机械原理习题集.docx
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机构的结构分析 填充题及简答 1)平面运动副的最大约束数为 ,最小约束数为 。 2)平面机构中若引入一高副将带入 个约束,而引入一个低副将带入 个约束。 3)机构具有确定运动的条件是什么? 4)何谓复合铰链、局部自由度和虚约束?在计算机构自由度时应如何处理? 5)杆组具有什么特点?如何确定杆组的级别和机构的级别?选择不同的原动件对机构级别有无影响? 6) 何为“运动链”?具备什么条件,运动链才能具有运动的可能性?具备什么条件后才具有运动的确定性?具备什么条件,运动链才能成为机构? 7) 何为“机构的级别”?何为“I级机构”? 计算题 1)图1所示机构在组成上是否合理?指出其错误所在,并针对错误处更改局部运动副和构件,使之成为合理的机构。 图1 2)计算图2所示平面机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度和虚约束,在进行高副低代后,分析机构级别。 图2 3)计算图3所示机构的自由度,若有复合铰链、局部自由度或虚约束,应予以指出, 并进行高副低代,确定该机构的级别。 图3 4)试计算图4所示凸轮-连杆组合机构的自由度。 图4 5)在图5所示机构中,ABEF CD,试计算其自由度。 图5 6)试计算图6所示齿轮-连杆组合机构的自由度。 图6 7) 试确定图7所示机构的自由度;并将其中的高副换成低副,确定机构所含的杆组合机构的级别(当取凸轮为原动件时)。 图7 1、填充题及简答 1)平面运动副的最大约束数为 5 ,最小约束数为 1 。 2)平面机构中若引入一高副将带入 1 个约束,而引入一个低副将带入 2 个约束。 3)机构具有确定运动的条件. 1)机构自由度F ≥1 2)机构原动件的数目等于机构的自由度数目 4)何谓复合铰链、局部自由度和虚约束?在计算机构自由度时应如何处理? 相关知识 5)杆组具有什么特点?如何确定杆组的级别和机构的级别?选择不同的原动件对机构级别有无影响? 2、计算题 1). 解:该机构的自由度F=0,故机构不能运动。 改进措施:在E处增加一个自由度。 2)计算图2所示平面机构的自由度,指出复合铰链、局部自由度和虚约束,在进行高副低代后,分析机构级别。 图2 解:机构具有活动构件数为n=10, 低副个数PL=13,高副个数Ph=2,且D处是复合铰链,G处是局部自由度。所以机构的自由度是: F=3n-2PL-Ph-P'=3*10-2*13-2-1=1 3)试计算图3所示机构的自由度,若有复合铰链、局部自由度或虚约束,应予以指出,并进行高副低代,确定该机构的级别。 图3 解:该机构中有9个活动构件,低副12个,高副1个,其中B处是局部自由度,E处是符合铰链.机构的自由度是: F=3n-2PL-Ph-P'=3*9-(2*12+1)-1=1 4)试计算图4所示凸轮-连杆组合机构的自由度。 图4 解:由图4可知,B,E两处的滚子转动为局部自由度,即F'=2;而虚约束p'=0。机构中,n=7,PL=8(C、F处虽各有两处接触,但都各算一个移动副),Ph=2,于是由自由度计算公式得 F=3n-(2pl+ph-p')-F'=3×7-(2×8+2-0)-2=1 这里应注意:该机构在D处虽存在轨迹重合的问题,但由于D处相铰接的双滑块为一个Ⅱ级杆组,未引入约束,故机构不存在虚约束。 如果将相铰接的双滑块改为相固联的十字滑块时,则该机构就存在一个虚约束或变成含一个公共约束m=4的闭环机构了。 5)在图5所示机构中,ABEFCD,试计算其自由度 图5 解:由题意知,此平面机构ABCDEF具有特定的几何条件,故为平行四边形机构,由构件EF及转动副E、F引入的一个约束为虚约束;G处的滚子转动为局部自由度;C处为复合铰链;G及I处均为两构件在两处接触的高副,因过两接触线的公法线重合,故G、I处各只算一个高副。 