山东理工大学机械原理考试原题目.docx

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山东理工大学机械原理考试原题目

第三章平面连杆机构及其设计

1、如图示的皎链四杆机构中,AD为机架,AB=a=35mmCD=c=50mmAD=d=30mm问BC=b在什么范围内该机构为双摇杆机构;该机构是否有可能成为双曲柄机构?

2、试画出图示机构的传动角Y和压力角a,并判断哪些机构在图示位置正处丁“死点”?

5、在图示皎链四杆机构中,已知各构件的长度Iab=25mm,Ibc=55mm,Icd=40mm,Iad=50mm。

(1)问该机构是否有曲柄,如有,指明哪个构件是曲柄;

(2)该机构是否有摇杆,如有,用作图法求出摇杆的摆角范围;

(3)以AB杆为主动件时,该机构有无急回性?

用作图法求出其极位火角8,并计算行程速度变化系数K;

(4)以AB杆为主动件,确定机构的«max和\ino

6、图示为开关的分合闸机构。

已知Iab=150mm,Ibc=200mm,Icd=200mm,1ad=400mm。

试回答:

(1)该机构届丁何种类型的机构;

(2)AB为主动件时,标出机构在虚线位置时的压力角a和传动角丫;

(3)分析机构在实线位置(合闸)时,在触头接合力Q作用下机构会不会打开,为什么?

7、试设计一曲柄摇杆机构。

设摇杆两极限位置分别为乳=150-,=90«扁=40mm,lad=50mm。

求Iab、Ibc及行程速

比系数K和最小传动角:

'min。

(用图解法求解用图解法求解,简述作图步骤,并保留作图过程)

8、现需设计一皎链四杆机构,已知摇杆CD的长度lcD=150mm,摇杆的两极限位置与机架AD所成的角度中〔=30;中2=90=,机

构的行程速比系数K=1,试确定曲柄AB和连杆BC的长度。

10、设计一偏置曲柄滑块机构,已知滑块的行程速度变化系数K=1.5,滑块的行程lc1C2=100mm,导路的偏距e=20mm

(1)用作图法确定曲柄长度Iab和连杆长度Ibc;

(2)若滑块从点C1至C2为工作行程方向,试确定曲柄的合理转向;

(3)用作图法确定滑块工作行程和空回行程时的最大压力角。

(4)

1ad=b-a(a为曲柄长,b为连杆长)

 

14、试设计一皎链四杆机构。

已知行程速度变化系数K=1,机架长1ad=100mm,曲柄长醯=20mm,且当曲柄与连杆共

线,摇杆处丁最远的极限位置时,曲柄与机架的火角为30[确定摇杆及连杆的长度。

建议比例尺为f=0.002m/mm

 

15、有一皎链四杆机构。

已知:

摇杆的长度为430mm,最大摆角为90=,在两个极限位置时与机架上的两固定皎链中心连线所成火角为60和30'(如图所示),行程速度变化系数为1.25。

求:

曲柄、连杆及机架长度。

16、设计一曲柄摇杆机构。

已知:

AC?

=58mm,AC1=24mm,CD=75mm,K=1.5。

求曲柄长AB、连杆长BC、机架

长AD及摇杆最大摆角平

17、设计一曲柄滑块机构。

已知机构处丁两极限位置时,其AC2=68mm,AC1=25mm,K=1.5。

求曲柄长AB、连杆长BC、偏心距e和滑块的导程Ho

19、碎矿机用曲柄摇杆机构如图所示。

已知摇杆CD长为500mm,摆角中=45二其中左极限位置为垂直,皎链A,D同在水平线上,行程速度变化系数K=1.4。

试用图解法确定机架AD、曲柄AB及连杆BC的长度。

(保留作图线,并将设计结果写

在下面)

(参考答案}

一、填空题

二、选择题

三、简答及作图题

四、计算及分析题

2、(本题共10分)

解:

 

每题2分,压力角和传动角各1分,

(1)和(3)机构正处死点位置,(2分)

{考核知识点:

压力角、传动角、死点}

3、(本题共10分)

解:

(1)

1)当Ibc为最长杆时(即Ibc芝40mm),要使机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:

(2分)

20+1bc壬30+40,故40壬Ibc壬50。

2)当1bc不为最长杆时(即1bc<40mm),要使此机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件:

20+40苴30+lBC,故30

(2分)

所以:

30

(2)最小传动角出现的两个可能位置,每个2分,最小传动角1分。

(5分)

 

4、(本题共10分)

解:

(1)0=10:

K=(180日们/(180七们=190"70=1.118。

(2分)

(2)九in=57'。

(3分)

(3)向左大。

(2分)

(4)会出现,因为在连杆与曲柄共线时传动角丫=0。

(3分)

5、(本题共10分)

解:

(1)lmin+lmaxTab+1bc=80mm,其它二杆之和扁+扁=90mm

即lmin+lmax<其它二杆之和,且连架杆1ab为lmin。

该机构为曲柄摇杆机构。

有曲柄,即AB杆为曲柄。

(3分)

