重庆大学机械原理模拟题3套.docx
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重庆大学机械原理模拟题3套
模拟题一
.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）
2.在图示的机构中，已知各构件长度，原动件以等角速度wi=10
rad/s逆时针转动，试用图解法求点D的速度。
（20分）
3.1.图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度IAB=25mmlBc=55mm
lcc=40mmIAD=50mim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）
4.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©，近休止角©s',回程角©'（20分）
5.一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z仁20,压力角a=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）
6.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）
7.图示减速器，已知传动比i=Z2/zi=3,作用在大齿轮上的阻力矩随大齿轮的转角©2变化，其变化规律为：
当0<=©2<=120°时，阻力矩为M=300N?
m当120°<=©2<=360°时，阻力矩为M=0，又已知小齿轮的转动惯量为Ji,大齿轮的转动惯量为J2。
假设作用在小齿轮上的驱动力矩M为常数，小齿轮为等效构件。
试求等效转动惯量J
等效驱动力矩M,等效阻力矩M。
（15分）
模拟题二
1.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）
Riwi
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）
.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w=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）
3.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©=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）
4.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、
件升程h、凸轮从当前位置逆时针转过120°时的机构压力角动件位移s
5.
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
压力角a=20°,齿数Zi=20,Z2=60,试求：
（1）两个齿轮的分度圆直径di,d2和齿顶圆直径dal,da2
（2）标准中心距a;
（3）齿轮的基圆齿距pb；
（4）重合度为多少；
（订=二[巧（也7-亡翊口）+z2^anaa2_tana）]）
（5）实际中心距a=163mn时的啮合角a
6.轮系（20分）
图示轮系，已知：
zi=20,Z3=80,Z4=z5=30,Z6=90。
求Z2和i花。
7.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di、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Ji、J3、J4（忽略皮带的质量）、作用在构件4的生产阻力矩为M。
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）
2.平面机构运动分析（20分）图所示的机构中，已知AB二BE二EC二EF=1/2CDAB丄BCBCLEF,
BC丄CDw二常数，求构件5的角速度。
3.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=300mrpLa=300mmL4=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=250m、m
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）
4.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02，圆盘半径R=30mm转动中心为01,偏心距e=20mm
凸轮一等角速度3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a和从动件
5.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=4mjm压力角a=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
Zi,Z2:
②啮合角a；③节圆半径ri,「2；
（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a';②节圆半径ri',r2;
6.轮系（20分）图示为某航空发动机的传动系统，已知zi=35,Z3=97,Z3,=35,Zs=97,
试求传动比i15。
7.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M为常数，主轴平均转速n=300r/min,等效转动惯量J=25kg?
吊。
试求：
（1）等效驱动力矩Md；
（2）最大盈亏功△Wax；
（3）运转速度不均匀系数[5]=0.1时，安装在主轴上的飞轮转
动惯量JF。
模拟题一
F=3n—（2Pl+Ph）—F
=3x7—（2x9+1）—1
=1
E处滚子带入局部自由度，C处转动副为复合铰链
咼副低代:
故该机构为I级机构
大小
?
•
V
?
•
VF3=VF2=VF1+VF2F1
方向
V
V
V
根据速度影响原理求得VD二pc?
u
自选比例尺u作速度多边形如下：
二.1.1AB（25mm）+lBc（55mm）＜]cD（40mm）+lAD（50mm）,故该四杆机构满足杆长条件；
（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0=0°,及由AG-AG=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CG=2AB故mC=mC=10mm故得到：
BC二Am+mCAB=86.6mm
在？
ADC中，AD=100mmAC二An-mC=76.6mm/DAC=30。
，故求得
DC=51.0mm
4.解题如图:
5.由题：
a=-m⑵+2』=175mm
以及乙=20
i——=2.5
故Z2=50,m=5mm
由：
d=mz得到d2二mz=250mmda2二d+2h=260mmdf2=d-2hf=237.5mm
db2二dcosa=235.0mm
6.
解:
故nH二—1.599r/min。
故大小为1.599，方向与齿轮1相反
7.解:
M「—ON哂360°<（p1<1080°
Mrx2n
=3333g
6tt
模拟题二
一.1.F=3n—（2Pl+Ph）—F
=3x9—（2x12+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。
3.咼副低代:
lAB
大小
？
V
?
•
方向
V
V
V
VD=V
B
+VDB
速度影像原理求得7c
Vc2=Vc4=VC5+VC4C5
大小
V
?
?
•
方向
V
V
V
故求得VC5=pC5?
U
W5=Vc5/FC
三.1.解：
a=240mm;b=600mmc=400mm;d=500mi，a+bvc+d;满足杆长条件；
（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
K-1
B=180°=30°
2.由K=1.4，得到K+I
自选比例尺u绘制出机构简图:
其中/GDG=©=30°,计算曲柄长度AB=a?
u,连杆长度BC=bu
五.
（1）由:
d=mz
可得：
di=80mmd2=240mm
da=m（z+2h^）
又ha*=1，可得：
dai=88mmda2=248mm
（2）
（3）
a=-m（z1+z2）=160?
nm
2-
Pb=pcosa=nmcosa=11.81nun
（3）由:
-tana^+Z2^tanaa2-tana）]）
可得：
£a=1.52
（4）由acosa=acosa,a=163mma=160mnria=20°,得到a=22.7°。
六.解:
及n3=n4，故解得:
i16=17;
由同心条件得到：
Zi/2+Z2=Z3/2，故Z2=30
模拟题三
.1.F=3n—（2Pl+Ph）—F
=3x8—（2x9+3）—2
=1
两滚子都带入带入局部自由度，A处转动副为复合铰链，双转副杆EF
带入虚约束
2.咼副低代:
故该机构为皿级机构
VB=W?
IAB
V：
=VB+VCB
大小
?
•
V
?
•
方向
V
V
V
速度影像原理求得VE2
VE2=VE4=VE5+VE4E5
大小
V
?
•
?
•
方向
V
V
V
自选比例尺u作速度多边形：
FbCO髓5）
故V5=Vb=W1?
IAB,故W5=V5/IEF=Wl
二.解：
hLl+L4（1）有整转副，整转副为转动副A,B;
（2）以杆1为机架可以获得双曲柄机构，以杆2（4）为机架可以获得曲柄摇杆机构，以杆3为机架可以获得双摇杆机构。
2.由K=1.25,得到：
K-1
6=180°=36。
K+1
选取比例尺L=0.01m/mm画出机构简图：
故得到：
曲柄长度a=L?
nC2/2，连杆长度b=L?
AG-a
四.解:
基圆半径二R-e=10mm
5.
（1）由：
lz1+zyJ=120mm
1
a=—th
2
以及m=4mm
故可以得到Zi=20,Z2=40;
由题意，齿轮是标准安装，故啮合角a=20°;
又ri+r2=a,r2ri=2,可以得到ri=40mmri=80mm
（2）由：
acosa二acosa,a=125mma=120mma=20°,得到a=25.6°
又由：
ri+r2=a,r2/r1=2,可以得到ri=40mmr1=80mm
6.解:
n3.
召97
=—--
-■—
z‘35
J
3
n.-
卢-1
-n5
97
*13
^3-
5
35
以及n3'=ne
故得到：
7.
（1）
2nn
300x——+3000X-+300xit
33
2n
（2）能量指示图如图所示:
故得到:
&Wmax=3000x-=1000^J
（3）按照飞轮转动惯量计算公式：
；=6.831/<5'm2
irnz[tf]
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