2015年9月份考试作业机械原理第3次要点分析.doc

第3次作业一、填空题（本大题共20分，共 5 小题，每小题 4 分）1. 平面运动副的最大约束数为 ______ ，最小约束为 ______ ；空间运动副的最大自由度为 ______ ，最小自由度为 ______ 。2. 凸轮机构中，凸轮与从动件的接触处，是以点或线相接触，形成 ______ 副。3. 凸轮机构从动件采用等加速等减速运动规律运动时，将产生 ______ 冲击。4. 如果拆分杆组时，n=4，则低副数一定是 ______ 个。5. 可在四杆机构的基础上，用 ______ 的方法组成多杆机构。多杆机构常用以得到更加复杂多样的运动规律。可以 ______ 、改善 ______ 、实现运动规律可调、实现复杂的轨迹，使机构具有多个自由度等等。二、计算题（本大题共40分，共 5 小题，每小题 8 分）1. 在如图所示的轮系中,已知z1=15,z2=30,z3=40,z4=20,z5=135,求iAB=?2. 图示圆盘转子上有不平衡质量Repalce0X，且其方位如图所示，已知Repalce0X=30g,不平衡向径Repalce0X=10cm，又知转子角速度ω=100rad/s时，转轴O受反力Fi=50N.求（1）Repalce0X（2）若平衡向径Repalce0X=20cm,那么平衡质量Repalce0X 3. 某冲压机床，原动件功率P=8kW (常数)，其主轴转速n=1000r/min,冲头冲压工作时间t=3s,冲压时消耗功率P′ = 16kW（常数）。若允许不均匀度系数δ=0.1，且不计飞轮以外各件质量及转动惯量，试求安装在主轴上的飞轮转动惯量J和冲压床工作周期4. 在图示对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆，O为凸轮的几何中心，O1为凸轮的回转中心，直线AC与BD垂直，且Repalce0X=40mm，试计算：（1）该凸轮机构中C,D两点的压力角（2）该凸轮机构从动件的行程h 5. 图所示为一焊接用楔形夹具，利用这个夹具把要焊接的工件１和１′预先夹妥，以便焊接。图中２为夹具，３为楔块，若已知各接触面间的摩擦因数均为ｆ，试确定此夹具的自锁条件。三、作图题（本大题共40分，共 5 小题，每小题 8 分）1. 在摆动导杆机构中，构件1为主动件，3为从动件，试画出该机构的极位夹角θ。 2. 图示铰链四杆机构中，已知各铰链的摩擦圆，驱动力矩Repalce0X，阻力矩Repalce0X，试在图上画出下列约束反力的方向与作用线位置：Repalce0X (不计各构件的重力和惯性力） 3. 设计曲柄摇杆机构ＡＢＣＤ。已知摇杆ＣＤ 的长度ｌＣＤ ＝２９０ｍｍ，摇杆两极限位置间的夹角ψ＝３２°，行程速比系数Ｋ＝１．２５，连杆ＢＣ的长度ｌＢＣ ＝２６０ｍｍ。试求曲柄ＡＢ 的长度ｌＡＢ 和机架ＡＤ 的长度ｌＡＤ 。4. 设计一尖端偏置移动从动件盘形凸轮机构。已知从动件的运动规律 s ＝ s（φ）如图（a）所示，凸轮的基圆、回转方向及从动件的初始位置如图（b）所示，在图中的基圆圆周上已给出了12个等分点。5. 如图所示为按μL=0.001m/mm画的机构运动简图，滑块3为原动件，驱动力P=80N 。各转动副处的摩擦圆如图中所示，滑块与导路之间的摩擦角j=200。求在图示位置，构件AB上所能克服的阻力矩MQ的大小和方向。 答案：一、填空题（20分，共 5 题，每小题 4 分）1. 参考答案：2 1 5 1解题方案：最大约束数为2，最小约束为1评分标准：每空1分2. 参考答案：高解题方案：评分标准：3. 参考答案：柔性解题方案：评分标准：4. 参考答案：6解题方案：评分标准：5. 参考答案：添加杆组 ；增大行程；传力特性解题方案：评分标准：二、计算题（40分，共 5 题，每小题 8 分）1. 参考答案：解题方案：代入周转轮系传动比计算公式评分标准：2. 参考答案：解题方案：评分标准：3. 参考答案：解题方案：评分标准：4. 参考答案：解题方案：评分标准：5. 参考答案：解法一 根据反行程时η′≤０的条件来确定。反行程时（楔块３退出）取楔块３为分离体，其受工件１、１′和夹具２作用的总 反 力 ＦＲ１３ 和ＦＲ２３ 以及支持力Ｐ。各力方向如图（ａ），（ｂ）所示，根据楔块３的平 衡 条 件，作力矢量三角形如图（ｃ）所 示。 由正弦定理可得：ＦＲ２３ ＝Ｐｃｏｓφ／ｓｉｎ（α－２φ）。 当φ＝０时，ＦＲ２３０ ＝Ｐ／ｓｉｎα， 于是此机构反行程的效率为： η′＝ＦＲ２３０ＦＲ２３＝ｓｉｎ（α－２φ）ｃｏｓφｓｉｎφ令η′≤０，可得自锁