计算题

如图所示，现欲设计一铰链四杆机构，设已知摇杆CD的长l_CD=75mm行程速比系数K=1.5，机架AD的长度为l_AD=100mm，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角为ψ=45°，试求曲柄的长度l_AB和连杆的长度l_BC（有两组解）。

问答题图示为一汽车引擎油门控制装置。此装置由四杆机构ABCD、平行四边形机构DEFG及油门装置所组成，由绕O轴转动的油门踏板OI驱动可实现油门踏板与油门的协调配合动作。当油门踏板的转角分别为0º、5º、15º及20º时，杆MAB相对应的转角分别为0º、32º、52º及63º（逆时针方向），与之相应油门开启程度为0º（关闭）、14º、44º及60º（全开）四个状态。现设lAD=120mm，试以作图法设计此四杆机构ABCD，并确定杆AB及CD的安装角度β1及β2的大小（当踏板转20º时，AM与OA重合，DE与AD重合）。

问答题图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆将摇杆CD和滑块F联接起来，使摇杆的三个已知位置C1D、C2D、C3D和滑块的三个位置F1、F2、F3相对应（图示尺寸系按比例绘出）。试确定此连杆的长度及其与摇杆CD铰接点的位置。

问答题图示为一实验用小电炉的炉门装置，关闭时为位置E1，开启时为位置E2。试设计一个四杆机构来操作炉门的启闭（各有关尺寸见图）。（开启时，炉门应向外开启，炉门与炉体不得发生干涉。而关闭时，炉门应有一个自动压向炉体的趋势（图中S为炉门质心位置）。B、C为两活动铰链所在位置。

问答题图示为偏置导杆机构，试作出其在图示位置时的传动角以及机构的最小传动角及其出现的位置，并确定机构为回转导杆机构的条件。

问答题在图示的连杆机构中，已知各构件的尺寸为160，lAB=160mm，lBC=260mm，lCD=200mm，lAD=80mm构件AB为原动件，沿顺时针方向匀速回转，试确定：  1）四杆机构ABCD的类型；  2）该四杆机构的最小传动角γmin；  3）滑块F的行程速比系数K。

问答题在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为l1=28mm，l2=52mm，l3=50mm，l4=72mm，试求：  1）当取杆4为机架时，该机构的极位夹角θ、杆3的最大摆角φ、最小传动角γmin和行程速比系数K；  2）当取杆1为机架时，将演化成何种类型的机构？为什么？并说明这时C、D两个转动副是周转副还是摆转副；  3）当取杆3为机架时，又将演化成何种机构？这时A、B两个转动副是否仍为周转副？

问答题如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，400，c=400mm，d=500mm。试问：  1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？    2）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？    3）若a、b﹑c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围为何值？

问答题图示为两同轴线的轴1和2以摩擦离合器相连。轴1和飞轮的总质量为100kg，回转半径ρ=450mm；轴2和转子的总质量为250kg，回转半径ρ=625mm。在离合器接合前，轴1的转速为n=100r／min，而轴2以n=20groin的转速与轴1同向转动。在离合器接合后3s，两轴即达到相同的速度。设在离合器接合过程中，无外加驱动力矩和阻抗力矩。试求： 1）两轴接合后的公共角速度；  2）在离合器结合过程中，离合器所传递的转矩的大小。

问答题某内燃机的曲柄输出力矩Md随曲柄转角φ的变化曲线如图所示，其运动周期，φT=π曲柄的平均转速nm=620r min。当用该内燃机驱动 一阻抗力为常数的机械时，如果要求其运转不均匀系数δ=0.01。试求  1）曲轴最大转速nmax和相应的曲柄转角位置φmax；  2）装在曲轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。

问答题在图示的刨床机构中，已知空程和工作行程中消耗于克服阻抗力的恒功率分别为P1=367.7w和p2=3677w，曲柄的平均转速n=100r／min，空程曲柄的转角为φ1=120º。当机构的运转不均匀系数δ=0.05时，试确定电动机所需的平均功率，并分别计算在以下两种情况中的飞轮转动惯量JF（略去各构件的重量和转动惯量）。 1）飞轮装在曲柄轴上；  2）飞轮装在电动机轴上，电动机的额定转速nn=I440r／min。电动机通过减速器驱动曲柄，为简化计算，减速器的转动惯量忽略不计。

问答题设有一由电动机驱动的机械系统，以主轴为等效构件时，作用于其上的等效驱动力矩Med=10000—100ω（N.m），等效阻抗力矩Mer=8000N.m，等效转动惯量Je=8kg.m2，主轴的初始角速度ω0=100rad／s。试确定运转过程中角速度ω与角加速度α随时间的变化关系。

问答题已知某机械稳定运转时主轴的角速度ωs=100rad／s，机械的等效转动惯量Je=0.5kg·m2，制动器的最大制动力矩Mr=20N·m（制动器与机械主轴直接相连，并取主轴为等效构件）。要求制动时间不超过3s，试检验该制动器是否能满足工作要求。

问答题图a所示为某机械系统的等效驱动力矩Med及等效阻抗力矩Mer对转角Φ的变化曲线，ΦT为其变化的周期转角。设己知各下尺面积为Aab=200mm2，Abc=260mm2，Acd=100mm2，Ade=190mm2，Aef=320mm2，Afg=220mm2，Aga′=500mm2，而单位面积所代表的功为μA=10N·m mm2，试求系统的最大盈亏功ΔWmax。又如设己知其等效构件的平均转速为nm=1000r min。等效转动惯量为Je=5kg·m2。试求该系统的最大转速nmax及最小转速nmin，并指出最大转束及最小转速出现的位置。

问答题某内燃机的曲柄输出力矩Md随曲柄转角Φ的变化曲线如图a所示，其运动周期ΦT=π，曲柄的平均转速nm=620r min，当用该内燃机驱动一阻力为常数的机械时如果要求运转不均匀系数δ=0.01，试求：  1）曲轴最大转速nmax和相应的曲柄转角位置Φ（max）；  2）装在曲轴上的飞轮转动惯量JF（不计其余构件的转动惯量）。

问答题已知某机械稳定运转时其主轴的角速度ωs=100rad s，机械的等效转动惯量Je=0.5 Kg·m2，制动器的最大制动力矩Mr=20N·m（该制动器与机械主轴直接相联，并取主轴为等效构件）。设要求制动时间不超过3s，试检验该制动器是否能满足工作要求。