重慶大學機械原理期末試卷1

1、1111重慶大學試卷教務處07版第1頁共4頁重皮大學機械原理誄租甙春200-200 學年第學期開課學院：機械工程 課程號: 考試日期： 題號一二三四五六七八九十總分得分考試方式：C開卷E閉卷G其他考試時間：120分鐘一、平面機構結構分析（20分）計算圖1所示機構的自由度，并指出其中是否含有復合鉸鏈、局部自由度 或虛約束；（6分）該機構如有局部自由度或虛約束，說明采用局部自由度或虛約束的目的：（4分畫出圖示瞬時該機構髙副低代后的機構運動簡圖：（4分）取與機構自由度數(shù)相同數(shù)目的連架桿為原動件，對機構進行結構分析， 要求畫出機構的驅動桿組和基本桿組，井指出機構的級別。（6分）二、連桿機構分析其設計（

2、35分1.設計一曲柄搖桿機構，己知行程速比系數(shù)尤=4.4,搖桿擺角介曲柄校度 為“搖桿長度為Zd,要求Icd=4Iab-選取長度比例尺M作出搖桿的 兩個極限位置，如圖2-1所示。（15分）（1）計算機構的極位夾角9,用圖解法確定連桿長度Lbc和機架長度Aad （保 留作圖線）：（2）作出機構出現(xiàn)最小傳動角時的位置，標出該位置機構的最小傳動角 汾m和最大壓力角Ginax （曲柄為主動件，逆時針轉向）：（3）若分別以曲柄和搖桿CD為機架，各獲得什么機構？命題人： 組題人： 審題人：131題吋間：圖2-1教務處制重慶大學試卷教務處07版第2頁共4頁閣 2-2a（P圖 2-3aP閣 2-2a（P圖 2

3、-3aP圖 2-3b圖2-2a所示機構中，己知各構件長度及原動件角速度燦，點位于SC 中點，現(xiàn)己按選定的速度比例尺從作出了代表B點的速度vb，如圖2-2b所示，試寫出求解vd的矢量方程式并作出速度多邊形（若應用了速 度影像原理，應作出說明）。（10分）圖2-3a所示機構中，P為驅動力，各轉動副處小圓為摩擦圓，移動副處 的摩擦角為於各構件重力、慣性力忽略不計。（10分） 在圖2-3a上畫出各運動副的總反力； 寫出各構件的力平衡方程式，在圖2-3b上畫出力封閉多邊形（圖中己按 選定的力比例尺坤作出了代表驅動力P的矢量），求出作用在構件1上的 平衡力矩M。慶大學試卷教務處07版第3頁共4頁慶大學試卷

4、教務處07版第3頁共4頁在圖3所示的偏置式移動平底從動件盤形凸輪機構中，凸輪為一偏心圓， 圓心在O點，半徑兄=80mm,凸輪以角速度10rad/s逆時針方向轉動， ZOA=50mm,從動件的導路與垂直且平分04。在圖中畫出凸輪的偏距圓；（2分）計算凸輪的基圓半徑rb并在圖中畫出凸輪的基圓；（2分）在圖中標出從動件在該位置時的位移& （2分）在圖中標出機構該位置的壓力角a并說明通常將從動件的平底設計成與 導路垂直的原因：（3分）若將凸輪半徑7?改為60mm，從動件的運動規(guī)律有無變化？（2分）計算出機構處于圖示位置時從動件的移動速度V: （2分）若將從動件的平底改為尖頂，將帶來哪些不足？（2分）圖