解法1:如果去掉机构中虚约束和局部自由度,则n=6,Pl=7,pP=2,并由自由度计算公式得 : F=3n-2pl-ph=3×6-2×7-2=2 解法2:由机构简图知,n=8,pl=10,ph=2,p'=1,F'=1,由自由度计算公式得: F=3n-(2pl+ph-p')-F'=3×8-(2×10+2-1)-1=2 6)试计算图6所示齿轮-连杆组合机构的自由度。 图6 解:(1)由图6(a)知,n=5,pl=6(A,B处为复合铰链),ph=2,则 F=3n-2pl-ph=3×5-2×6-2=1 因该机构具有一个原动件,机构具有确定运动,故计算正确。 (2)如果按(1)的方法,则由图6(b)知,n=5,pl=5,ph=2,则 F=3n-2pl-ph=3×5-2×5-2=3 然而该机构实际自由度为1,那么,为什么会出现此计算错误呢?其原因是此机构中的两对齿轮副均提供了两个高副,即ph=4,则 F=3n-2pl-ph=3×5-2×5-4=1 参考文献 7)试确定图7(a)所示机构的自由度;并将其中的高副换成低副,确定机构所含的杆组合机构的级别(当取凸轮为原动件时)。 图7(a) 图7(b) 解:(1)计算机构的自由度。B处有局部自由度,G处为复合铰链,n=8,Pl=10,Ph=2,p'=0,F'=1,机构的自由度是: F=3n-(2pl+ph-p')-F'=3×8-(2×10+2-0)-1=1 (2)高副低代后,机构如图7(b)所示。 (3)确定机构的杆组及机构的级别。该机构是由原动件1、机架9、两个Ⅱ级杆组(2'-3和6-7)和一个Ⅲ级杆组(4-5-6-8)组成的,故该机构为Ⅲ级机构。 8) 计算图示机构的自由度,并在高副低代后,分析组成这次机构的基本杆组及杆组的级别 解:1.计算机构的自由度: F=3*4-2*5-1=12-10-1=1 2.高副低代入图红色所示: F=3*5-2*7=15-14=1 3.杆组分析: 9) 计算图示机构的自由度,并在高副低代后,分析组成这次机构的基本杆组及杆组的级别 解: 1.计算机构自由度: F =3*5-(2*5+2)-2 =15-(10+2)-2 =1 2.高副低代后右图所示 3.高副低代后的机构自由度:F=5*3-2*7=1 4.机构杆组分析 概念 1.当两构件组成转动副时,其相对速度瞬心在 处;组成移动副时,其瞬心在 处;组成滑动兼滚动的高副时,其瞬心在 处. 2.相对瞬心与绝对瞬心相同点是 ,而不同点是 . 3.速度影像的相似原理只能用于 两点,而不能用于机构 的各点. 4.速度瞬心可以定义为互相作平面相对运动的两构件上, 的点. 5.3个彼此作平面平行运动的构件共有 个速度瞬心,这几个瞬心必位于 .含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有 个,其中 个是绝对瞬心,有 个相对瞬心 1.当两构件组成转动副时,其相对速度瞬心在 转动副的圆心 处;组成移动副时,其瞬心在 垂直于移动导路的无穷远 处;组成滑动兼滚动的高副时,其瞬心在接触点两轮廓线的公法线上. 2.相对瞬心与绝对瞬心相同点是 都是两构件上相对速度为零,绝对速度相等的点 ,而不同点是 相对瞬心的绝对速度不为零,而绝对瞬心的绝对速度为零 . 3.速度影像的相似原理只能用于 同一构件上的 两点,而不能用于机构 不同构件上 的各点. 4.速度瞬心可以定义为互相作平面相对运动的两构件上,相对速度为零,绝对速度相等 的点. 5.3个彼此作平面平行运动的构件共有 3 个速度瞬心,这几个瞬心必位于 同一条直线上 .含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有 15 个,其中 5 个是绝对瞬心,有 9 个相对瞬心. 