機(jī)械原理習(xí)題集和考試題型

在圖所示所示的平面組合機(jī)構(gòu)中，已知機(jī)構(gòu)作圖的比例尺μl，及構(gòu)件1的角速度，求圖示位置構(gòu)件4的線速度。已知構(gòu)件１的角速度，求構(gòu)件４的線速度，因而需求出速度瞬心，一方面，應(yīng)在瞬心和的連線上，另一方面，它也應(yīng)在瞬心和的連線上。其中：瞬心一方面應(yīng)在構(gòu)件１、２高副接觸點(diǎn)的公法線n-n上，另一方面，它也應(yīng)在瞬心和的連線上。瞬心一方面應(yīng)在瞬心和的連線上，另一方面，它也應(yīng)在瞬心和的連線上。根據(jù)速度瞬心的概念，可得其中，可以直接從圖中量出。構(gòu)件４的速度方向如圖中所示。pb1b2pb1b2

3

B2B1p′b1′k′n′b2′,b3′

CD

AB‖CD根據(jù)速度影像，利用B3和D點(diǎn)可以求得C點(diǎn)的速度；可以求得E點(diǎn)的速度,以及

4；另外可以利用正弦定理計(jì)算此位置BD長(zhǎng)度；Pb2b3

3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)加速度分析：VB3B2上面的矢量方程只有兩個(gè)未知量，可解。得到B3的加速度以后，利用影像原理可以求出C點(diǎn)的加速度；再利用加速度合成計(jì)算E點(diǎn)加速度。例1在圖（a）所示的楔塊機(jī)構(gòu)中，已知各接觸面間的摩擦角為，求驅(qū)動(dòng)力和生產(chǎn)阻力間的關(guān)系式。解1）受力分析：畫(huà)出楔塊1和滑塊2的示力圖，如圖（a）所示；2）以楔塊1為示力體作力多邊形圖（圖b）由正弦定理可得：以滑塊2為示力體作出力多邊形圖（圖b）由正弦定理可得：由得：VB3B2滑塊2相對(duì)導(dǎo)桿3向上運(yùn)動(dòng)VB2B3R32

CQR32R12

2在圖示輪系中，已知各輪的齒數(shù)構(gòu)件1

和構(gòu)件5的轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)向如圖示，試求

和

的大小和方向

整個(gè)輪系分解為三部分：輪1和輪2組成定軸輪系；輪4

和蝸桿5組成定軸輪系；輪2，3，4和A組成差動(dòng)輪系。這步很關(guān)鍵！對(duì)于左邊的定軸輪系有：

所以，方向如圖所示。對(duì)于右邊的定軸輪系有：所以，方向如圖所示。

對(duì)于中間的差動(dòng)輪系有：由于

及

，代入上式時(shí)，要取不同的符號(hào)，我們假定取

方向?yàn)檎瑒t取負(fù)值。

得，最后得：方向與相同。圖示輪系中,已知，，。

若

r/min,求的大小及方向。r/min

r/min

圖示輪系中，已知，，，，試求傳動(dòng)比。定

軸

輪

系

1

2

及

1'3

差動(dòng)輪系

3'

4

4'5

H

在圖示輪系中，

已知各輪齒數(shù)為

，，，，

r/min。試求軸B的轉(zhuǎn)速

的大小，并指出其轉(zhuǎn)向與

的轉(zhuǎn)向是否相同。一機(jī)器作穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的等效阻力矩的變化線如圖示。機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=1kg，在運(yùn)動(dòng)循環(huán)開(kāi)始時(shí)，等效構(gòu)件的角速度20rad/s，與(3)最大盈虧功;(4)若運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)，則應(yīng)在等效構(gòu)件上加多大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的飛輪？與等效驅(qū)動(dòng)力矩試求：(1)等效驅(qū)動(dòng)力矩Md；(2)等效構(gòu)件的最大、最小角速度；并指出其出現(xiàn)的位置；確定運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)；(1)設(shè)起始角為2)最大角速度在處，最小角速度在處。

求

rad/s同理

rad/s3）焦耳4）1總分：15分。(1)3分；(2)(a)2分；(b)2分；(c)3分；(3)3分；(4)2分為了平衡曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABC中滑塊C的往復(fù)慣性力(曲柄和連桿質(zhì)量不計(jì))，在原機(jī)構(gòu)上附加一對(duì)稱(chēng)滑塊機(jī)構(gòu)。設(shè)滑塊C和C’質(zhì)量相等，，，機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能達(dá)到

。A)慣性力全部平衡，且不產(chǎn)生附加慣性力偶矩。B)慣性力全部平衡，但產(chǎn)生附加慣性力偶矩。C)慣性力部分平衡，且不產(chǎn)生附加慣性力偶矩。D)慣性力部分平衡，但產(chǎn)生附加慣性力偶矩。圖示一雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸，兩曲拐在同一平面內(nèi)，相隔，每一曲拐的質(zhì)

量為，離軸線距離為，A、B兩支承間距離為，工作轉(zhuǎn)速

。試求：(1)支承A、B處的動(dòng)反力大??；(2)欲使此曲軸符合動(dòng)平衡條件，以?xún)啥说娘w輪平面作為平衡平面，在回轉(zhuǎn)半徑為處應(yīng)加平衡質(zhì)量的大小和方向。(1)不平衡質(zhì)徑積引發(fā)的離心力偶矩為3分

