《機(jī)械原理作業(yè)集》word版

1、.第二章 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析作業(yè)題：1 圖示為一簡易沖床的初擬方案。設(shè)計(jì)思路是：動(dòng)力由齒輪1輸入，軸A連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，固聯(lián)與軸A上的凸輪推動(dòng)杠桿3使沖頭4上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)沖壓工藝，試?yán)L出其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，分析能否實(shí)現(xiàn)上述構(gòu)思，并提出兩種修改意見（以機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖表示）。2 如圖所示為一小型壓力機(jī)。圖中齒輪1與偏心輪1為同一構(gòu)件，繞固定軸心O連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在齒輪5上開有凸輪凹槽，擺桿4上的滾子6嵌在凹槽中，從而使擺桿4繞軸C上下擺動(dòng)；同時(shí)又通過偏心輪1、連桿2、滑槽3使C軸上下移動(dòng)。最后通過在擺桿4的叉槽中的滑塊7和鉸鏈G使沖頭8實(shí)現(xiàn)沖壓運(yùn)動(dòng)。試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，計(jì)算其自由度。3 圖示是一為高位截肢的人所設(shè)計(jì)的

2、一種假肢膝關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)能保持人行走的穩(wěn)定性。若以脛骨1為機(jī)架，試?yán)L制其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖和計(jì)算其自由度，并作出大腿彎曲90°時(shí)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖。4試?yán)L出下列各機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)示意圖，計(jì)算其自由度，并說明運(yùn)動(dòng)是否確定。5計(jì)算下列各機(jī)構(gòu)的自由度，若存在復(fù)合鉸鏈，局部自由度，虛約束請明確指出。6計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并分析基本桿組，確定機(jī)構(gòu)的級別。第八章 平面連桿機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)作業(yè)題：1 圖示四桿機(jī)構(gòu)中各桿件長度已知：a=150mm，b=500mm，c=300mm，d=400mm。試問：1）若取桿件d為機(jī)架是否存在曲柄？如存在，哪一桿件為曲柄？2）若分別取其它桿件為機(jī)架，可得到什么類型的機(jī)構(gòu)？2 圖示

3、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)ABCD中，各構(gòu)件長度如圖所示（l=10mm/mm），AB主動(dòng)，試求：1） 兩連架桿AB、CD為何類構(gòu)件？2） 該機(jī)構(gòu)有無急回性質(zhì)？若有，其行程速比系數(shù)K為多少？3） 在圖中作出最小傳動(dòng)角min對應(yīng)的機(jī)構(gòu)位置ABCD；4） 若改為以CD桿為主動(dòng)，該機(jī)構(gòu)有無死點(diǎn)？若有，請用虛線畫出死點(diǎn)位置。3 圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)作為加熱爐爐門的啟閉機(jī)構(gòu)。爐門上兩鉸鏈相距50cm（圖中單位為：cm），爐門打開后成水平位置且要求外側(cè)向上，固定鉸鏈裝在yy軸線上，相應(yīng)位置尺寸如圖。試設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)。4 設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，已知其搖桿CD長lCD=75mm，行程速比系數(shù)K=1.5，機(jī)架長lAD=100mm，搖桿的

4、一個(gè)極限位置與機(jī)架間夾角3=45°，求曲柄和連桿的長度lAB、lBC。 l=0002m/mm5 設(shè)計(jì)一偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知滑塊行程速比系數(shù)K=1.5，滑塊行程H=50mm，導(dǎo)路偏距e=20mm，求曲柄和連桿的長度lAB、lBC。l=0001m/mm6 圖示為機(jī)床變速箱中操縱滑移齒輪的四桿機(jī)構(gòu)，已知滑移齒輪行程H=60mm，lDE=100mm，lCD=120mm，lAD=250mm，其相互位置如圖所示。當(dāng)滑移齒輪至左極限位置時(shí)，操作手柄AB位于垂直方向，試設(shè)計(jì)該機(jī)構(gòu)。 第九章 凸輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)作業(yè)題：1 圖示為對心直動(dòng)尖頂推桿盤狀凸輪機(jī)構(gòu)，試在凸輪上標(biāo)出：1）推程運(yùn)動(dòng)角0、回程運(yùn)動(dòng)角

