机械原理计算题

五.计算题(每小题10分,共20分)1．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。C处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分）自由度:F=3n-2PL-Ph（2分）n=5PL=7Ph=0（3分）=3*5-2*7-0=1（1分）机构具有确定运动（1分）2．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。C处是复合铰链；F是局部自由度；E、E′互为虚约束；（3分）自由度:F=3n-2PL-Ph（2分）n=7PL=9Ph=1（1分）=3*7-2*9-1=2（1分）机构具有确定运动（1分）有确定的运动（2分）3．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。无复合铰链和虚约束；有局部自由度；（3分）自由度:F=3n-2PL-Ph（2分）n=4PL=4Ph=2（3分）=3*4-2*4-2=2（1分）有确定的运动（1分）4．计算下图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。E处是复合铰链；无局部自由度和虚约束；（3分）自由度:F=3n-2PL-Ph（2分）n=7PL=10Ph=0（3分）=3*7-2*10=1（1分）机构具有确定运动（1分）5．计算图示机构的自由度，指出复合铰链、局部自由度和虚约束，并判断机构是否具有确定运动。机构有复合铰链、局部自由度、虚约束；（3分）自由度:F=3n-2PL-Ph（2分）n=8PL=11Ph=1（3分）F=3*8-2*11-1=1（1分）机构具有确定运动（1分）6．在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a使齿轮3’和4’啮合。又移动双联齿轮b使齿轮5’和6’啮合。已知各轮的齿数为48',50',42',38',58,42654321zzzzzz，电动机的转速min/14451rn，求带轮转速的大小和方向。47.1503842484258''''53164261'16zzzzzznnimin/98347.11445''1616rinn其运动方向与1相反7．如图，已知z1=6，z2=z2,=25，z3=57，z4=56，求i14？齿轮1-2-3组成一周转轮系，有：(n1-nH)/(n3-nH)=-z3/z1=-57/6齿轮1-2-2‘-4组成另一周转轮系，有：(n1-nH)/(n4-nH)=-z2z4/z1z’2=-56/6=-28/3从图中得：n3=0联立求解得：i14=n1/n4=-5888．轮系如下图：已知：Z1=30；Z2=60；Z2′=30；Z4=90；求传动比i1H。对于定轴轮系1-2有：12212112zznni（2分）对于行星轮系2′-3-4有：32434242zzzziHHH（2分）2204（2分）传动比Hi1=-8（4分）9．一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。已知z1=18，z2=36，模数m=3，压力角α与齿顶高系数*ah为标准值，试求：1)该圆柱齿轮机构的传动比i122)两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径3)求两轮的中心距a)该圆柱齿轮机构的传动比（2分）218361212zzib)两轮的分度圆直径：（2分）mmmzd5418311mmmzd10836322齿顶圆直径：（2分）mmmhzdaa633)1218()2(*11mmmhzdaa1173)1236()2(*22齿根圆直径：（2分）mmmchzdaf5.463)25.021218()22(**11mmmchzdaf5.1003)25.021236()22(**22c)两轮中心距：（2分）mmdda81210854221六.分综合分析题(本题10分)1．请在图中画出一个死点位置、最小传动角的位置以及图示位置的压力角。作图：AB处于垂直位置时存在最小传动角。AB1C1为死点位置。压力角α如图。AB1C1BCC2B2min2．试设计一铰链四杆机构。已知其摇杆CD的长度mmlCD75，行程速度变化系数5.1K，机架AD的长度mmlAD100。451是摇杆CD的一个极限位置与机架AD间较小的一个夹角。试用图解法求曲柄的长度ABl和连杆的长度BCl。解：作图步骤：a)极位夹角3615.1)15.1(1801)1(180KKb)作mmAD100c)作线段DC1，并取线段DC1=75mm，使451DACd)作线段AC2，使3621ACCe)量得AC1=70mm;AC2=170mmf)曲柄和连杆的长度ABl、BCl为mmACAClAB50270170212mmACAClBC1202701702123．设计一导杆机构，已知机架长度100mm，行程速比系数K=1.5。（要求保留作图轨迹，以及必要的文字说明。）导杆机构的极位夹角3615.1)15.1(1801)1(180KK根据导杆机构的特性知：；其中为导杆的摆角作图步骤：a)作mDnb)作mDn的角平分线，在该线上取mmdlDA100（即机架长度）c)过A点作导杆任一极位的垂线AC1（或AC2），其即为曲柄，故AC=mmda90.30)2/36sin(100)2/sin(4.分析图示机构，求机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。点为P12；点为P23；点为P34；点为P14；P13由三心定理求得，见图。P24由三心定理求得，见图。ω1/ω3=P13P34/P13P14=44132P12P14P34P23P13P24