重庆大学机械原理期末试卷1

1、1111重庆大学试卷教务处07版第1页共4页重皮大学机械原理诔租甙春200-200 学年第学期开课学院：机械工程 课程号: 考试日期： 题号一二三四五六七八九十总分得分考试方式：C开卷E闭卷G其他考试时间：120分钟一、平面机构结构分析（20分）计算图1所示机构的自由度，并指出其中是否含有复合铰链、局部自由度 或虚约束；（6分）该机构如有局部自由度或虚约束，说明采用局部自由度或虚约束的目的：（4分画出图示瞬时该机构髙副低代后的机构运动简图：（4分）取与机构自由度数相同数目的连架杆为原动件，对机构进行结构分析， 要求画出机构的驱动杆组和基本杆组，井指出机构的级别。（6分）二、连杆机构分析其设计（

2、35分1.设计一曲柄摇杆机构，己知行程速比系数尤=4.4,摇杆摆角介曲柄校度 为“摇杆长度为Zd,要求Icd=4Iab-选取长度比例尺M作出摇杆的 两个极限位置，如图2-1所示。（15分）（1）计算机构的极位夹角9,用图解法确定连杆长度Lbc和机架长度Aad （保 留作图线）：（2）作出机构出现最小传动角时的位置，标出该位置机构的最小传动角 汾m和最大压力角Ginax （曲柄为主动件，逆时针转向）：（3）若分别以曲柄和摇杆CD为机架，各获得什么机构？命题人： 组题人： 审题人：131题吋间：图2-1教务处制重庆大学试卷教务处07版第2页共4页阁 2-2a（P图 2-3aP阁 2-2a（P图 2

3、-3aP图 2-3b图2-2a所示机构中，己知各构件长度及原动件角速度灿，点位于SC 中点，现己按选定的速度比例尺从作出了代表B点的速度vb，如图2-2b所示，试写出求解vd的矢量方程式并作出速度多边形（若应用了速 度影像原理，应作出说明）。（10分）图2-3a所示机构中，P为驱动力，各转动副处小圆为摩擦圆，移动副处 的摩擦角为於各构件重力、惯性力忽略不计。（10分） 在图2-3a上画出各运动副的总反力； 写出各构件的力平衡方程式，在图2-3b上画出力封闭多边形（图中己按 选定的力比例尺坤作出了代表驱动力P的矢量），求出作用在构件1上的 平衡力矩M。庆大学试卷教务处07版第3页共4页庆大学试卷

4、教务处07版第3页共4页在图3所示的偏置式移动平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆， 圆心在O点，半径兄=80mm,凸轮以角速度10rad/s逆时针方向转动， ZOA=50mm,从动件的导路与垂直且平分04。在图中画出凸轮的偏距圆；（2分）计算凸轮的基圆半径rb并在图中画出凸轮的基圆；（2分）在图中标出从动件在该位置时的位移& （2分）在图中标出机构该位置的压力角a并说明通常将从动件的平底设计成与 导路垂直的原因：（3分）若将凸轮半径7?改为60mm，从动件的运动规律有无变化？（2分）计算出机构处于图示位置时从动件的移动速度V: （2分）若将从动件的平底改为尖顶，将带来哪些不足？（2分）图

5、3四、轮系分析与计算（1S分） 试列举出轮系的三个功能；（3分）在图4所示的轮系中，已知主动轮1的转速为lr/nun，主动轮4的转速 为2r/min，转向如图所示。已知各轮齿数：xi=25, z2=30，25, z3=3O, zy=20, z4=90。试确定输出构件7/的转速和转向。（12分）恵庆大学试卷教务处们版第4恵庆大学试卷教务处们版第4页共4萸44恵庆大学试卷教务处们版第4恵庆大学试卷教务处们版第4页共4萸44五、机械系统动力学（15分）为减小飞轮的尺寸，飞轮应该装在髙速轴上还是低速轴上？机械系统装 上飞轮后能否得到匀速运动？ （5分）图5所示压气机，己知Iab =0.1m,逆时针方向

6、转动，构件1的质心在/ 点，转动惯量Ji=0.05kg m2,构件3的质量m3=5kg,构件2的质量和转 动惯量均忽略不计，作用在构件1上的驱动力矩A/i=100N m,当位置角 产30时，阻力P=1800N,以构件1为等效构件，试求机构在此位置的等 效转动惯量和等效力矩祐。（10分）二、连杆机构及其设计（35分1. （1） （8 分）II级机构答；1） 6 = 二、连杆机构及其设计（35分1. （1） （8 分）II级机构答；1） 6 = xl80 =30K + 1图解过程a）过（作心垂线，过C2作与夹角为90-e之射线，得交点八 作C1C2P之外接圆I;b）作GC2中垂线与圆/相交得/点；

7、c）以为圆心，JQ （或JC2）为半径作圆/八d）以（?2为圆心，2a为半径作弧交圆II，得E点。e）连接Ci并延长交圆I于A点。f）以A为圆心，a为半径作弧交/1（?2于52点，四 杆机构ab2c2d为所求。杆机构ab2c2d为所求。2. （10分）作图5分，方程5分（2）（5 分）和a）以A为圆心，Lab为半径作圆与AD连线交于B点；b）以S为圆心，Lbc为半径作弧，以O为圆心，Lqd 为半径作弧交于C点；c）连接AS、BC、CD,为/_的机构位置。（2分）曲柄AS为机架，双曲柄机构；摇杆CD为 机架，双摇杆机构。一、平面机构的结构分析（20分）AT处为局部自由度，S处为复合铰链，移动副/

8、、G之一为虚约束。n-8, pL=ll, Ph=1，F=3x8-2x 11-1=1 （6分）机构采用局部自由度的H的是为了减少高副元素的磨损；采用虚约束的H的是为了 改善构件的受力状况。（4分）高副低代后的机构运动简图如图所示。（4分）Tj若取构件AS为原动件，对机构进行结构分析如图示。（6分）Tj求Vc：vc=人+VCB大小?厶AB叫方向导路丄A5丄5Chh作出速度多边形pbc后，由速度影像原理求出d点。VD=AvXp、及41 可求，Afb= Z?21 X h三、凸轮机构分析（IS分）（1）偏距圆如图；（2分）（2）凸轮的基圆半径rb=-OA=30mm ; （2分）（3）标出从动件该位置的位

9、移s如图所示；（2分）（4）在图中标出该位置的压力角05=0%将平底设计成与导路垂直可使压力角始终为0 度，传力特性好。（3分）（5）若凸轮半径7?改为60mm,从动件的运动规律有变化；（2分）（6）此时凸轮与从动件的瞬心在几何中心0点，所以机构处于图示位置时从动件移动速度 v= ta*;（7A=500mm/s: （2 分）（7）若将从动件的平底改为尖顶，尖顶容易被磨损，也増大了推程的压力角。（2分）四、轮系分析与计算（15分）实现大传动比传动、实现变速传动、实现变向传动、实现分路传动、实现结构紧凑的大 功率传动、实现运动合成与分解；（3分）（共12分）解：ZlZ2ZlZ2Z330 x30 x9025x25x20二一6.48=-6.48（8分）=-6.48nH =-1.599 r/