重庆大学机械原理模拟试题doc 23页.docx
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重庆大学机械原理模拟试题(doc23页)
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模拟题一
一.计算图示机构自由度,指明复合铰链,局部自由度,和虚约束所在;进行高副低代,然后拆分杆组,判断机构的级别。
(20分)
二.在图示的机构中,已知各构件长度,原动件以等角速度w1=10rad/s逆时针转动,试用图解法求点D的速度。
(20分)
三.1.图示铰链四杆机构中,已知各构件的长度lAB=25mm,lBC=55mm,lCD=40mm,lAD=50mm,试问:
(15分)
(1)该机构是否有曲柄,如有,请指出是哪个构件;
(2)该机构是否有摇杆,如有,请指出是哪个构件;
(3)该机构是否有整转副,如有,请指出是哪个转动副;
2.设计一铰链四杆机构,如图所示,已知行程速比系数K=1,机架长LAD=100mm,曲柄长LAB=20mm,当曲柄与连杆共线,摇杆处于最远的极限位置时,曲柄与机架的夹角为30°,确定摇杆及连杆的长度。
(20分)
四.图示机构的凸轮轮廓线由两段直线和两段圆弧组成。
(1)画出偏距圆;
(2)画出理论廓线;(3)画出基圆;(4)画出当前位置的从动件位移s;(5)画出当前位置的凸轮机构压力角;(6)画出从动件升程h。
(7)凸轮的推程角φ,近休止角φs’,回程角φ’(20分)
五.一对正常齿制标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,已知传动比i=2.5,中心距a=175mm,小齿轮齿数z1=20,压力角α=20°。
试计算模数m、大齿轮的几何尺寸基圆直径,齿顶圆直径和齿根圆直径。
(20分)
六.图示轮系各轮的齿数已在括号中标注,已知主动轮1的转速为每分钟1转、主动轮4的转速为每分钟2转,转向如图所示。
试求输出构件H的转速和转向。
(20分)
七.图示减速器,已知传动比i=z2/z1=3,作用在大齿轮上的阻力矩随大齿轮的转角φ2变化,其变化规律为:
当0<=φ2<=120°时,阻力矩为M2=300N•m;当120°<=φ2<=360°时,阻力矩为M2=0,又已知小齿轮的转动惯量为J1,大齿轮的转动惯量为J2。
假设作用在小齿轮上的驱动力矩M1为常数,小齿轮为等效构件。
试求等效转动惯量Je,等效驱动力矩Md,等效阻力矩Mr。
(15分)
模拟题二
一.平面机构的机构分析(20分)
1.计算图示系统自由度,并指明虚约束、复合铰链、局部自由度。
(8分)
2.以AB为原动件对图示机构进行结构分析,要求画出原动件、基本组,并指出机构的级别。
(8分)
3.试对图示机构进行高副低代,要求画出替代机构。
(4分)
二.平面机构的运动分析
图所示连杆机构中给定各构件长度和w1=常数,试用相对运动图解法求杆5的角速度w5,写出求解的速度矢量方程,作出速度多边形(20分)
三.平面连杆机构及其设计(35分)
1.如图所示,设已知四杆机构各构件的长度a=240mm;b=600mm;c=400mm;d=500mm,试回答下列问题:
(15分)
⑴当取杆4为机架时,是否有曲柄存在?
⑵若各杆长度不变,能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?
如何获得?
2.已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K=1.4、摇杆长度c=600mm、摇杆最大输出摆角φ=30°,机架长度d=300mm。
试用图解法设计该机构。
要求自选比例尺画出设计图(不得书写作图过程),写出极位夹角,曲柄长度a和连杆长度b的计算式和计算结果。
(20分)
四.凸轮机构及其设计(20分)
图示凸轮机构的凸轮为圆盘。
试画出理论廓线、基圆、偏距圆、从动件升程h、凸轮从当前位置逆时针转过120°时的机构压力角α和从动件位移s。
五.齿轮机构(20分)
一对渐开线外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮传动,已知模数m=4mm,压力角α=20°,齿数z1=20,z2=60,试求:
(1)两个齿轮的分度圆直径d1,d2和齿顶圆直径da1,da2;
(2)标准中心距a;
(3)齿轮的基圆齿距pb;
(4)重合度为多少;
(5)实际中心距a’=163mm时的啮合角α’。
六.轮系(20分)
图示轮系,已知:
z1=20,z3=80,z4=z5=30,z6=90。
求z2和i16。
七.机械动力学(15分)
如图所示,小带轮1通过皮带2驱动大带轮3,与大带轮3固联的小齿轮3′驱动大齿轮4。
已知小带轮直径d1、大带轮直径d3、各齿轮的齿数为z3′、z4、各构件绕其转动轴的转动惯量为J1、J3、J4(忽略皮带的质量)、作用在构件4的生产阻力矩为M4。
试求以构件1为等效构件的等效转动惯量和等效阻力矩。
