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一、简答题

1． 棘轮机构除常用来实现间歇运动的功能外，还常用来实现什么功能？

【答案】棘轮机构除了常用的间歇送进功能外，其它主要功能有：制动、转位分度、超越离合。

2． 在图所示的曲柄滑块机构中, 已知各构件的尺寸为1AB=100mm, 1BC=400mm; 连杆2的质量m2=12kg, 质心在S2处, 1BS2=400/3mm; 滑块3的质量m3=20kg, 质心在C 点处；曲柄1的质心与A 点重合。今欲利用平衡质量法对该机构进行平衡, 试问若对机构进行完全平衡和只平衡掉滑块3处往复惯性力的50%的部分平衡, 各需加多大的平衡质

量

) ？

,

和

(

取

图

【答案】(1)完全平衡 加在连杆

和曲柄

上的平衡质量分别为:

(2)部分平衡, 只需在曲柄

处加一个平衡质量

处加的平衡质量由平衡离心惯性力的平衡质量

成, 其中:

1

则加在曲柄延长线

上的平衡质量:

和平衡50%王府惯性力的平衡质量

组

将连杆2的质量用集中于B 、C 的质量代换得:

3． 棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构及凸轮式间歇运动机构均能使执行构件获得间歇运动，试从各自的工作特点、运动及动力性能分析它们各自的适用场合。

【答案】(1)棘轮机构

特点：结构简单，制造方便，运动可靠，棘轮轴每次转过角度的大小可以在较大的范围内调节，但是工作时有较大的冲击和噪声；运动精度差；因此适用于速度较低和载荷不大的场合。

(2)槽轮机构

特点：结构简单，外形尺寸小，机械效率高，能较平稳地、间歇地进行转位，但传动中存在柔性冲击；因此适用于中速场合。

(3)不完全齿轮机构

特点：结构简单，容易制造，工作可靠，设计时从动轮的运动时间和静止时间的比例可以在较大范围内变化，但有较大冲击；故适用于低速、轻载的场合。

(4)凸轮式间歇运动机构

特点：结构紧凑、运转可靠、传动平稳，转盘可以实现任意的运动规律，并能适用于高速转动，但加工精度要求高，安装调整较困难；适用于高速高精度的场合。

4． 何谓最小阻力定律? 试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。

【答案】如果机构的原动件数目小于机构的自由度，机构的运动将不完全确定。这时机构的运动遵循最小阻力定律，即优先沿阻力最小的方向运动。例如，空调水系统冷热水循环泵的变转速运行即运用了最小阻力控制，它是根据空调冷热水循环系统中各空调设备的调节阀开度，控制冷热水循环泵的转速，使这些调节阀中至少有一个处于全开状态。

二、分析计算题

5． 如图(a)所示的钻探机构中已知各杆长度度为选) 。

, 设杆2的角速度为

和加速度

(逆时针) , 角加速

(比例尺任

(逆时针) , 求杆1与机架的夹角为时C 和D 的速虔

(a)

(b)

图

【答案】取比例尺从作出机构运动简图如图(a)所示。 (1)速度分析。

的转向可知是由右下方指向左上方。

和

的大小均未知, 因而

和

的方向

, 再在C 点和b 点分别作

其中取速度比例尺难以接着添加代表线点, 则

, 其方向垂直于BC , 并根据的矢量

作上式的速度图, 由极点p 引出的两个绝对速度

, 可先作出矢量巧表示

和, 这两条直线的交点即为速度图的极点如图(b)所示。再根据速度影像原理在图(b)上求出d

(2)加速度分析。

由于从极点

引出的两个绝对加速度

, 再作

和

和

的大小均未知, 作图困难, 可以由的方向线

, 如图(d)所示。

,, 如图(c)

镶

点先引出

的方向线, 得点, 再由点作

的方向线和

由于加速度方程中的

所示。现在在图(d)中, 设法在嵌进去.

使

理求出

点落在点, 由图可得

的大小和方向均是已知的,

它们的合成矢量即为

的方向线之间, 把图(c)所示的已知矢量

的方向线上,

使

点落在的方向线上, 如图(d)所示, 再根据加速度影像原

6． 已知齿轮1、2是一对外啮合正常齿制标准齿圆柱齿轮，m=2mm，又

齿轮3、4是一对外啮合标准斜齿圆栓齿轮，完成：

(1)若计算直齿轮1的分度圆半径断齿轮3是否根切。

【答案】(1)分度圆半径为：

齿顶圆半径为：

基圆半径为：

齿距为：

，。试

齿顶圆半径，基圆半径及齿距；

(2)若斜齿轮3、4的中心距与直齿轮1、2的标准中心距相等，试求斜齿轮的螺旋角，并判