22春北理工《机械设计1》期末试卷(B卷)

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发表于 2022-3-10 08:43:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
《机械设计1》期末试卷(B卷)

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一、(12分)(1.) 计算图示机构的自由度。若有复合铰链、 局部自由度或虚约束,必须指出;(2.)画出该机构的低副替代机构。
(注:AB=CD 且相互平行)

一、解:
(1)  D 处 为 复 合 铰 链, 滚 子I处 为 局 部 自 由 度,E 或F、G 或H 为 虚 约 束, 滚子 两 侧 接 触 之 一 为 虚 约 束。
(2)去除虚 约 束 和 局 部  自 由 度 后


二、(本大题14分)在图示偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构中,凸轮为偏心圆盘,圆心为O,回转中心为A。当凸轮以逆时针方向等速回转时,试在图上画出:
(1)该凸轮基圆(半径用 r0 表示);  
(2)图示位置的凸轮转角 ;         
(3)图示位置时的从动件位移 s;     
(4)从动件在最低位置时的压力角 。

二、解:
图解过程如图所示。


三、(16分)如图示曲柄摇杆机构,已知 ,试确定
(1)摇杆3的最小长度 ;
(2)曲柄1等速转动时机构的行程速度变化系数K;
(3)曲柄1为主动时,机构的最小传动角 。
注:用 计算。


三、解

(1)70mm

(2)k=1.4358
(3)


四、( 16分 )已 知 机 构 的 尺 寸 和 位 置 如 图 所 示,  mm, 10 rad/s ,  试 求  点 的 速 度 、 加 速 度 。

四、(16分 )
解:

(1)求  
瞬 心  数    ,6 个 瞬 心 如 图 所示
   绝 对 瞬 心  在   处,  构 件2 瞬 时 平 动, 其 上 各 点 速 度 相 等
         m/s,// 。
(2)求
构 件2 瞬时平动,

    式中


   将 上 式 向  方 向 投 影 有      
         又  
                    
       , 方 向 由  指 向

五、(18分)一渐开线标准直齿圆柱齿轮和一标准直齿条标准安装并啮合传动,已知参数如下:齿轮齿数z=20 ,压力角α=200  , 模数 m=5 mm ,齿顶高系数   , 试求 :
(1) 齿轮以 200r/min的转速旋转时,齿条移动的线速度为多少m/s?
(2) 齿条外移 1 mm时齿轮的节圆半径和啮合角?
(3) 齿条外移1 mm时齿条顶线与啮合线的交点 到节点 P点的距离 ?
五、解:
(1)         (4分)
1.047m/s   
(2)  

(3)   
六、(16分)在 图 示 轮 系 中, 已 知 各 轮 齿 数  , , , , , 齿 轮1 转 速   r/min, 方 向 如 图。 试 求  大 小 及 方 向。

六、解:
(1)  在  差 动 轮 系  4、5、6、7、H  中
       ①  
(2)  在 定 轴 轮 系 1、2  中

      r/min   ( )  ②   
(3)  在 定 轴 轮 系1、3 中

    r/min    ( )     ③     
(4)  设   ( ) 为 正,  为 负, 以 式 ②、③ 代 入 式 ① 得

               r/min ( )        

七、( 题8分)单 缸 四 冲 程 发 动 机 近 似 的 等 效 输 出 转 矩  如 图 示。 主 轴 为 等 效 构 件, 其 平 均 转 速 , 等 效 阻 力 矩  为 常 数。 飞 轮 安 装 在 主 轴 上, 除 飞 轮 以 外 构 件 的 质 量 不 计。 试 求:
(1) 等 效 阻 力 矩  的 大 小 和 发 动 机 的 平 均 功 率 ;
(2) 稳 定 运 转 时  和  的 位 置;
(3) 最 大 盈 亏 功 ;
(4) 欲 使 运 转 速 度 不 均 匀 系 数 , 在 主 轴 上 安 装 的 飞 轮 的 转 动 惯 量 ;

七、解:
(1) Nm
平均功率 Nm/s  kW
(2)  位于  与 的交 点 , 斜线部分  的 方 程 为   
当 , 即  时,  
  发 生 在C 点, 即  处。
(3)  J
(4) kgm2
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