重庆大学机械原理模拟题3套

模拟题一一.计算图示机构自由度，指明复合铰链，局部自由度，和虚约束所在；进行高副低代，然后拆分杆组，判断机构的级别。

（20分）二.在图示的机构中，已知各构件长度，原动件以等角速度w1=10 rad/s 逆时针转动，试用图解法求点D的速度。

（20分）三. 1.图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度l AB=25mm，l BC=55mm，l CD=40mm，l AD=50mm，试问：（15分）（1）该机构是否有曲柄，如有，请指出是哪个构件；（2）该机构是否有摇杆，如有，请指出是哪个构件；（3）该机构是否有整转副，如有，请指出是哪个转动副；2.设计一铰链四杆机构，如图所示，已知行程速比系数K=1，机架长L AD=100mm,曲柄长L AB=20mm,当曲柄与连杆共线,摇杆处于最远的极限位置时,曲柄与机架的夹角为30°,确定摇杆及连杆的长度。

（20分）四.图示机构的凸轮轮廓线由两段直线和两段圆弧组成。

（1）画出偏距圆；（2）画出理论廓线；（3）画出基圆；（4）画出当前位置的从动件位移s；（5）画出当前位置的凸轮机构压力角 ；（6）画出从动件升程h。

（7）凸轮的推程角φ，近休止角φs’，回程角φ’（20分）五.一对正常齿制标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i=2.5，中心距a=175mm，小齿轮齿数z1=20，压力角α=20°。

试计算模数m、大齿轮的几何尺寸基圆直径，齿顶圆直径和齿根圆直径。

（20分）六.图示轮系各轮的齿数已在括号中标注，已知主动轮1的转速为每分钟1转、主动轮4的转速为每分钟2转，转向如图所示。

试求输出构件H的转速和转向。

（20分）七.图示减速器，已知传动比i=z2/z1=3，作用在大齿轮上的阻力矩随大齿轮的转角φ2变化，其变化规律为：当0<=φ2<=120°时，阻力矩为M2=300N•m；当120°<=φ2<=360°时，阻力矩为M2=0，又已知小齿轮的转动惯量为J1，大齿轮的转动惯量为J2。

假设作用在小齿轮上的驱动力矩M1为常数，小齿轮为等效构件。

试求等效转动惯量J e，等效驱动力矩M d，等效阻力矩M r。

（15分）2模拟题二一.平面机构的机构分析（20分）1.计算图示系统自由度，并指明虚约束、复合铰链、局部自由度。

（8分）2.以AB 为原动件对图示机构进行结构分析，要求画出原动件、基本组，并指出机构的级别。

（8分）3.试对图示机构进行高副低代，要求画出替代机构。

（4分）二.平面机构的运动分析图所示连杆机构中给定各构件长度和w 1＝常数，试用相对运动图解法求杆5的角速度w 5，写出求解的速度矢量方程，作出速度多边形（20分）三.平面连杆机构及其设计（35分）1.如图所示，设已知四杆机构各构件的长度 a =240 mm；b =600 mm；c =400 mm；d=500mm，试回答下列问题：（15分）⑴当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？⑵若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？2.已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K=1.4、摇杆长度c=600mm、摇杆最大输出摆角φ=30°，机架长度d=300mm。

试用图解法设计该机构。

要求自选比例尺画出设计图（不得书写作图过程），写出极位夹角，曲柄长度a和连杆长度b的计算式和计算结果。

（20分）四.凸轮机构及其设计（20分）图示凸轮机构的凸轮为圆盘。

试画出理论廓线、基圆、偏距圆、从动件升程h、凸轮从当前位置逆时针转过120°时的机构压力角α和从动件位移s。

五.齿轮机构（20分）一对渐开线外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=4mm，压力角α=20°，齿数z1=20，z2=60，试求：（1）两个齿轮的分度圆直径d1，d2和齿顶圆直径d a1，d a2；（2）标准中心距a；（3）齿轮的基圆齿距p b；（4）重合度为多少；（5）实际中心距a’=163mm时的啮合角α’。

六.轮系（20分）图示轮系，已知：z1=20，z3=80，z4=z5=30，z6=90。

求z2和i16。

七.机械动力学（15分）如图所示，小带轮1通过皮带2驱动大带轮3，与大带轮3固联的小齿轮3′驱动大齿轮4。

已知小带轮直径d 1、大带轮直径d 3、各齿轮的齿数为z 3′、z 4、各构件绕其转动轴的转动惯量为J 1、J 3、J 4（忽略皮带的质量）、作用在构件4的生产阻力矩为M 4。

试求以构件1为等效构件的等效转动惯量和等效阻力矩。

2 13 456模拟题三一.平面机构的机构分析（20分）1.试计算图一示机构自由度，若有虚约束、复合铰链、局部自由度请指出。

（10分）2.试对图示机构进行高副低代，要求画出替代机构。

（4分）3.试对图示机构进行结构分析，要求画出原动件、基本组，并指出该机构的级别。

（6分）二.平面机构运动分析（20分）图所示的机构中，已知AB=BE=EC=EF=1/2CD ，AB ⊥BC ，BC ⊥EF ， BC ⊥CD ，w 1=常数，求构件5的角速度。

三.平面连杆机构及其设计（35分）1.已知铰链四杆运动链构件1、2、3、4的杆长分别为L1=100mm，L2=300mm，L3=300mm，L4=400mm。

（15分）(1)试通过计算说明有无整转副，如有，指明是哪个转动副；(2)若有整转副，以哪个构件为机架可构成双曲柄机构；以哪个构件为机架可构成曲柄摇杆机构；以哪个构件为机架可构成双摇杆机构。

