搜索
机械原理B第1次作业(计完成题目数)二、主观题(共7道小题)3.齿轮的定传动比传动条件是什么？答：一对渐开线齿轮正确齿合的条件是两轮的模数和压力角应分别相等。4.计算图7－2所示大减速比减速器的传动比。答：将轮系分为两个周转轮系1）齿轮A、B、E和系杆C组成的行星轮系；2）齿轮A、E、F、G和系杆C组成的差动轮系。因为，所以，代入上式可得：5.图7－4中，，为轮系的输入运动，C为轮系的运动输出构件。已知确定转速的大小和转向。答：该轮系是由定轴轮系（１-２）和周转轮系（2-3-4-4’-5）组成的混合轮系。1）对定轴轮系（１-２），有：，即：2）对周转轮系（2-3-4-4’-5），有：()将已知数值代入公式，得：,转向与方向相同。6.在图8－3中凸轮为半径为R的圆盘，凸轮为主动件。（1）写出机构的压力角与凸轮从图示位置转过的角度之间的关系；（2）讨论如果≥[]，应采用什么改进设计的措施？答：1）当凸轮转动任意角时，其压力角如下图所示。图中有几何关系：,所以机构的压力角与凸轮转角之间的关系为()2）如果[]，则应减小偏距e，增大圆盘半径R和滚子半径rr。7.机械系统的等效驱动力矩和等效阻力矩的变化如图9-2所示。等效构件的平均角速度为。求该系统的最大盈亏功。答：由下图中的几何关系可以求出各个盈、亏功的值如下其中“+”表示盈功，“—”表示亏功。画出示功图，如下图(b)，先画出一条水平线，从点a开始，盈功向上画,亏功向下画。示功图中的最低点对应，最高点对应。图(b)可以看出，点b最高，则在该点系统的角速度最大；点c最低，系统的角速度最小。则的积分下限和上限应为下图(a)中的点b和点c。∆𝑊𝑎𝑏̅̅̅+𝜋8∆𝑊𝑏𝑐̅̅̅()𝜋∆𝑊𝑐𝑑̅̅̅+𝜋∆𝑊𝑑𝑒̅̅̅()𝜋8∆𝑊𝑒𝑓̅̅̅+𝜋8∆𝑊𝑓𝑔̅̅̅̅()𝜋8∆𝑊𝑔𝑎′̅̅̅̅̅+𝜋∆𝑊𝑚𝑎𝑥𝜋8.在下列情况下选择机构的传动方案（1）将一构件的单向回转运动转变为另一个构件的往复直线运动，并有急回作用。答：齿轮齿条传动（2）将一构件的单向回转运动转变为另一个构件的单向直线运动，并且能反行程自锁。答：螺旋传动机构（3）将一构件的单向回转运动转变为另一个构件的往复间歇直线运动。答：间歇运动机构（4）将一构件的单向回转运动转变为另一个构件的单向回转运动，并且a.两轴平行，但转向相反；答：齿轮传动机构b.两轴平行，转向相同；答：带传动机构c.两轴垂直相交；答：锥齿轮传动两轴空间垂直交错。答：蜗杆传动9.计算图示机构的自由度。如有局部自由度、复合铰链和虚约束请予以指出。答：C处的滚子为局部自由度，构件1于构件2、构件3与构件2之间形成两对高副，但是，每对高副的法线都是重合的，所以每对高副中有一个高副为虚约束。机械原理B第2次作业(计完成题目数)二、主观题(共4道小题)3.定轴轮系中的各齿轮轴心线位置（相对于机架都是固定的轮系）；周转轮系中至少有一个齿轮的轴心线位置（是绕着其他齿轮的固定轴线回转的轮系）。4.在图7－1中，已知蜗杆的转速，，，，，，，，，。（1）写出，，的表达式；答：（2）确定的大小和转向。答：5.机械的周期性变速稳定运转条件是什么？𝜔(𝑡)𝜔(𝑡𝑇𝑝)6.已知某机械稳定运转时的等效驱动力矩和等效阻力矩如图10-1所示。机械的等效转动惯量为Je=1kg·m2，等效驱动力矩为Md=30Nm，机械稳定运转开始时等效构件的角速度ω0=25rad/s，试确定（1）等效构件的稳定运动规律；解：因为(),所以,又因为𝜔𝜔∫(),则即等效构件的稳定运动规律为{√∫()√√∫()∫()√√∫()∫()∫()√𝜔{√√√（2）速度不均匀系数δ；解：()()∫()𝜔𝜔∫()𝜔𝜔∫()𝜔𝜔∫()𝜔𝜔()()（3）最大盈亏功ΔWmax；解：∫()∫()（4）若要求[δ]=0.05，系统是否满足要求？如果不满足，求飞轮的转动惯量JF。解：[]根据题图画出系统动能的变化示意图，如下图所示。从该图中可知，在处系统的角速度最大，在处系统的角速度最小。机械原理B第3次作业(计完成题目数)二、主观题(共4道小题)3.自由度为2的周转轮系被称为（差动）轮系；自由度为1的周转轮系被称为（行星）轮系。4.在题8-1图所示的机构中，以构件1为主动件机构是否会出现死点位置？以构件3为主动件，机构是否会出现死点位置？画出机构的死点位置，并标明机构的主动件是哪一个构件。答：在图示机构中，当以构件1为主动件时，机构不会出现死点位置；当以构件3为主动件时，机构会出现死点位置。5.对周期性速度波动进行调节的原理和方法是什么？答：当等效力矩在一个周期内的变化规律确定后，ΔWmax为确定值，也即ΔEmax为确定值，若人为加大等号右侧的等效转动惯量Jv，则可减小的差值，从而可减小速度波动的幅值。调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加上一个转动惯量很大的回转件-飞轮。...6.设计一个铰链四杆机构，如图4－4所示。已知摇杆CD的长度，机架AD的长度，摇杆的一个极限位置与机架之间的夹角,构件AB单向匀速转动。试按下列情况确定构件AB和BC的杆长，以及摇杆的摆角。