连杆机构 填充题 1)一对心曲柄滑块机构,若以滑块为机架,则将演化成 机构。 2)在图1所示铰链四杆机构中,若机构以AB杆为机架时,则为 机构;以BC杆为机架时,则为 机构;以CD杆为机架时,则为 机构;以AD杆为机架时,则为 机构。 3)在 条件下,曲柄滑块机构具有急回特性。 4)在曲柄摇杆机构中,当 和 两次共线位置时出现最小传动角。 5)机构的压力角是指 ,压力角愈大,则机构 效率 。 6)机构处于死点位置时,其传动角γ为 度 ,压力角α为 度。 7) 铰链四杆机构具有两个曲柄的条件是什么? 8)何为连杆机构的传动角γ?传动角大小对四杆机构的工作有何影响? 9)铰链四杆机构在死点位置时,推动力任意增大也不能使机构产生运动,这与机构的自锁现象是否相同?试加以说明? 10) 铰链四杆机构中,当最短杆和最长杆长度之和大于其它两杆长度之和时,只能获得 机构. 11) 在平面四杆机构中,能实现急回运动的机构有 , , . 12) 在摆动导杆机构中,导杆摆角等于30º,其行程速比系数K的值为 . 13) 在摆动导杆机构中,若以曲柄为原动件时,该机构的压力角为 度,其传动角为度. 14) 一对心曲柄滑块机构中,若改为以曲柄为机架,则将演化为 机构. 平面连杆机构及其设计>习题解答 1、填充题及简答 1)一对心曲柄滑块机构,若以滑块为机架,则将演化成 直动滑杆机构(定块机构,或移动导杆机构)机构。 2)在图1所示铰链四杆机构中,若机构以AB杆为机架时,则为 双曲柄 机构;以BC杆为机架时,则为 曲柄摇杆机构 机构;以CD杆为机架时,则为 双摇杆 机构;以AD杆为机架时,则为 曲柄摇杆 机构。 3)在 偏距e>0的条件下,曲柄滑块机构具有急回特性。 4)在曲柄摇杆机构中,当 曲柄 和 机架 两次共线位置时出现最小传动角。 5)机构的压力角是指 作用在从动件 上力的作用线方向与作用点速度方向之间的夹角 ,压力角愈大,则机构 的传力效应越差 。 6)机构处于死点位置时,其传动角γ为 0度,压力角α为 90度 。 7) 铰链四杆机构具有两个曲柄的条件是什么?参考 8)何为连杆机构的传动角γ?传动角大小对四杆机构的工作有何影响?参考 9)铰链四杆机构在死点位置时,推动力任意增大也不能使机构产生运动,这与机构的自锁现象是否相同?试加以说明?参考 10) 铰链四杆机构中,当最短杆和最长杆长度之和大于其它两杆长度之和时,只能获得 双摇杆 机构. 11) 在平面四杆机构中,能实现急回运动的机构有 曲柄摇杆机构, 偏置曲柄滑块机构 , 摆动导杆机构 . 12) 在摆动导杆机构中,导杆摆角等于30º,其行程速比系数K的值为 1.4 . 13) 在摆动导杆机构中,若以曲柄为原动件时,该机构的压力角为 0 度,其传动角为 90 度. 14) 一对心曲柄滑块机构中,若改为以曲柄为机架,则将演化为 转动导杆 机构. 凸轮机构 、填空题 1)凸轮机构从动件按余弦加速度规律运动时,在运动开始和终止的位置, 有突变,会产生 冲击。 2)根据从动件凸轮廓线保持接触方法的不同,凸轮机构可分为力封闭和几何形状封闭两大类型。写出两种几何形状封闭的凸轮机构 和 。 3)为了使凸轮廓面与从动件底面始终保持接触,可以利用 , ,或依靠凸轮上的 来实现。 4)凸轮机构的主要优点为 。主要缺点为 。 5)为减小凸轮机构的推程压力角,可将从动杆由对心改为偏置,正确的偏置方向是将从动杆偏在凸轮转动中心的 侧。 6)凸轮机构的从动件按等加速等减速运动规律运动,在运动过程中, 将发生突变,从而引起 冲击。 7)当凸轮机构的最大压力角超过许用压力角时,可采取以下措施来减小压力角 。 8)凸轮基圆半径是从 到 的最短距离。 9)平底垂直于导路的直动杆盘形凸轮机构,其压力角等于 。 