机械原理计算题知识分享

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-2P L-P h （2分）n=5 P L =7 P h=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-2P L-P h （2分）n=7 P L =9 P h=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）
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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-2P L -P h （2分）n=4 P L =4 P h =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-2P L -P h （2分）n=7 P L =10 P h =0 （3分） =3*7-2*10=1 （1
分）
机构具有确定运动 （1分）
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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-2P L -P h （2分）n=8 P L =11 P h =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======z z z z z z ，电动机的转速m in /14451r n =，
求带轮转速的大小和方向。

47.150
3842484258''''53164261'16-≈⨯⨯⨯⨯-='-==
z z z z z z n n i
min /98347
.11445''1616r i n n -≈-==
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其运动方向与1相反
7．如图，已知 z 1=6， z 2=z 2, =25， z 3=57， z 4=56，求i 14 ？
齿轮1-2-3组成一周转轮系，有：(n 1-n H )/(n 3-n H )= - z 3/z 1= - 57/6 齿轮1-2-2‘-4组成另一周转轮系，有：
(n 1-n H )/(n 4-n H )= - z 2z 4/z 1z ’2= - 56/6=-28/3 从图中得： n 3=0
联立求解得：i 14=n 1/n 4= - 588
8．轮系如下图： 已知：Z 1=30；Z 2=60；Z 2′=30；Z 4=90 ；求传动比i 1H 。

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对于定轴轮系1-2有：1
2212112z z n n i -===
ωω（2分） 对于行星轮系2′-3-4有：3
2434242z z z z i H H
H ⋅⋅-=--=
'''ωωωω（2分）
22'=ωω 04=ω（2分） 传动比H i 1=-8（4分）
9．一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。

已知z 1=18，z 2=36，模数
m =3，压力角α与齿顶高系数*
a h 为标准值，试求：
1) 该圆柱齿轮机构的传动比i 12
2) 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）
218
36
1212===
z z i
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b) 两轮的分度圆直径：（2分）
mm mz d 5418311=⨯== mm mz d 10836322=⨯==
齿顶圆直径：（2分）
mm m h z d a a 633)1218()2(*
11=⨯⨯+=+= mm m h z d a a 1173)1236()2(*22=⨯⨯+=+=
齿根圆直径：（2分）
mm m c h z d a f 5.463)25.021218()22(**
11=⨯⨯-⨯-=--= mm m c h z d a f 5.1003)25.021236()22(**22=⨯⨯-⨯-=--=
c) 两轮中心距：（2分）
mm d d a 812
10854221=+=+=
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。

AB 1C 1为死点位置。

压力角α如图。

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2．试设计一铰链四杆机构。

已知其摇杆CD 的长度mm l CD 75=，行程速度变化系数5.1=K ，机架AD 的长度mm l AD 100=。

︒=451ϕ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AB l 和连杆的长度BC l 。

解：
作图步骤： a) 极位夹角︒=+-⨯︒=+-⨯︒=
361
5.1)
15.1(1801)1(180K K θ
b) 作mm AD 100=
c) 作线段DC 1，并取线段DC 1=75mm ，使︒=∠451DA C d) 作线段AC 2，使︒=∠3621AC C e) 量得AC 1=70mm; AC 2=170mm f) 曲柄和连杆的长度AB l 、BC l 为
mm AC AC l AB 502
70
1702
1
2=-=
-=
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mm AC AC l BC 1202
70
1702
1
2=+=
+=
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︒=+-⨯︒=+-⨯︒=361
5.1)
15.1(1801)1(180K K θ
根据导杆机构的特性知：ϕθ=；其中ϕ为导杆的摆角
作图步骤： a) 作θϕ==∠mDn
b) 作mDn ∠的角平分线，在该线上取mm d l DA 100==（即机架长度） c) 过A 点作导杆任一极位的垂线AC 1（或AC 2），其即为曲柄，故
AC=mm d a 90.30)2/36sin(100)2/sin(=⨯==ϕ
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；
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精品文档
收集于网络，如有侵权请联系管理员删除 P 13由三心定理求得，见图。

P 24由三心定理求得，见图。

ω1/ω3=P 13P 34/P 13P 14
=4
P 12
P 34P 13。