机械原理试卷及答案B

1、平面运动副的最大约束数为 ，最小约束数为 ；引入一个约束的运动副为 ，引入两个约束的运动副为 。

2、凸轮机构的运动规律中，如出现速度不连续，则机构将产生 冲击；如出现加速度不连续，则机构将产生 冲击；

3、如果一个机构由k个构件所组成，那么它的顺心总数N= 。 4、直齿圆锥齿轮几何尺寸的计算是以 为准，其当量齿数的计算公式为 。

5、机器中安装飞轮的目的是 和 。 6、能实现间歇运动的机构有 、 、 。 7、渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指 不受中心距变化的影响。 8、周转轮系根据自由度不同可分为 和 ，其自由度分别为 和 。

如图所示，小圆为摩擦圆，轴颈1受到驱动力Q的作用，则轴颈1应作 运动。 二、分析题（共计22分）

1、已知机构运动简图如图所示，（8分）

（1）计算该机构的自由度；若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请指出；如果以1为原动件，并说明机构是否具有确定的运动。

（2）如果以1为原动件，根据机构的组成原理，将其拆分为基本杆组。

C B 1

2 4

3

D

F

E

5 G

A

6

2、已知：机架长度L=100mm，行程速比系数K＝1.25，试设计一摆动导杆机构，并求曲柄长度R（要求作图）。（10分）

3、如图所示为一个简易的蜗杆蜗轮起重装置，当手柄如图所示转向转动时，要求重物C上升，请问蜗杆和蜗轮的螺旋方向；并在图上标明蜗杆的螺旋方向以及蜗轮的转向。（4分）

1

三、作图题（共18分）

1、偏置直动推杆盘形凸轮机构如图所示。AB和CD是两段直线，BC和DA是以凸轮轴为圆心的两段圆弧。要求：（8分）

1）在图上画出理论廓线、基圆和偏距圆；

2）标出图示位置的凸轮机构的压力角α和推杆位移S； 3）标出推程运动角δO和远休止角δ1。

2、在图示铰链机构中，铰链处各细线圆为摩擦圆，Md为驱动力矩，Pr为生产阻力

????。在图上画出下列约束反力的方向与作用位置：R12、R32、R43、R41。(10分)

四、计算题（共40分）

1、现用m=10mm， α=20?，ha*=1，

c*=0.25，的齿条刀具切制z1=12的直齿圆柱外齿轮，试求：（12分） (1)不发生根切的最小变位系数；

(2)刀具变位加工后的齿轮分度圆齿厚，以及分度圆压力角；

2

(3)如果要求此变位齿轮与另外一个齿轮采用等变位齿轮传动类型，那么另外一个齿轮的最少齿数z2应是多少(取整数)

2、已知轮系主动轮转向如图所示，齿轮均为标准齿轮，标准安装，Z1＝2，Z2＝40，Z2’＝24，Z3＝48，Z4＝120，Z5＝18，Z6＝36，求传动比i16，并标出轮2、5、6的转向。(14分)

3、图示为一机器转化到曲柄上的等效阻力矩曲线，在一个循环中，等效驱动力矩不变，机组活动构件的等效转动惯量Jc＝0.5Kg·m，己知曲柄的角速度ωm＝35 rad/s，机器的运转不均匀系数δ＝0.03，试确定安装在曲柄上的飞轮的转动惯量Jr应为多少。（14分）

一、填空题（每空1分，共20分） 1、2；1；高副；低副。 2、刚性；柔性。

k(k?1)3、。

24、大端；Zv=Z/cosδ。

5、降低速度波动；降低电动机功率。

6、棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构或凸轮机构等。。 7、传动比。

8、差动轮系；行星轮系；2；1。 9、加速

二、分析题（共计22分） 1、本题8分

3

解：

（1）机构的自由度：

F＝3n－2PL－PH＝3×5－2×7－0＝1 2分 C处存在复合铰链， 1分 F、G之一为虚约束 1分 若以1为原动件，则原动件数＝自由度数，且F＞0，因此，机构具有确定的运动。 1分 （2）以1为原动件拆分杆组，根据机构的组成原理，杆组2、3组成二级杆组，杆组4、5组成二级杆组，图示如下： 1分 CC43C21分 1B21分 ADE5GC1A6DF2、本题10分 解：选择一定的比例画出动导杆机构运动简图， （每个位置的运动简图各占3分），共6分 K?11.5?1????1800?1800?360 2分

K?11.5?1R?LsinB?2?100sin180?30.9mm 2分

3、本题4分 答：

蜗杆和蜗轮均为右旋， 2分 蜗轮逆时针转动。 2分

三、作图题（共18分） 1、本题满分8分

解：基圆2分，其余每项1分

4

2、 本题满分10分 解：画出一个给2.5分 四、计算题（共40分） 1、本题12分

解：(1) 最小变位系数（无根切条件下）Xmin=ha*(Zmin-Z)/Zmin=1(17-12)/17=0.294

4分

(2) 变位加工后分度园齿厚为s?s??2m?2xmtan?，若取x=0.3 则

?2m?2xtan???2?10?2?0.3?tan200?15.926mm 3分

压力角不变α=20? 1分 （3）采用等变位齿轮传动，则x2=－0.3

*x2?ha(Zmin?Z2)

Zmin*Zmin(ha?x2)17?(1?0.3)Z2???22.1 3分 *1ha则z2>22.1 取z2＝23 1分

注：（2）和（3）中考虑不同的变位系数则齿数不同。 2、本题14分

解：Z1、Z2组成定轴轮系； 1分

Z2、Z3、Z4及Z5（H）组成周转轮系； 2分 Z5、Z6组成定轴轮系 1分

i12?n1Z240???20 蜗杆左旋，蜗轮2转向箭头向上。 2分 n2Z125

i2H'4?n2?nHi2H?1Z120???4????5 3分 'n4?nH?124Z2i2H?6 轮5转向箭头向上 1分 i56?n5?2 轮6转向箭头向左 2分 n6 因此 i16?i12?i2H?i56?240 2分 3、本题14分

解：在稳定运转状态下周期性速度波动中，在一个运转周期始末，其机构动能的增量为零，即：Wd?Wr 2分

因： Wd?Md?2?

2?21 Wr??Mrd??40?(???)?16?0??12?0 3分

033 所以：Md?60N?m 1分 设起始点的动能为E0，则：

1240E2?E0?(60?40)???E0??， E??E2?(60?160)???E0?20?

??33333E2??E??(60?40)??E0 ?Wmax?Emax?Emin?100? 4分 3Jr??Wmax??2m?Jc1分

100?3??0.5 0.03?352?2.35Kg?m21分

6