5、3四、輪系分析與計算（1S分） 試列舉出輪系的三個功能；（3分）在圖4所示的輪系中，已知主動輪1的轉速為lr/nun，主動輪4的轉速 為2r/min，轉向如圖所示。已知各輪齒數(shù)：xi=25, z2=30，25, z3=3O, zy=20, z4=90。試確定輸出構件7/的轉速和轉向。（12分）恵慶大學試卷教務處們版第4恵慶大學試卷教務處們版第4頁共4萸44恵慶大學試卷教務處們版第4恵慶大學試卷教務處們版第4頁共4萸44五、機械系統(tǒng)動力學（15分）為減小飛輪的尺寸，飛輪應該裝在髙速軸上還是低速軸上？機械系統(tǒng)裝 上飛輪后能否得到勻速運動？ （5分）圖5所示壓氣機，己知Iab =0.1m,逆時針方向

6、轉動，構件1的質心在/ 點，轉動慣量Ji=0.05kg m2,構件3的質量m3=5kg,構件2的質量和轉 動慣量均忽略不計，作用在構件1上的驅動力矩A/i=100N m,當位置角 產30時，阻力P=1800N,以構件1為等效構件，試求機構在此位置的等 效轉動慣量和等效力矩祐。（10分）二、連桿機構及其設計（35分1. （1） （8 分）II級機構答；1） 6 = 二、連桿機構及其設計（35分1. （1） （8 分）II級機構答；1） 6 = xl80 =30K + 1圖解過程a）過（作心垂線，過C2作與夾角為90-e之射線，得交點八 作C1C2P之外接圓I;b）作GC2中垂線與圓/相交得/點；

7、c）以為圓心，JQ （或JC2）為半徑作圓/八d）以（?2為圓心，2a為半徑作弧交圓II，得E點。e）連接Ci并延長交圓I于A點。f）以A為圓心，a為半徑作弧交/1（?2于52點，四 桿機構ab2c2d為所求。桿機構ab2c2d為所求。2. （10分）作圖5分，方程5分（2）（5 分）和a）以A為圓心，Lab為半徑作圓與AD連線交于B點；b）以S為圓心，Lbc為半徑作弧，以O為圓心，Lqd 為半徑作弧交于C點；c）連接AS、BC、CD,為/_的機構位置。（2分）曲柄AS為機架，雙曲柄機構；搖桿CD為 機架，雙搖桿機構。一、平面機構的結構分析（20分）AT處為局部自由度，S處為復合鉸鏈，移動副/

8、、G之一為虛約束。n-8, pL=ll, Ph=1，F(xiàn)=3x8-2x 11-1=1 （6分）機構采用局部自由度的H的是為了減少高副元素的磨損；采用虛約束的H的是為了 改善構件的受力狀況。（4分）高副低代后的機構運動簡圖如圖所示。（4分）Tj若取構件AS為原動件，對機構進行結構分析如圖示。（6分）Tj求Vc：vc=人+VCB大小?厶AB叫方向導路丄A5丄5Chh作出速度多邊形pbc后，由速度影像原理求出d點。VD=AvXp、及41 可求，Afb= Z?21 X h三、凸輪機構分析（IS分）（1）偏距圓如圖；（2分）（2）凸輪的基圓半徑rb=-OA=30mm ; （2分）（3）標出從動件該位置的位

9、移s如圖所示；（2分）（4）在圖中標出該位置的壓力角05=0%將平底設計成與導路垂直可使壓力角始終為0 度，傳力特性好。（3分）（5）若凸輪半徑7?改為60mm,從動件的運動規(guī)律有變化；（2分）（6）此時凸輪與從動件的瞬心在幾何中心0點，所以機構處于圖示位置時從動件移動速度 v= ta*;（7A=500mm/s: （2 分）（7）若將從動件的平底改為尖頂，尖頂容易被磨損，也増大了推程的壓力角。（2分）四、輪系分析與計算（15分）實現(xiàn)大傳動比傳動、實現(xiàn)變速傳動、實現(xiàn)變向傳動、實現(xiàn)分路傳動、實現(xiàn)結構緊湊的大 功率傳動、實現(xiàn)運動合成與分解；（3分）（共12分）解：ZlZ2ZlZ2Z330 x30 x9025x25x20二一6.48=-6.48（8分）=-6.48nH =-1.599 r/