5、0、近休止角01、遠(yuǎn)休止角02；2）基圓r0，推桿的行程h，圖示位置機(jī)構(gòu)的壓力角；3）設(shè)回程時(shí)，推桿按等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，試?yán)L制回程時(shí)的s2、v2、a2圖； l =0.001m/mm2 試標(biāo)出下圖中1）a圖在圖示位置時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角，凸輪從圖示位置轉(zhuǎn)過90°后推桿的位移s；2）b圖從圖示位置升高位移s時(shí)，凸輪的轉(zhuǎn)角和凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角。3一偏置尖底直動(dòng)從動(dòng)件盤狀凸輪機(jī)構(gòu)如圖所示。已知凸輪為一偏心圓盤，圓盤半徑R=30mm，幾何中心為A，回轉(zhuǎn)中心為O，從動(dòng)件偏距OD=e=10mm，OA=10mm。凸輪以等角速度逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)凸輪在圖示位置，即ADCD時(shí)，試求：1） 凸輪的基圓半徑r0

6、和從動(dòng)件的行程h ；2）推程運(yùn)動(dòng)角0、回程運(yùn)動(dòng)角0、遠(yuǎn)休止角01和近休止角02；3）圖示位置的凸輪機(jī)構(gòu)壓力角；4） 圖示位置的凸輪轉(zhuǎn)角；5） 圖示位置的從動(dòng)件的位移s；6） 凸輪從圖示位置（即推桿在B點(diǎn)與凸輪接觸）轉(zhuǎn)過90°時(shí)推桿的位移s及凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角；7） 若改用對心直動(dòng)滾子推桿，取滾子半徑rr=10mm，試畫出凸輪的實(shí)際廓線（取內(nèi)包絡(luò)線）8） 該凸輪機(jī)構(gòu)中的從動(dòng)件偏置方向是否合理，為什么？4試以作圖法設(shè)計(jì)一偏置直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)的輪廓曲線，已知凸輪以等角速度順時(shí)針回轉(zhuǎn)，正偏距e=10mm，基圓半徑r0=30mm，滾子半徑rr=10mm。推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律為：凸輪轉(zhuǎn)角0

7、6;150°時(shí)，推桿等速上升16mm；150°180°時(shí)，推桿遠(yuǎn)休止；180°300°時(shí)，推桿等加速等減速下降16mm；300°360°時(shí)，推桿近休止。5有一擺動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)（參看教材圖923），已知lOA=60mm，lAB=50mm，r0=25mm，rr=8mm。凸輪順時(shí)針方向等速轉(zhuǎn)動(dòng)，要求當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過180°時(shí)，推桿以余弦加速度運(yùn)動(dòng)向上擺動(dòng)25°，轉(zhuǎn)過一周中的其余角度時(shí)，推桿以正弦加速度運(yùn)動(dòng)擺回到原位置。試以作圖法設(shè)計(jì)凸輪的工作廓線。第十章 齒輪機(jī)構(gòu)及其設(shè)計(jì)作業(yè)題：1 一標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，

8、模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z=26，齒頂高系數(shù)ha*=1，壓力角=20°，試求：齒廓曲線在分度圓和齒頂圓上的曲率半徑、a和展角、a。2標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，壓力角=20°，當(dāng)齒數(shù)z滿足什么條件時(shí)，其齒根圓大于基圓？3設(shè)計(jì)一對外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒漸開線齒輪傳動(dòng)，已知m=10mm，壓力角=20°，ha*=1，z1=25，i=2.6。4若將上題中的中心距a增大，直至剛好能連續(xù)傳動(dòng)，試求：1）傳動(dòng)的嚙合角；2）兩齒輪的節(jié)圓直徑d1、d2；3）兩齒輪分度圓之間的距離a；4）傳遞的頂隙C。5一對標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒外嚙合齒輪傳動(dòng)，已知：m=8mm，=20°，ha*=1 ，z1=30

