīng)為下圖(a)中的點b和點c。8.在下列情況下選擇機構(gòu)的傳動方案(1) 將一構(gòu)件的單向回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€構(gòu)件的往復(fù)直線

5、運動，并有急回作用。(2) 將一構(gòu)件的單向回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€構(gòu)件的單向直線運動，并且能反行程自鎖。(3) 將一構(gòu)件的單向回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€構(gòu)件的往復(fù)間歇直線運動。(4) 將一構(gòu)件的單向回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€構(gòu)件的單向回轉(zhuǎn)運動，并且a. 兩軸平行，但轉(zhuǎn)向相反；b. 兩軸平行，轉(zhuǎn)向相同；c. 兩軸垂直相交；兩軸空間垂直交錯。答：(1)偏置曲柄滑塊機構(gòu)(2)滿足反行程自鎖條件的螺旋機構(gòu)(3)具有遠(yuǎn)休止角或近休止角的凸輪機構(gòu)(4) a.外嚙合圓柱齒輪機構(gòu) b. 內(nèi)嚙合圓柱齒輪機構(gòu) c.圓錐齒輪機構(gòu) d.蝸輪蝸桿機構(gòu)9.計算圖示機構(gòu)的自由度。如有局部自由度、復(fù)合較鏈和虛約束請予以指出。(1)/24 R

6、工一均。由于蝸桿1和齒輪6的軸心線既不平行，也不重合，所以轉(zhuǎn)向關(guān)系必須用通過劃箭頭來表示；£0 ，" +"表示齒輪2和齒輪6的轉(zhuǎn)向相同;(2)因為齒輪5'和齒輪6為內(nèi)嚙合，轉(zhuǎn)向相同答：C處的滾子為局部自由度，構(gòu)件 1于構(gòu)件2、構(gòu)件3與構(gòu)件2之間形成兩對高副，但是，每對高副的法線都是重合的，所以，每對高副中有一個高副為虛約束。¥=%-四一片=3x4 - 2x4 2=2叫 _ 町 n* w* 町 y _ 60x20x 20x 35x135 _qno1g = 1 =-2= 1U 心二、主觀題(共4道小題)出a 2z+, z5 2x25x25x30x28

7、3 .定軸輪系中的各齒輪軸心線位置；周轉(zhuǎn)輪系中至少有一個齒輪的軸心線位置。答：定軸輪系中的各齒輪軸心線位置相對于機架都是固定的；周轉(zhuǎn)輪系中至少有一個齒輪的軸心線位置相對于機架不固定。4 .在圖71中，已知蝸桿的轉(zhuǎn)速打=加尸/ ，勺一曲，£二_£5,=20，臼，=25，% = 2。，r1r =旬，=二;5, 盯，=工£ z6 = 1充。5 .機械的周期性變速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)條件是什么？答：在速度變化的一個周期內(nèi)盈功相加之和與虧功相加之和相等?；?，在速度變化的一個周期內(nèi)，等效驅(qū)動力(矩)所做的功與等效阻力(矩)所做的功在數(shù)值上相等。6 .已知某機械穩(wěn)定運轉(zhuǎn)時的等效驅(qū)動力矩和等

8、效阻力矩如圖10-1所示。機械的等效轉(zhuǎn)動慣量為Je= 1kg m2;等效驅(qū)動力矩為Md =30 Nm,機械穩(wěn)定運轉(zhuǎn)開始時等效構(gòu)件的角速度a 0= 25 rad/s ,試確定(1)等效構(gòu)件的穩(wěn)定運動規(guī)律；(2)速度不均勻系數(shù)8 ;(3)最大盈虧功A Wmax ;(4)若要求8 = 0.05 ,系統(tǒng)是否滿足要求？如果不滿足，求飛輪的轉(zhuǎn)動慣量JF答：(1)因為(2)確定越方的大小和轉(zhuǎn)向答:所以%=4% =4x30 = 120 澗又因為梟蘇-"鬲=(4%)的(加城-七找w:"L -4人續(xù) 七22,(30- 120H中=xlxdz -i>clx26.82a所以由:J成(財噓一設(shè)

9、外=；(唳 +*) = 3乂(26 32 + 20.89) = 23.855尸0%即等效構(gòu)件的穩(wěn)定運動規(guī)律為所以速度不均勻系數(shù)為J 二一d = 26*20 的=0.2523.855(3)、最大盈虧功為(4)、若要求b= 0.05 ,系統(tǒng)不能滿足要求。飛輪的轉(zhuǎn)動慣量為pS1 + P(3O - O+ rc3U-l 20“取J*r工.卜寸+P(3D -叼:p-旨J； 0口一 L工。2第4 y- | r(30 -冉修不北幻 d皆 士£(3。-12諛7 二 4二 141.37XI3723.855s x 0 05根據(jù)題圖畫出系統(tǒng)動能的變化示意圖，如下圖所示。從該圖中可知，在處系統(tǒng)的角化簡得收5