10)在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中, 运动规律有刚性冲击; 运动规律有柔性冲击; 运动规律无冲击。 11)凸轮机构推杆运动规律的选择原则为 。 12)设计滚子推杆盘形凸轮机构凸轮廓线时,若发现工作廓线有变尖现象时,则尺寸参数上应采取的措施是 。 选择题及简答 1)滚子从动件盘形凸轮的理论廓线和实际廓线之间的关系为() a)两条廓线相似 b)两条廓线相同 c)两条廓线之间的径向距离相等 d)两条廓线之间的法向距离相等 2)何谓凸轮机构的压力角?其在凸轮机构的设计中有何重要意义?一般是怎样处理的? 3)设计直动推杆盘形凸轮机构时,在推杆运动规律不变的条件下,要减小推程压力角,可采用哪两种措施? 4)图1中两图均为工作廓线为圆的偏心凸轮机构,试分别指出它们的理论廓线是圆还是非圆,运动规律是否相同。 计算题 1、如图2所示为凸轮机构推杆的速度曲线,它有四段直线组成。要求:在题图上画出推杆的位移曲线、加速度曲线;判断哪几个位置有冲击存在,是刚性冲击还是柔性冲击;在图示的F位置,凸轮与推杆之间有无惯性力作用,有无冲击存在。 2、在图3(a)所示的直动滚子推杆盘形凸轮机构中,已知推程期的推杆运动规律线图如图3(b)、(c)所示。凸轮实际轮廓的最小半径为rmin=30mm,滚子半径为rr=12mm,偏距e=14mm。试求: (1)凸轮的基圆半径r0的值。 (2)取长度比例尺μl =1mm/mm,作图求解当凸轮转角为90º时,所对应的以下各项: ①凸轮理论廓线的对应点; ②确定实际廓线的对应点; ③凸轮与推杆的速度瞬心位置; ④画出该位置所对应的压力角。 图3 3、在直动尖顶推杆盘形凸轮机构中,图题4所示推杆的运动规律尚不完全,试在图上补全各段的s-δ,v-δ,a-δ曲线,并指出哪些位置有刚性冲击,哪些位置有柔性冲击。 图4 4、图5中给出了某直动杆盘形凸轮机构的推杆的速度线图。要求: (1)定性地画出其加速度和位移线图; (2)说明此种运动规律的名称及特点(v,a的大小及冲击的性质); (3)说明此种运动规律的适用场合。 图5 5、用作图法作出一平底摆动推杆盘形凸轮机构的凸轮实际廓线,有关机构尺寸及推杆运动线图如图6所示。只需画出凸轮转角180º 范围内的轮廓线,不必写步骤,但需保留作图辅助线。 图 6 6、欲设计一图题7所示直动杆盘形凸轮,要求在凸轮转角为0 º~90º时,推杆以余弦加速度规律上升h=20mm,且取r0=25mm,e=10mm,r=5mm。试作: (1)选定凸轮转向ω1,并简要说明选定的原因; (2)用反转法绘出当凸轮转角δ=0º~90º时凸轮的工作廓线(画图的分度要求≤15º)。 (3)在图上标注出δ=45º时轮廓的压力角α。 7、图8所示的两种凸轮机构均为偏心圆盘。圆心为O,半径为R=30mm,偏心距lOA=10mm,偏距e=10mm。试求: (1)这两种凸轮机构推杆的行程h和凸轮的基圆半径r0; (2)这两种凸轮机构的最大压力角αmax的数值及发生的位置(均在图上标出)。 8、如图9所示,已知一偏心圆盘R=40mm,滚子半径r=10mm,lOA=a=90mm,lAB=l=70mm,转轴O到圆盘中心C的距离lOC=20mm,圆盘逆时针转动。 (1)标出凸轮机构在图示位置时的压力角α,画出基圆,求基圆半径r0。 (2)作出推杆由最下位置摆动到图示位置时,推杆摆过的角度ψ及相应的凸轮转角δ。 填充题 1)凸轮机构从动件按余弦加速度规律运动时,在运动开始和终止的位置,加速度有突变,会产生柔性冲击。 2)根据从动件凸轮廓线保持接触方法的不同,凸轮机构可分为力封闭和几何形状封闭两大类型。写出两种几何形状封闭的凸轮机构槽道凸轮和等径凸轮。 