9、，z2=40，試求：1）選擇適當(dāng)比例尺，作圖求出理論嚙合線和實(shí)際嚙合線長度、，并計(jì)算重合度（按標(biāo)準(zhǔn) 中心距安裝）；2）用計(jì)算公式計(jì)算傳動(dòng)的重合度；3）若要求嚙合角=22°30，求傳動(dòng)的中心距a。6已知一對漸開線斜齒圓柱齒輪，mn=8mm，z1=20，z2=40，n=20°，ha*=1 ,齒寬=30mm，中心距a=250mm，求：1） 螺旋角；2） 齒輪的分度圓直徑d1、d2；3） 當(dāng)量齒數(shù)zV、zV。一蝸輪的齒數(shù)z2=40，d2=320mm，與一單線蝸桿嚙合，求：1） 蝸輪端面模數(shù)mt2和蝸桿軸面模數(shù)ma1；2） 蝸桿的導(dǎo)程和分度圓直徑d1；3） 傳動(dòng)的中心距a。一對標(biāo)準(zhǔn)直

10、齒圓錐齒輪傳動(dòng)，=90°，z1=17，z2=31，m=8mm， ha*=1，求：1） 分度圓直徑d1、d2和角1、2及齒頂圓直徑da1、da2；2） 頂錐角a1、a2和根錐角f1、f2：3） 當(dāng)量齒數(shù)zV、zV。第十一章 齒輪系及其設(shè)計(jì)作業(yè)題：1 在圖示的車床變速箱中，移動(dòng)齒輪a使3和4嚙合。由移動(dòng)雙聯(lián)齒輪b使齒輪5和6嚙合。已知各齒輪的齒數(shù)z1=42，z2=58，z3=38，z4=42，z5=50，z6=40，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1445rpm，求帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向。2 圖示為一手動(dòng)提升裝置，各輪齒數(shù)均為已知，試求傳動(dòng)比i15，并指出提升重物時(shí)手柄的轉(zhuǎn)向。3 圖示差動(dòng)輪系中，各輪齒數(shù)已

11、知，z1=15，z2=25，z2=20，z3=60，又n1=n3=200rpm，求行星架H的轉(zhuǎn)速nH的大小和方向：1） 當(dāng)n1、n3轉(zhuǎn)向相同時(shí)；2） 當(dāng)n1、n3轉(zhuǎn)向相反時(shí)。4圖示為一裝配用氣動(dòng)螺絲刀的齒輪減速裝置的傳動(dòng)簡圖，各輪齒數(shù)已知，z1=z4=7，z2=z5=16，若n1=300rpm，求螺絲刀的轉(zhuǎn)速n刀。5在圖示輪系中，各輪齒數(shù)已知，z1=36，z2=60，z3=23，z4=49，z4=69，z5=31，z6=131，z7=94，z8=36，z9=167，n1=3549rpm，求行星架H的轉(zhuǎn)速。6圖示為手動(dòng)起重葫蘆，已知z 1= z2=10，z 2=20，z 3=40，總傳動(dòng)效率=0

12、.90，求提升Q=10000N的重物時(shí)所需加于鏈輪上的圓周力P（方向標(biāo)在圖上）。7圖示為礦山運(yùn)輸機(jī)的行星輪系齒輪傳動(dòng)裝置，已知z 1= z 3=17，z2= z 4=39，z 5=18，z 7=152，n1=1450rpm。當(dāng)制動(dòng)器B制動(dòng)，A放松時(shí)，鼓輪H回轉(zhuǎn)，求nH的大小和方向。并分析當(dāng)A制動(dòng)、B放松時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。第三章 平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析作業(yè)題：1 確定下列各圖示機(jī)構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。 a) b) c) d) e) f) 2 圖示四桿機(jī)構(gòu)中，已知LAB=65mm，LDC=90mm，LAD=125mm，LBC=125mm，=10rad/s，試用瞬心法求：1） 當(dāng)15°時(shí)，點(diǎn)C的

13、速度vC；2） 當(dāng)15°時(shí)，構(gòu)件BC上（即BC線及其延長線上）速度最小的點(diǎn)E及該點(diǎn)的速度vE；3） vC0時(shí)的位置角。3圖示六桿機(jī)構(gòu)，已知LAB=140mm，LBC= LCD= L1= L3=420mm，L2=180mm，1=20rad/s，BC2=C2C。試用圖解法求在圖示位置時(shí)1） 2構(gòu)件上B、C、E及C2點(diǎn)的速度和加速度；2） 2、3構(gòu)件的角速度和角加速度；3） 5構(gòu)件的速度和加速度；4） 2構(gòu)件中心C2的軌跡的曲率半徑。4圖示機(jī)構(gòu)中，各構(gòu)件長度及原動(dòng)件角速度1常數(shù)均為已知，用途解法求圖示位置時(shí)3構(gòu)件的角速度3和角加速度3（比例尺任選）。5下列圖示各機(jī)構(gòu)中，原動(dòng)件以勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)