10、+ 120方-1颯辰5二函£fEo伊速度最大，在處系統(tǒng)的角速度最小。(2)計算各個盈、虧功A 磨=-77 Kr =41。*1中 。A町=(2打一開)，班j=+30界F凸0爐-Mx曲1-1k1«25即，：構(gòu)件。曲陽一町 .-4如二、主觀題(共4道小題)3 .自由度為2的周轉(zhuǎn)輪系被稱為輪系；自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系被稱為輪系。答：自由度為 2的周轉(zhuǎn)輪系被稱為差動 輪系；自由度為 1的周轉(zhuǎn)輪系被稱為行星輪系。4 .在題8-1圖所示的機構(gòu)中，以構(gòu)件 1為主動件機構(gòu)是否會出現(xiàn)死點位置？以構(gòu)件 3為主動件，機構(gòu)是否會出現(xiàn)死點位置？畫出機構(gòu)的死點位置，并標(biāo)明機構(gòu)的主動件是哪一個所以搖桿的擺角

11、 卡二T答：在圖示機構(gòu)中，當(dāng)以構(gòu)件 1為主動件時，機構(gòu)不會出現(xiàn)死點位置；當(dāng)以構(gòu)件 3為主動件時，機構(gòu)會出現(xiàn)死點位置，其死點位置分別如下圖示。5.對周期性速度波動進行調(diào)節(jié)的原理和方法是什么？答:可在機械中安裝一個具有很大轉(zhuǎn)動慣量的回轉(zhuǎn)構(gòu)件飛輪，以調(diào)節(jié)周期性速度波動。飛輪實質(zhì)上相當(dāng)于一個能量存儲器。由于其轉(zhuǎn)動慣量很大，當(dāng)機械出現(xiàn)盈功時，飛輪可以搖桿的擺角(2)、當(dāng)行程速比系數(shù)K=1.5時，機構(gòu)的極位夾角為動能的形式將多余能量儲存起來,而使主軸角速度上升的幅度減??；反之，當(dāng)機械出現(xiàn)虧功時，飛輪釋放出所儲存的能量,6.設(shè)計一個較鏈四桿機構(gòu)，如圖以彌補能量的不足，從而使主軸角速度下降的幅度減小。44所示

12、。已知搖桿 CD的長度，機架AD的長度，搖K-1 5-1e = 180°= 180°-=36°度+11.5+1桿的一個極限位置與機架之間的夾角構(gòu)彳AB單向勻速轉(zhuǎn)動。試按下列情況確定構(gòu)件 AB和BC的桿長，以及搖桿的擺角(1) 程速比系數(shù)K=1;(2)行程速比系數(shù) K=1.5即機構(gòu)具有急回特性，過固定較鏈點a作一條與已知直線以 J 成3 6口的直線再與活動較鏈點c的軌跡圓相交，交點就是活動較鏈點C的另一個極限位置。選定比例尺，作圖,如下圖(b)所示。答:由圖(b)可知，有兩個交點，即有兩組解。直接由圖中量取 區(qū)。尸70圈(1)、當(dāng)行程速比系數(shù) K=1時，機構(gòu)的極位夾

13、角為X-1白二 = 0°2十1匹二 61.76 ,二 159 SS 。故有解一:構(gòu)彳AB的長為即機構(gòu)沒有急回特性，固定較鏈點A應(yīng)在活動較鏈點C的兩個極限位置G、豈的連線上,70.S4-25 75222 55般法構(gòu)彳BC的長為從而可確定活動較鏈點C的另一個極限位置。選定比例尺，作圖，如下圖(a)所示直接由圖中量取=70 84 = 61.76,所以構(gòu)件AB的長acy -+ ac22搖桿的擺角吠二41口構(gòu)彳BC的長為解二:構(gòu)彳AB的長為月70.84+ 6L76 -=&氏場陰22AC. - AC. 1K9 溜一劉期“=5、上抑53構(gòu)彳BC的長為搖桿的擺角169.83+70.842”

14、= 107 口一、主觀題（共8道小題）1 .機構(gòu)是。答：機構(gòu)是具有確定運動的運動鏈，其中有一個構(gòu)件為機架2 .機構(gòu)的死點與機構(gòu)的壓力角 /傳動角的關(guān)系是什么？答：當(dāng)機構(gòu)處于死點時，其壓力角為90度或其傳動角為零度。3 .利用移動副的自鎖條件推出：螺旋副中以軸向載荷 Q為主動力時（即：反行程），螺旋 副的自鎖條件為式。根據(jù)關(guān)系式一和加速度線圖如上右圖所示。八二包，補全后的從動件位移、速度在運動的開始時點0,以及、4tt/3 、3處加速度有限突變，所以在這些位置有柔性沖擊；在 21'3 和;T處速度有限突變，加速度無限突變，在理論上 將會產(chǎn)生無窮大的慣性力，所以在這些位置有剛性沖擊。答:面 與 滑 塊 之 間 的 摩如下圖所示，當(dāng)反程時，載荷Q為主動力，P為阻力由移動副自鎖的條件，反程驅(qū)動力Q與接觸面法線4 .剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡條件和方法分別是什么?答：剛性轉(zhuǎn)子靜平衡條件為轉(zhuǎn)子上各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力之和為零?？刹捎迷谵D(zhuǎn)子上加減配重的方法。剛性轉(zhuǎn)子動平衡條件為其各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力之和和