3)为了使凸轮廓面与从动件底面始终保持接触,可以利用 从动件自身的重力 , 弹簧力 ,或依靠凸轮上的 几何形状 来实现。 4)凸轮机构的主要优点为只要适当地设计出凸轮廓线,就可以是从动件可以各种预期的运动规律 。主要缺点为 从动件与凸轮之间是高副(点接触、线接触),易磨损,所以凸轮机构多用在传力不大的场合 。 5)为减小凸轮机构的推程压力角,可将从动杆由对心改为偏置,正确的偏置方向是将从动杆偏在凸轮转动中心的 正偏置 侧。 6)凸轮机构的从动件按等加速等减速运动规律运动,在运动过程中, 加速度 将发生突变,从而引起 柔性 冲击。参考 7)当凸轮机构的最大压力角超过许用压力角时,可采取以下措施来减小压力角 增大基圆半径、改变偏置方向 。 8)凸轮基圆半径是从 凸轮转动中心 到 理论廓线 的最短距离。 9)平底垂直于导路的直动杆盘形凸轮机构,其压力角等于 0 。 10)在凸轮机构推杆的四种常用运动规律中, 等速运动 运动规律有刚性冲击; 等加速等减速、余弦加速度 运动规律有柔性冲击; 正弦加速度 运动规律无冲击。 11)凸轮机构推杆运动规律的选择原则为 首先要满足机器的工作要求,同时还应使机器具有良好的动力特性和使所设计的凸轮便于加工。 12)设计滚子推杆盘形凸轮机构凸轮廓线时,若发现工作廓线有变尖现象时,则尺寸参数上应采取的措施是 适当增大基圆半径或适当减小滚子半径 。 2、选择题及简答 1)滚子从动件盘形凸轮的理论廓线和实际廓线之间的关系为(d) a)两条廓线相似 b)两条廓线相同 c)两条廓线之间的径向距离相等 d)两条廓线之间的法向距离相等 2)何谓凸轮机构的压力角?其在凸轮机构的设计中有何重要意义?一般是怎样处理的? 参考 3)设计直动推杆盘形凸轮机构时,在推杆运动规律不变的条件下,要减小推程压力角,可采用哪两种措施? 措施1、将对心只动从动件改为偏置只动从动件 措施2、增大凸轮基圆半径 4)在图1中两图均为工作廓线为圆的偏心凸轮机构,试分别指出它们的理论廓线是圆还是非圆,运动规律是否相同。 左面凸轮的理论廓线是圆,右面凸轮的理论廓线是非圆.它们的运动规律不相同. 3、计算题 1)如右图2(a)所示为凸轮机构推杆的速度曲线,它有四段直线组成。 要求:在题图上画出推杆的位移曲线、加速度曲线;判断哪几个位置有冲击存在,是刚性冲击还是柔性冲击;在图示的F位置,凸轮与推杆之间有无惯性力作用,有无冲击存在。 解:由图2(a)所示推杆的速度曲线可知: 在OA段内(0≤δ≤π/2),因推杆的速度v=0,故此段为推杆的近休段,推杆的位移及加速度均为零,即s=0,a=0,如图2(b)及(c)所示。 在AD段内(π/2≤δ≤3π/2),因v>0,故为推杆的推程段。且在AB段内,因速度线图为上升的斜直线,故推杆先等加速上升,位移曲线为抛物线运动曲线,而加速度曲线为正的水平直线段;在BC段内,速度线图为水平直线段,故推杆继续等速上升,位移线图为上升的斜直线,而加速度曲线为与δ轴重合的线段;在CD段内,速度线图为下降的斜直线,故推杆继续等减速上升,位移曲线为抛物线运动曲线,而加速度曲线为负的水平线段。作出推杆推程段的速度v及加速度a线图,如图2(b)及(c)所示。 在DE段内(3π/2≤δ≤2π),因v<0,故为推杆的回程段,且速度曲线为水平线段,推杆作等速下降运动。其位移曲线为下降的斜直线,而加速度曲线为与δ轴重合,且在D和E处其及加速度分别为负无穷大和正无穷大,如图2(b)及(c)所示。 由推杆速度曲线(图2(b))和加速度曲线(图2(c))知,在D及E处,与速度突变,且在相应的加速度线图上分别为负无穷大和正无穷大。故在凸轮机构D和E处有刚性冲击。在加速度线图上A",B",C"及D"处有加速度值的有限突变,因此,在这几处凸轮机构有柔性冲击。 在F处有正的加速度值,故有惯性力,但既无速度突变,又无加速度突变,因此,F处无冲击存在。 