（1）程速比系数K=1;答：当行程速比系数K=1时，机构的极位夹角为,即机构没有急回特性，固定铰链点A应在活动铰链点C的两个极限位置C1、C2的连线上，从而可确定活动铰链点C的另一个极限位置。选定比例尺作图，如下图所示。直接由图中量取̅̅̅̅̅，̅̅̅̅̅，所以构件AB的长为̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅,构件BC的长为̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅,摇杆的摆角45°DAB1B2C2C17°70.8461.76（2）行程速比系数K=1.5。答：当行程速比系数K=1.5时，机构的极位夹角为即机构具有急回特性，过固定铰链点A作一条与已知直线̅̅̅̅̅成的直线再与活动铰链点C的轨迹圆相交，交点就是活动铰链点C的另一个极限位置。选定比例尺作图，如下图所示。45°DAC1C2'107°70.84169.8836°由图可知，有两个交点，即有两组解。直接由图中量取̅̅̅̅̅,̅̅̅̅̅,̅̅̅̅̅。故有解一：构件AB的长为：̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅构件BC的长为：̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅摇杆的摆角：解二：构件AB的长为：̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅构件BC的长为：̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅摇杆的摆角：机械原理B第4次作业(计完成题目数)一、主观题(共8道小题)1.机构是（有确定运动轨迹，有若干构件组合体叫机构）。2.机构的死点与机构的压力角/传动角的关系是什么？答：机构处于死点位置时，其传动角γ为0度，压力角α为90度。3.利用移动副的自锁条件推出：螺旋副中以轴向载荷Q为主动力时（即：反行程），螺旋副的自锁条件为式。答：如下图所示，当反程时，载荷Ｑ为主动力，Ｐ为阻力。由移动副自锁的条件，反程驱动力Q与接触面法线n-n的夹角必须小于或等于斜面与滑块之间的摩擦角，即4.刚性转子的静平衡和动平衡条件和方法分别是什么？1、当试件作旋转运动的零部件时，例如各种传动轴、主轴、风机、水泵叶轮、刀具、电动机和汽轮机的转子等，统称为回转体。在理想的情况下回转体旋转与不旋转时，对轴承产生的压力是一样的，这样的回转体是平衡的回转体。但工程中的各种回转体，由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差，甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素，使得回转体在旋转时，其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消，离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上，引起振动，产生了噪音，加速轴承磨损，缩短了机械寿命，严重时能造成破坏性事故。为此，必须对转子进行平衡，使其达到允许的平衡精度等级，或使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。2、转子动平衡和静平衡的区别：1）静平衡：在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。2）动平衡：在转子两个及以上校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡又称双面平衡。3、转子平衡的选择与确定1）如何选择转子的平衡方式，是一个关键问题。通常以试件的直径D与两校正面的距离b，即当D/b≥5时，试件只需做静平衡，相反，就必需做动平衡。2）然而据使用要求，只要满足于转子平衡后用途需要的前提下，能做静平衡的，就不要做动平衡，能做动平衡的，则不要做静动平衡。原因很简单，静平衡比动平衡容易做，省功、省力、省费用。5.机构具有确定运动的条件是什么?答：机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目就为机构的自由度。机构具有确定运动的条件就是机构的原动件数目等于机构自由度的数目F。当机构不满足这一条件时，如果原动件数目小于机构的自由度，则机构的运动不确定；若原动件数目大于机构的自由度，则导致机构的最薄弱环节破坏。6.当（极位夹角θ≠0°）时，一个机构具有急回运动特性。7.刚性冲击产生的原因是（加速度值过大产生刚性冲击）；而柔性冲击产生的原因是。8.补全图5－2所示不完整的从动件位移、速度和加速度线图，并判断哪些位置有刚性冲击，哪些位置有柔性冲击。答：根据关系式，，补全后的从动件位移、速度和加速度线图如上图所示。在运动的开始时点O，以及⁄、⁄、⁄处加速度有限突变，所以在这些位置有柔性冲击；在⁄和处速度有限突变，加速度无限突变，在理论上将会产生无穷大的惯性力，所以在这些位置有刚性冲击。