2.已知曲柄滑块机构的行程速比系数K=1.25、滑块行程H=250mm、偏距e=50mm。

试用图解法设计该机构。

要求自选比例尺画出设计图（不写作图过程），写出极位夹角，曲柄长度a和连杆长度b的计算式和计算结果。

建议作图比例尺为L=0.01m/mm。

（20分）四.凸轮机构及其设计（20分）图所示为对心直动平底推杆盘形凸轮机构。

已知凸轮为一偏心圆盘，几何中心为O2 ，圆盘半径R=30mm，转动中心为O1，偏心距e=20mm，凸轮一等角速度ω顺时针方向转动。

试求：（1）画出基圆，偏距圆，并求出基圆半径；（2）画出从动件升程h、凸轮从当前位置的机构压力角α和从动件位移s。

五.齿轮机构（一对正常齿制外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知：传动比i=2，模数m=4mm，压力角α=20°。

（1）若按照标准中心距安装，a=120mm试确定：①两个齿轮的齿数z1，z2；②啮合角α；③节圆半径r1，r2；（2）若实际中心距为a’=125mm，两齿轮齿数不变，满足无齿侧间隙啮合条件，试求：①啮合角α’；②节圆半径r1’，r2’；六.轮系（20分）图示为某航空发动机的传动系统，已知 z1=35，z3=97，z3′=35，z5=97，试求传动比i15。

七.机械动力学（15分）图所示为某机械等效到主轴上到等效力矩M r在一个工作循环中到变化规律，设等效驱动力矩M d为常数，主轴平均转速n＝300r/min,等效转动惯量J＝25kg•m2。

试求：（1）等效驱动力矩M d；（2）最大盈亏功ΔW max；（3）运转速度不均匀系数[δ]=0.1时，安装在主轴上的飞轮转动惯量J F。

模拟题一一. F=3n－(2P L＋P H)－F’=3×7－(2×9＋1)－1=1E处滚子带入局部自由度，C处转动副为复合铰链。

高副低代：拆分杆组：原动件Ⅱ级杆组Ⅱ级杆组Ⅱ级杆组故该机构为Ⅱ级机构。

二.v F1=w1•l AF=10 l AF(m/s)v F3=v F2= v F1＋v F2F1D自选比例尺u三.1. l AB(25mm)+l BC(55mm)<l CD(40mm)+l AD(50mm)，故该四杆机构满足杆长条件；（1）有曲柄，杆AB是曲柄；（2）有摇杆，杆CD是摇杆；（3）有整转副，转动副A，B是整转副。

2.由K=1，得到θ=0°，及由AC1－AC2=2AB，自选比例尺作出机构简图：如图所示：在直角∆AmD中，可以求得Am=86.6mm，又C1C2=2AB，故mC1=mC2=10mm，故得到：BC=Am+mC1－AB1=86.6mm在∆ADC2中，AD=100mm，AC2=Am－mC2=76.6mm，∠DAC2=30°，故求得四.五.由题：以及z1=20故z2=50，m=5mm；由：d=mz，得到d2=mz2=250mm，d a2=d+2h a=260mm，d f2=d－2h f=237.5mm d b2=dcosα=235.0mm。

六.解：故n H=－1.599r/min。

故大小为1.599，方向与齿轮1相反。

七.解：模拟题二一.1. F=3n －(2P L ＋P H )－F ’ =3×9－(2×12＋1)－1 =1H 处滚子带入局部自由度，D 处转动副为复合铰链，E （R ）处与R （E ）处的移动副起重复约束作用，故R （E ）处移动副带入虚约束。

2.原动件 Ⅱ级杆组 Ⅲ级杆组3.高副低代：二. V B =w 1•l ABV D = V B ＋ V DB速度影像原理求得V C2。

V C2 =V C4 = V C5 ＋ V C4C5故求得V C5=pc5•uW5=V C5/FC自选比例尺u作速度多边形：三.1.解：a =240 mm；b =600 mm；c =400 mm；d=500mm，a+b<c+d；满足杆长条件；（1）取杆4为机架时，有曲柄；（2）取杆1为机架双曲柄机构，取杆3为机架为双摇杆机构。

2.由K=1.4，得到，自选比例尺u绘制出机构简图：其中∠C1DC2=φ=30°，计算曲柄长度AB=a•u，连杆长度BC=b•u。

四.五.（1）由：可得：d1=80mm，d2=240mm又h a*=1，可得：d a1=88mm，d a2=248mm（2）（3）（3）由：α’=α=20°可得：εa=1.52（4）由acosα=a’cosα’，a’=163mm，a=160mm，α=20°，得到α’=22.7°。

六.解：及n3=n4，故解得：i16=17；由同心条件得到：z1/2+z2=z3/2，故z2=30 七.解：模拟题三一.1. F=3n －(2P L ＋P H )－F ’ =3×8－(2×9＋3)－2 =1两滚子都带入带入局部自由度，A 处转动副为复合铰链，双转副杆EF 带入虚约束。

2.高副低代：3.杆组拆分：原动件 Ⅱ级杆组 Ⅲ级杆组 故该机构为Ⅲ级机构。

二. V B =w 1•l ABV C = V B ＋ V CB速度影像原理求得V E2。

FCV E2 =V E4 = V E5＋V E4E5自选比例尺u作速度多边形：故V5= V B=w1•l AB，故w5= V5/l EF= w1三.解：1.L1+L4<L2+L3，故满足杆长条件；（1）有整转副，整转副为转动副A，B；（2）以杆1为机架可以获得双曲柄机构，以杆2（4）为机架可以获得曲柄摇杆机构，以杆3为机架可以获得双摇杆机构。