(2)该机构为曲柄摇杆机构,故有摇杆。

摇杆摆角范围中=90:

0(2分)

(3)有急回性,且0=30故

K=(180'+可/(180二顼)=(180'+30j,(180:

-30j=1.4。

(3分)

(4)«max或Ymin发生曲柄与机架两次共线的位置,作其二位置ABCD和AB”C”D,由图得«max或丫min发生在ABCD位置处。

故量得:

%a亍60’?

mi亡3。

'(2分)

 

{考核知识点:

整转副存在的条件、行程速度变化系数、最小传动角的位置}

6、(本题共10分)

解:

(1)150+400a200+200,不满足有曲柄条件,该机构为双摇杆机构。

(4分)

(2)如图所示,◎是压力角,y为传动角。

(3分)

因此机构不能自动

(3)此时CD杆是主动件,机构处丁死点位置,C点的约束反力通过B点和A点

打开。

(3分)

{考核知识点:

整转副存在的条件、压力角和传动角、最小传动角的位置}

 

7、(本题共10分)

解:

(1)取比例尺地=1mm,先将已知条件画出。

(2分)

mm

(2)测得:

AC〔=IbcTab=26mm,AC2=Ibc+Iab=64mm

两式联立求得:

lAB=19mm,lBC=45mm(3分)

(3)测得:

8=ZC1AC215=

所以,k=^U=也工=1.18(3分)

180-180-15

(4)测得:

min=42'(2分〕

 

{考核知识点:

平面四杆机构的设计、行程速度变化系数、最小传动角的位置

 

8、(本题共10分)

解:

(1)先将已知条件画出,NC2DC1=90“—30“=60",C1C2=lCD=150mm(2分)

(2)K=1,0=0,A必在CiC2的连线上。

(3分)

(2)b十a=2CD=2妇50=300mm,b—a=CD=150mm(3分)

解得,曲柄a=75mm,连杆b=225mm(2分)

9、(本题共10分)

解:

(1)画出摇杆两位置(2分)

(2)6=180'(K—1)/(K+1)=180七(1.4—1)/(1.4+1)=30'(2分)

(3)画出Ci,C2所在圆。

(2分)

(4)找出A点,连接ACi,AC2,lAC2=b+a=520mm,lAC1=b—a=280mm(2分)

a=(lAC2TAC1)/2=120mm,b=lAC2—a=400mm(2分)

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

10、(本题共10分)

解:

(1〕6=180'(K—1)/(K+1)=36'(2分)

(2)作Icq及e,作/C1C2O=2C2CiO=90'-e,得CiO和C2。

的交点。

,以。

为圆心和OC1为

半径作圆周L,该圆与导路相距为l的平行线q相交丁A点,此点即是曲柄回转中心。

(2分)

从图上量得,lAC2=118mm,lAC=30mm,从而可求得

Iab=(lAC2Tac)/2=44mm,Ibc=(.%+1ac?

)/2=74mm(2分)

(3)根据滑块的工作行程需获得较佳的受力条件和工作较平稳的要求,选定曲柄的回转方向为逆时针。

(2分)

(4)工作行程和空回行程的最大压力角分别为amax和amax。

(2分)

{考核知识点:

平面四杆机构的设计,最小传动角的确定}

 

11、(本题共10分)

解:

(1)极位火角e=180°(K-1)/(K+1)=16.3°(2分)

(2)作£GC20=NC2CQ=90°—8=73.7°,C1O与C2O相交丁。

点;(2分)

(3)以0为圆心,以0C1为半径画L圆;(2分)

(4)作DC1的垂直平■分线交L圆丁A点,则A即为曲柄的回转中心;(2分)

(5)连AC2和AC1,因AC2=b+a,AC1=b-a,故以(AC2-AC1)/2为半径,以A为圆心画圆交AC2

和AC1丁B2点,交AC1的延长线丁B1点。

贝UAB1C1D(或AB2C2D)即为所设计的曲柄

摇杆机构。

(2分)

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

mm(2分)

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

13、(本题共10分)

解:

(1)K=^C2=^^=1.58=Jx^O、1^1妇80°=36°(2分)

vci0.05K11.51

(2)作NC1C2O=NC2C1O=90°-8=73.7°,C1O与C2O相交丁。

点;(1分)

(3)以O为圆心,以OC1为半径画L圆;(1分)

(4)在道路上方偏移e取A点,连接AC1,AC2(2分)

AC2-AC1AC2AC1〜、、

(5)IAb==23mm,lBC==37mm(2分)

(6)如图揣=28°(2分)

{考核知识点:

平面四杆机构的设计,最小传动角的确定}

14、解:

(本题共10分)

(1)H=0七AC2与入6在一条直线上,因AC^AC1=EC2=C1C2=2AB

A^CiC^(2分)