2)在图3(a)所示的直动滚子推杆盘形凸轮机构中,已知推程期的推杆运动规律线图如图3(b)、(c)所示。凸轮实际轮廓的最小半径为rmin=30mm,滚子半径为rr=12mm,偏距e=14mm。试求: (1)凸轮的基圆半径r0的值。 (2)取长度比例尺μl =2mm/mm,作图求解当凸轮转角为90º时,所对应的以下各项: ①确定理论廓线的对应点; ②确定实际廓线的对应点; ③画出该位置所对应的压力角。 ④凸轮与推杆的速度瞬心位置; 解:(1)凸轮的基圆半径为r0=rmin+rr=30+12=42mm。 (2)取长度比例尺μl =2mm/mm,作原凸轮机构的位置图,如图3(a)所示,然后再求作当凸轮转过δ=90º时对应的以下各项: ① 以O为圆心分别以偏距e和基圆半径r0为半径作偏距圆和基圆,再过实际廓线推程段的起始点B'0作推杆的导路位置线B'0K0与偏距圆相切,且与基圆交于点B0,即得推杆滚子中心的初始位置。 根据反转法原理,推杆由B0K0位置沿-ω方向反转δ=90º角,可在基圆上确定出C点,过C点作偏距圆的切线CK即得推杆在此位置的导路位置线,在KC延长线上取BC=s=21.875mmm,求得B点,即为凸轮转过90º时理论廓线上所求的对应点。 ②过B作凸轮理论廓线的法线nn,其与滚子的交点B',即为凸轮实际廓线上的对应点。 ③凸轮理论廓线B点的法线与过凸轮轴心O所作垂直于推杆导路方向线交于点P,即为凸轮与推杆的相对瞬心位置。 ④B点处凸轮廓线的法线nn与过B点的推杆导路方向线所夹的锐角α即为所求的凸轮机构的压力角。 3)在直动尖顶推杆盘形凸轮机构中,图4所示推杆的运动规律尚不完全,试在图上补全各段的s-δ,v-δ,a-δ曲线,并指出哪些位置有刚性冲击,哪些位置有柔性冲击。 图4 4)图5中给出了某直动杆盘形凸轮机构的推杆的速度线图。要求: (1)定性地画出其加速度和位移线图; (2)说明此种运动规律的名称及特点(v,a的大小及冲击的性质); (3)说明此种运动规律的适用场合。 参考 图5 5)用作图法作出一平底摆动推杆盘形凸轮机构的凸轮实际廓线,有关机构尺寸及推杆运动线图如图题6所示。只需画出凸轮转角180º范围内的轮廓线,不必写步骤,但需保留作图辅助线。 图6 6)欲设计一图题7所示直动杆盘形凸轮,要求在凸轮转角为0º~90º时,推杆以余弦加速度规律上升h=20mm,且取r0=25mm,e=10mm,r=5mm。试作: (1)选定凸轮转向ω1,并简要说明选定的原因; (2)用反转法绘出当凸轮转角δ=0º~90º时凸轮的工作廓线(画图的分度要求≤15º)。 (3)在图上标注出δ=45º时轮廓的压力角α。 7)图8所示的两种凸轮机构均为偏心圆盘。圆心为O,半径为R=30mm,偏心距lOA=10mm,偏距e=10mm。试求: (1)这两种凸轮机构推杆的行程h和凸轮的基圆半径r0; (2)这两种凸轮机构的最大压力角αmax的数值及发生的位置(均在图上标出)。 8)如图9所示,已知一偏心圆盘R=40mm,滚子半径r=10mm,lOA=a=90mm,lAB=l=70mm,转轴O到圆盘中心C的距离lOC=20mm,圆盘逆时针转动。 (1)标出凸轮机构在图示位置时的压力角α,画出基圆,求基圆半径r0。 (2)作出推杆由最下位置摆动到图示位置时,推杆摆过的角度ψ及相应的凸轮转角δ。 机械的摩擦与效率 填空题 1、移动副的自锁条件是 ; 转动副的自锁条件是 ; 螺旋副的自锁条件是 。 2、机械传动中,V带比平带应用广泛,从摩擦的角度来看,主要原因是 。 3、普通螺纹的摩擦 矩形螺纹的摩擦,因此,前者多用于 (传动、紧固联接)。 4、从效率的观点来看,机械的自锁条件是 ,对于反行程自锁机构,其正行程的机械效率一般小于 。 5、由若干机器并联构成的机组中,若其单机效率各不相同,其最高、最低效率分别为ηmax,ηmin,则机组的效率η为 。 (A)η<ηmin (B)η≥ηmax (C)ηmin≤η≤ηmax (D)ηmin>η>ηmax 6、影响当量摩擦系数的因素有 。 计算题 1、如图所示由A、B、C、D四台机器构成的机械系统,设各单机效率分别为ηA,ηB,ηC,ηD,机器B、D的输出功率分别为NB,ND (1)该机械系统是串联,并联还是混联? (2)写出该系统输入总功率N的计算式。 题 1 题 2 2、在如图所示的曲柄滑块机构中,已知各构件尺寸、作用在滑块上的水平驱动力F、各转动副处摩擦圆(图中用虚线表示)及移动副的摩擦角φ,不计各构件的惯性力和重力,试作出各构件的受力分析。 3、图示楔块夹紧机构,各摩擦面的摩擦系数为f,正行程时Q为阻抗力,P为驱动力。试求: (1)反行程自锁时α角应满足什么条件? (2)该机构正行程的机械效率η。 题 3 题 4 4、如图所示为由齿轮机构组成的双路传动,已知两路输出功率相同,锥齿轮传动效率η1=0.97,圆柱齿轮传动效率η2=0.98,轴承摩擦不计,试计算该传动装置的总效率η。 机械的摩擦与效率 >习题答案 填空题 1、移动副的自所条件是 β<φ ; 转动副的自所条件是 α≤ρ ; 螺旋副的自所条件是 λ≤φ 。 2、机械传动中,V带比平带应用广泛,从摩擦的角度来看,主要原因是 V带为槽面摩擦,fv大 。 3、普通螺纹的摩擦 大于 矩形螺纹的摩擦,因此,前者多用于 紧固联接 (传动、紧固联接)。 4、由若干机器并联构成的机组中,若其单机效率各不相同,其最高、最低效率分别为ηmax,ηmin,则机组的效率η为 (D) 。 (A)η<ηmin (B)η≥ηmax (C)ηmin≤η≤ηmax (D)ηmin>η>ηmax 5、影响当量摩擦系数的因素有 接触面间的摩擦系数f和接触面的几何形状 。 计算题 1、如图所示由A、B、C、D四台机器构成的机械系统,设各单机效率分别为ηA,ηB,ηC,ηD,机器B、D的输出功率分别为NB,ND (1)该机械系统是串联,并联还是混联? 混联 (2)写出该系统输入总功率N的计算式。 2、在如图所示的曲柄滑块机构中,已知各构件尺寸、作用在滑块上的水平驱动力F、各转动副处摩擦圆(图中用虚线表示)及移动副的摩擦角φ,不计各构件的惯性力和重力,试作出各构件的受力分析。 题 2 3、图示楔块夹紧机构,各摩擦面的摩擦系数为f,正行程时Q为阻抗力,P为驱动力。试求: (1)反行程自锁时α角应满足什么条件?(α≤2φ) (2)该机构正行程的机械效率η。 4、如图所示为由齿轮机构组成的双路传动,已知两路输出功率相同,锥齿轮传动效率η1=0.97,圆柱齿轮传动效率η2=0.98,轴承摩擦不计,试计算该传动装置的总效率η。 解:η=0.9506 机械的平衡 概念题 1、机械平衡的目的? 2、什么叫静平衡?什么叫动平衡?各需几个平衡基面? 3、刚性转子静平衡的力学条件是 ;动平衡的力学条件是 。 4、图1所示的两个转子,已知m1r1=m2r2,转子(a)是_____不平衡的;转子(b)是_____不平衡的。 图 1 5、图2(a)、(b)、(c)中,s为总质心,图______中的转子具有静不平衡;图______中的转子具有动不平衡。 计算题 1、如图所示曲轴上,四个曲拐位于同一平面内,若质径积m1r1=m2r2=m3r3=m4r4,l1=l2=l3,试判断该曲轴是否符合动平衡条件?为什么? 题 1 2、高速水泵的凸轮轴系由三个互相错开120º的偏心轮组成,每一偏心轮的质量为m,其偏心距为r,设在平衡平面A和B上个装一个平衡质量mA和mB,其回转半径为2r,其他尺寸如图所示。试求mA和mB的大小和方位(可用图解法)。 题 2 3、如图所示为一钢质圆盘。