模拟题三
一.平面机构的机构分析(20分)
1.试计算图一示机构自由度,若有虚约束、复合铰链、局部自由度请指出。
(10分)
2.试对图示机构进行高副低代,要求画出替代机构。
(4分)
3.试对图示机构进行结构分析,要求画出原动件、基本组,并指出该机构的级别。
(6分)
二.平面机构运动分析(20分)
图所示的机构中,已知AB=BE=EC=EF=1/2CD,AB⊥BC,BC⊥EF,
BC⊥CD,w1=常数,求构件5的角速度。
三.平面连杆机构及其设计(35分)
1.已知铰链四杆运动链构件1、2、3、4的杆长分别为L1=100mm,L2=300mm,L3=300mm,L4=400mm。
(15分)
(1)试通过计算说明有无整转副,如有,指明是哪个转动副;
(2)若有整转副,以哪个构件为机架可构成双曲柄机构;以哪个构件为机架可构成曲柄摇杆机构;以哪个构件为机架可构成双摇杆机构。
2.已知曲柄滑块机构的行程速比系数K=1.25、滑块行程H=250mm、偏距e=50mm。
试用图解法设计该机构。
要求自选比例尺画出设计图(不写作图过程),写出极位夹角,曲柄长度a和连杆长度b的计算式和计算结果。
建议作图比例尺为L=0.01m/mm。
(20分)
四.凸轮机构及其设计(20分)
图所示为对心直动平底推杆盘形凸轮机构。
已知凸轮为一偏心圆盘,几何中心为O2,圆盘半径R=30mm,转动中心为O1,偏心距e=20mm,凸轮一等角速度ω顺时针方向转动。
试求:
(1)画出基圆,偏距圆,并求出基圆半径;
(2)画出从动件升程h、凸轮从当前位置的机构压力角α和从动件位移s。
五.齿轮机构(20分)
一对正常齿制外啮合标准直齿圆柱齿轮传动,已知:
传动比i=2,模数m=4mm,压力角α=20°。
(1)若按照标准中心距安装,a=120mm试确定:
①两个齿轮的齿数z1,z2;②啮合角α;③节圆半径r1,r2;
(2)若实际中心距为a’=125mm,两齿轮齿数不变,满足无齿侧间隙啮合条件,试求:
①啮合角α’;②节圆半径r1’,r2’;
六.轮系(20分)
图示为某航空发动机的传动系统,已知z1=35,z3=97,z3′=35,z5=97,试求传动比i15。
七.机械动力学(15分)
图所示为某机械等效到主轴上到等效力矩Mr在一个工作循环中到变化规律,设等效驱动力矩Md为常数,主轴平均转速n=300r/min,等效转动惯量J=25kg•m2。
试求:
(1)等效驱动力矩Md;
(2)最大盈亏功ΔWmax;
(3)运转速度不均匀系数[δ]=0.1时,安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。
模拟题一
一.F=3n-(2PL+PH)-F’
=3×7-(2×9+1)-1
=1
E处滚子带入局部自由度,C处转动副为复合铰链。
高副低代:
拆分杆组:
原动件Ⅱ级杆组Ⅱ级杆组Ⅱ级杆组
故该机构为Ⅱ级机构。
二.vF1=w1•lAF=10lAF(m/s)
vF3=vF2=vF1+vF2F1
大小
?
√
?
方向
√
√
√
根据速度影响原理求得vD=pd•u
自选比例尺u作速度多边形如下:
三.1.lAB(25mm)+lBC(55mm)(1)有曲柄,杆AB是曲柄;
(2)有摇杆,杆CD是摇杆;
(3)有整转副,转动副A,B是整转副。
2.由K=1,得到θ=0°,及由AC1-AC2=2AB,自选比例尺作出机构简图:
如图所示:
在直角∆AmD中,可以求得Am=86.6mm,又C1C2=2AB,故mC1=mC2=10mm,故得到:
BC=Am+mC1-AB1=86.6mm
在∆ADC2中,AD=100mm,AC2=Am-mC2=76.6mm,∠DAC2=30°,故求得DC=51.0mm。
四.解题如图:
五.由题:
以及z1=20
故z2=50,m=5mm;
由:
d=mz,得到d2=mz2=250mm,da2=d+2ha=260mm,df2=d-2hf=237.5mm
db2=dcosα=235.0mm。
六.解:
故nH=-1.599r/min。
故大小为1.599,方向与齿轮1相反。
七.解:
模拟题二
一.1.F=3n-(2PL+PH)-F’
=3×9-(2×12+1)-1
=1
H处滚子带入局部自由度,D处转动副为复合铰链,E(R)处与R(E)处的移动副起重复约束作用,故R(E)处移动副带入虚约束。
2.
原动件Ⅱ级杆组Ⅲ级杆组
3.高副低代:
二.VB=w1•lAB
VD=VB+VDB
大小
?
√
?
方向
√
√
√
速度影像原理求得VC2。
VC2=VC4=VC5+VC4C5
大小
√
?
?
方向
√
√
√
故求得VC5=pc5•u
W5=VC5/FC
自选比例尺u作速度多边形:
三.1.解:
a=240mm;b=600mm;c=400mm;d=500mm,
a+b(1)取杆4为机架时,有曲柄;
(2)取杆1为机架双曲柄机构,取杆3为机架为双摇杆机构。
2.由K=1.4,得到,
自选比例尺u绘制出机构简图:
其中∠C1DC2=φ=30°,计算曲柄