2

(2)取比例尺作图;过D点作AB延长线的垂线DF,以F点为圆心,AB长为半径作两弧线分别交AB的延长线丁C1和C2点,连C1D或C2D。

lCD=捋CD=54mm(5分)

(3)求连杆长,Icb=H|CB=86.6mm(3分)

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

15、(本题共10分)

解:

取出=0.02m/mm

(1)作摇杆弧线交丁二极限位置的C1、C2点;(1分)

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

16、(本题共10分)

解:

取*=1.5mm/mm

(2分)

(1)6=180。

(K-1)/(K+1))=36。

(2)任取一点为A,过A点作两线段AC2=58mm,AC〔=24mm,使ZC1AC^3^(2分)

(3)以Ci,C2两点分别为圆心,以CD长为半径作弧交丁D点,D点即为摇杆与机架皎接的皎链点

(2分)

求解:

AB=(AC2—AC1)/2=17mm,BC=(AC2—AB)=41mm,AD=60mm,W=28°。

(4分)

朋=1.5mm/mm

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

17、(本题共10分)

解:

(1)6=180°(K—1)/(K+1))=36°;(2分)

(2)任取一点为A,过A点作两线段AC2=58mm,AC1=24mm,使NC1AC2=36。

(2分)

(3)过A点作C1、C2两点连线的平行线,则两平行线的垂直距离即为偏距e。

量得e=21mm,H=C1C2=50mm。

(3分)

(3)AB=(AC2-AC1)2=(68-25)2=21.5mm

BC=AC2—AB=46.5mm(3分)

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

18、(本题共10分)

解:

按料=0.001m/mm作图;

(1)根据8=180°(K-1)/(K+1),可求出6=30°,以AC为一边,作NC'AC=3。

',与以D为圆心,以DC

长为半径所作的圆弧交丁C点;(4分)

(2)以A为圆心,以AC为半径画弧,交AC'丁E点,WJ

lAB=lEc,/2=0.001x46/2=0.023m。

(4分)

(3)以A为圆心,以1ab*i=0.02印0.0。

1=23mm长为半径作圆,与AC的延长线交丁B点,则

lBC-EBC=明BC=0.00159=0.059m

1ab=0.023m,1bc=0.059m(2分)

19、(本题共10分)

解:

出=0.01m/mm,

(1)8=180°x(K-1)/(K+1))=180°k(1.4—1)/(1.4+1))=30°(2分)

(2)画出C1D,C2D,做角C〔OC2=60°,以O为圆心做圆。

(2分)

(3)过D做水平线,与圆周交点为A点(2分)

(4)连接AC1,AC2。

(1分)

Iab=[(AC1—AC!

),2]R=14X0.01=0.14/m,Ibc=[(丽+低)/2诉i=50^0.01=0.5m

lAD=AD叩=42x0.01=0.42m。

(3分)

==10mm/mm

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

20、(本题共10分)

解:

K=0.002m/mm。

(1)8=180°^11=0°(2分)

K1

(2)连接ACi,C2必在AC1的连线上(2分)

(3)过D点做AC1的垂线交AC1延长线与E点,取C2E=C1E,得C2点。

(3分)

(4)|AB=(丽—磁)/2=CC;/2=20mm,lBC=(祐十AC!

)/2=70mm(3分)

G

\输002m/mm

/\

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

21、(本题共10分)

解:

取*=1mm

mm

(1)8=1^1妇80°=30°(2分)

1.41

(2)画出C1D,C2D,做角C1OC2=60°,以O为圆心做圆。

(1分)

(3)以D为圆心,以lAD为半径做弧,与圆周交点为A点。

(1分)

(4)连接AC1,AC2。

(1分)

lAB=[(AC1—碰)/2]地=10mm,lBC=[(丽+低)/2]改=58mm(2分)

(5):

「min1

min2(3分)

{考核知识点:

平面四杆机构的设计、最小传动角的确定}

22、(本题共10分)

解:

(1)6=[(K—1)/(K+1)]勺80°=[(1.4—1)/(1.4+1)]乂180°=30°(1分)

画出C1D,C2D,做角CQC2=60°,以O为圆心做圆,以D为圆心,以Iad为半径做弧,与圆周

交点为A点,连接AC1,AC2。

(2分)

(2)当曲柄AB处在AB"位置时具有最大压力角,amax=55°。

(3分)

(2分)

(3)当摇杆CD为主动件时会有死点出现,CD杆处在C1D和C2D位置时是死点位置

 

{考核知识点:

平面四杆机构的设计、最小传动角的确定、死点}

 

 

23、(本题共10分)

,一180°、o

解:

(1)K=1.25=—°——,8=20(2分)

180'

(2)连接AC,做角CAC1=20°(2分)

(3)以D为圆心,以Icd为半径做弧,与角CAC1交与C1点(2分)

 

Iab=(AC1-AC)/2,

1BC

=AG-1

AB

|BC=43.5%=0.10875m

(4分)

1AB=15=0.0375m,

{考核知识点:

平面四杆机构的设计}

 

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