14、，各構(gòu)件長度均已知，試用圖解法求圖示位置時(shí)構(gòu)件3上C點(diǎn)的速度和加速度（僅要求寫出矢量方程，分析參數(shù)，畫出矢量多邊形，比例尺任選，不要具體數(shù)值）。11234ACACBD12341第四、五章 機(jī)械中的摩擦和機(jī)械效率作業(yè)題：1 圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的三個(gè)不同位置，P為作用與活塞上的壓力，轉(zhuǎn)動(dòng)副A及B上所畫的虛線小圓為摩擦圓，試決定在此位置時(shí)作用在連桿AB上的作用力的真實(shí)方向（連桿本身的重量及慣性力均不計(jì)）。2 圖示為一曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的摩擦圓如圖所示，Q為生產(chǎn)阻力，（各構(gòu)件的重量及慣性力均忽略不計(jì)），試在圖中標(biāo)出：1） 主動(dòng)構(gòu)件1的角速度1的方向；2） 曲柄1上所受的力FR21、FR41的作

15、用線和方向；3） 滑塊3上所受的力FR23、FR43的作用線和方向。3 圖示為一擺動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪1沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn)，P為作用在推桿2上的外載荷，試確定凸輪1及機(jī)架3作用給推桿2的總反力FR12及FR32的方位（不考慮構(gòu)件的重量及慣性力，圖中虛線小圓為摩擦圓）。4圖示為一焊接用的楔形夾具。利用這個(gè)夾具把兩快要焊接的工件1和1預(yù)先夾妥，以便焊接。圖中2為夾具體，3為楔塊。試確定其自鎖條件（即當(dāng)夾緊后，楔塊3不會(huì)自動(dòng)松脫出來的條件）。 F 5一螺旋千斤頂，采用矩形螺紋，螺距P=12mm，螺紋中徑d2=72mm，螺紋間摩擦系數(shù)f=008，臂桿長L=600mm，試求欲頂起3000N重物Q時(shí)加在

16、臂桿端點(diǎn)的圓周力P，并檢驗(yàn)是否滿足自鎖條件。6如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過V帶傳動(dòng)及圓錐、圓柱齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)工作機(jī)A及B。設(shè)每對齒輪的效率10.97（包括軸承的效率在內(nèi)），帶傳動(dòng)的效率為30.92，工作機(jī)A、B的功率分別為PA=5kW、PB=1kW，效率分別為A0.8、B0.5，試求該系統(tǒng)的總效率和電動(dòng)機(jī)所需的功率。第六章 機(jī)械的平衡作業(yè)題：1 在如圖所示的盤形轉(zhuǎn)子中，有四個(gè)偏心質(zhì)量位于同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)。它們的大小及其質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸的距離分別為m1=5kg，m2=7kg，m3=8kg，m4=10kg，r1=r4=100mm，r2=200mm，r3=150mm，而各偏心質(zhì)量的方位如圖所示。又設(shè)平衡質(zhì)量mb的質(zhì)

17、心至回轉(zhuǎn)軸的距離rb=150mm，試求平衡質(zhì)量mb的大小及方位。2在如圖所示的轉(zhuǎn)子中，已知各偏心質(zhì)量m1=10kg，m2=15kg，m3=20kg，m4=10kg，r1 =400mm，r2=r4=300mm，r3=200mm，又知各偏心質(zhì)量所在的回轉(zhuǎn)平面間的距離為L12=L23=L34=200mm，偏心質(zhì)量間的方位夾角12=120°，23=60°，34=90°。如果置于平衡基面及中的平衡質(zhì)量mbI及mbII的質(zhì)心至回轉(zhuǎn)軸的距離為rbI=rbII=500mm，試求mbI及mbII的大小及方位。第七章機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及其速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)作業(yè)題：1在由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的剪床機(jī)械系統(tǒng)中，已知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速nm=1500r/min，轉(zhuǎn)換到電機(jī)軸上的等效阻力矩Mr=M()，如圖所示。設(shè)電