机械原理 ( 第3次 )

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1、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

2、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Repalce0X3.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

3、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h5.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

4、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

5、（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：2151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

6、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：清楚飞轮转动惯量计算公式评分标准：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－

7、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，可得自锁条件为α≤２φ。解法二根据反行程时生产阻力小于或等于零的条件来确定。根据楔块３的力多边形图（ｃ），由正弦定理得：Ｐ＝ＦＲ２３ｓｉｎ（α－２φ）／ｃｏｓφ若楔块不自动松脱，则应使Ｐ≤０，即得自锁条件为α≤２φ。解法三根据运动副的自锁条件确定。由于工件被夹紧后Ｐ力就被撤销，故楔块３的受力如图（ｂ）所示，楔块３就如同受到ＦＲ２３（此时为驱动力）作用而沿水平面移动的滑块。故只要ＦＲ２３作用在摩擦角φ之内，楔块