盘厚δ=20mm,在向径r1=100mm处有一直径d=50mm的通孔,向径r2=200mm处有一重量为2N的重块,为使圆盘满足静平衡条件,拟在向径r=200的圆周上再钻一通孔,试求次通孔的直径和方位(钢的重度γ=7.6×10-5N/mm3)。 题 3 1、机械平衡的目的?参考 2、什么叫静平衡?参考 什么叫动平衡?参考 各需几个平衡基面? 静平衡只需一个平衡面,而动平衡则需要两个平衡面.所以静平衡又叫Single-plane balance,而动平衡又叫two-plan balance. 3、刚性转子静平衡的力学条件是 不平衡惯性力的矢量和为零 ;动平衡的力学条件是 1)其惯性力的矢量和等于零,即∑P=0 ;(2)其惯性力矩的矢量和也等于零,即∑M=0 4、图1所示的两个转子,已知m1r1=m2r2,转子(a)是 静 不平衡的;转子(b)是 动 不平衡的。 图 1 5、图2(a)、(b)、(c)中,s为总质心,图 a),b) 中的转子具有静不平衡;图 c) 中的转子具有动不平衡。 齿轮机构及其设计 填空题 1.渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是: 。 2.一对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是 。 3.蜗杆蜗轮传动的正确啮合条件是 。 4.标准渐开线直齿圆锥齿轮的标准模数和压力角定义在 端。 5.一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时,两轮的 圆总是相切并相互作纯滚动的,而两轮的中心距不一定总等于两轮的 圆半径之和。 6.共轭齿廓是指一对 的齿廓。 7.用齿条刀具加工标准齿轮时,齿轮分度圆与齿条中线 ,加工变位齿轮时,中线与分度圆 。被加工的齿轮与吃条刀具相"啮合"时,齿轮节圆与分度圆 。 8.有两个模数、压力角、齿顶高系数及齿数相等的直齿圆柱齿轮,一个为标准齿轮1,另一个为正变位齿轮2,试比较这两个齿轮的下列尺寸 ,哪一个较大、较小或相等:db1 db2;da1 da2;d1 d2;df1 df2;sa1 sa2;s1 s2。 9.标准齿轮除模数和压力角为标准值外,还应当满足的条件是 。 10.斜齿轮在 上具有标准模数和标准压力角。 11.若两轴夹角为90度的渐开线直齿圆锥齿轮的齿数为Z1=25, Z2=40,则两轮的分度圆锥角α1= α2= 。 12. 一对直齿圆锥齿轮传动时的分度圆锥角应根据 和 来决定。 13. 如图所示两对蜗杆传动中,(a)图蜗轮的转向为 ;(b)图蜗杆的螺旋方向为 。 14.用标准齿条型刀具加工标准齿轮时,其刀具的 线与轮坯 圆之间做纯滚动;加工变位齿轮时,其刀具的 线与轮坯的 圆之间作纯滚动。 选择题 1.一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中,一对齿廓上的接触线长度是 变化的。 A) 由小到大逐渐变化 B) 由大到小逐渐变化 C) 由小到大再到小逐渐变化 D) 始终保持定值 2. 蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋方向一定 。 (A)相同 (B)不同 3.一对渐开线齿轮啮合时,啮合点处两者的压力角 ,而在节点啮合时则 。 A)一定相等 B)一定不相等 C)一般不相等 计算题 1. 有两个m=3mm,=20度,ha*=1,c*=0.25的标准齿条,其中线间的距离为52mm,现在欲设计一个齿轮同时带动两齿条,但需作无侧隙传动,而齿轮的轴心O1在两齿条中线间距的中点上,见右图,试问: 1)齿轮是否为标准齿轮? 试确定- 配套讲稿:
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