(2)A、B處附加動(dòng)反力為

2分(3)為滿足動(dòng)平衡條件，在飛輪處應(yīng)加平衡質(zhì)量5分

左端飛輪，平衡質(zhì)量在下方。右端飛輪，平衡質(zhì)量在上方。kg圖示的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中，已知生產(chǎn)阻力Q=300N，各轉(zhuǎn)動(dòng)副的摩擦圓(以細(xì)線圓表示)及滑動(dòng)摩擦角已示于圖中，試：(1)在圖中畫(huà)出各運(yùn)動(dòng)副反力的作用線及方向；(2)列出構(gòu)件2、4的力平衡方程式，并畫(huà)出力多邊形；(3)計(jì)算驅(qū)動(dòng)力矩Md的大小?？?/p>

分：20分

(1)12分

(2)6分

(3)2分(1)畫(huà)出各運(yùn)動(dòng)副反力的作用線如圖(2)平衡方程式

：

構(gòu)件4：(1)畫(huà)出各運(yùn)動(dòng)副反力的作用線如圖1.圖示為破碎機(jī)在破碎物料時(shí)的機(jī)構(gòu)位置圖，破碎物料4假設(shè)為球形。已知各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的摩擦圓(以細(xì)線圓表示)及滑動(dòng)摩擦角如圖所示。試：(1)在圖中畫(huà)出各轉(zhuǎn)動(dòng)副處反力及球料4

作用于構(gòu)件3

上反力的作用線及方向；(2)導(dǎo)出球料不被向外擠出(即自鎖)時(shí)的角條件。R12R32R51(2)自鎖條件分析：

(a)畫(huà)出球料的受力圖。

(b)自鎖時(shí)的力條件

聯(lián)立(1)、(2)式解出：tg()tg,,2

或直接由圖上得出應(yīng)作用在與nn

線成角的范圍內(nèi)，即,22.試按給定的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖繪制速度多邊形、加速度多邊形。已知：

試求：（1）

2、

4、

2、

4大小和方向；(387)（2）的大小和方向。解：pcb逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)pcb45

d2d4(d5)影像法

m方向向右方向向上加速度分析，求b’nc’d2’b’nc’d2’m/s2k’d4’m/s2圖示輪系中，寬齒輪1

同時(shí)與2、3、4

齒輪嚙合,齒輪3,4及構(gòu)件A

均空套在軸OO

上。A

以轉(zhuǎn)動(dòng)，其方向如圖示，求齒輪3、4的轉(zhuǎn)速n3,n4

及與nA轉(zhuǎn)向的異同。解：A為轉(zhuǎn)臂（系桿）與nA轉(zhuǎn)向相同與nA轉(zhuǎn)向相反第二種解法：已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的機(jī)架長(zhǎng)

mm，曲柄長(zhǎng)

mm，及曲柄和搖桿的兩組對(duì)應(yīng)位置如圖所示。試設(shè)計(jì)此曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，確定其行程速比系數(shù)并在圖上標(biāo)出其最小傳動(dòng)角。以

m/mm作

圖

得

mm量得量得設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知兩固定鉸鏈點(diǎn)A、D，AD=57mm，連桿左極限位置M1,N1與AD成夾角，搖桿以過(guò)D點(diǎn)的鉛垂線為對(duì)稱(chēng)軸左右各擺動(dòng)一角度恰為極位夾角。并求其行程速比系數(shù)K。（注：M1、N1為連桿BC線上任意兩點(diǎn)，）設(shè)該機(jī)構(gòu)已按要求設(shè)計(jì)出來(lái)，如圖，則A、C1、C2三點(diǎn)應(yīng)在以C1C2為弧，角為圓周角的圓上，且圓心在D點(diǎn)，即，由此可得出作圖方法。（1）以D點(diǎn)為圓心，AD之長(zhǎng)為半徑作圓，交N1M1延長(zhǎng)線于C1點(diǎn)；（2）過(guò)D點(diǎn)作鉛垂線Dn，過(guò)C1作Dn的垂線交圓D于C2，C1、C2即為搖桿上活動(dòng)鉸鏈的兩個(gè)極限位置；（3）以A為圓心，AC1之長(zhǎng)為半徑畫(huà)弧，交AC2線于E點(diǎn)；（4）曲柄AB=EC2；（5）以A為圓心，以AB為半徑畫(huà)圓，得B1C1為連桿長(zhǎng)；（6）AB1C1D即為所設(shè)計(jì)的四桿機(jī)構(gòu)。得：,故設(shè)計(jì)的四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，圖所示偏置直動(dòng)尖端從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪廓線為一個(gè)圓，圓心為O1，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心為O。（1）在圖上作出基圓r0、偏距圓e。（2）利用反轉(zhuǎn)法原理，求凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°后，從動(dòng)件的位移s、機(jī)構(gòu)的壓力角。（在圖上標(biāo)注出來(lái)）（3）該凸輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件偏置方向是否合理，為什么？

As

不合理如圖所示，偏置直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，已知凸輪實(shí)際輪廓線為一圓心在O點(diǎn)的偏心圓，其半徑為R.從動(dòng)件的偏距為e，試用作圖法：1確定凸輪的合理轉(zhuǎn)向；2畫(huà)出該機(jī)構(gòu)的凸輪理論廓線及基圓；3標(biāo)出當(dāng)從動(dòng)件從圖示位置升到位移s時(shí),對(duì)應(yīng)凸輪的轉(zhuǎn)角及凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。順時(shí)針

oBA例1：圖示為一擺動(dòng)平底從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪輪廓為一圓，圓心為O，凸輪回轉(zhuǎn)中心為A，試用作圖法在圖中畫(huà)出：1）該機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角；2）凸輪轉(zhuǎn)過(guò)90。后，機(jī)構(gòu)的壓力角；3）凸輪轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，平底從動(dòng)件相應(yīng)的角位移

VC