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1、1 20062007 学年第二学期机械原理试卷（A卷） 班级：姓名：学号： 一、填空题（共计20 分，每空 1 分） 1、机构具有确定运动的条件是：，若机 构自由度0，而原动件数 0，而原动件数 F，则各构件之间。 2、 瞬 心 是 两 个 作 平 面 相 对 运 动 刚 体 上 瞬 时为 零 的。 3、移动副的自锁条件是；转动副的自锁条 件是。 4、在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中，运动规律 具有刚性冲击；运动规律具有柔性冲击。 5、内啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是， ，。 6、 当 原 动 件 为 整 周 转 动 时 ， 使 执 行 构 件 能 作 往 复 摆 动 的 机 构 有
2、；。 7、等效质量和等效转动惯量可根据等效原则： 来确定。 8、输出功和输入功的比值，通常称为。 9、为了减少飞轮的质量和尺寸，应将飞轮安装在轴上。 10、刚性转子静平衡条件是 ；而动平衡条件是 。 二、分析题（共计18 分） 1、 （本题 10 分）如图所示，已知：BC/ DE /GF，且分别相等，计算平 面机构的自由度。若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请指出。如 2 果以凸轮为原动件，机构是否具有确定的运动？ 2、 （本题 8 分） 在图示机构中，各杆的长度为L1=28mm，L2=54mm， L3=50mm，L4 =72mm。问： （1）试阐述铰链四杆机构的曲柄存在条件； （2）以杆
3、4 为机架时，该机构为何种机构？ （3）当取杆 1 为机架时，将演化为何种机构？ （4）当取杆 3 为机架时，又将演化为何种机构？ 三、作图题（共计10 分） 1、如图所示凸轮机构中，凸轮廓线为圆形,几何中心在 B 点.请画出并标 出 1）凸轮的理论轮廓线； 2）凸轮的基圆； 3）凸轮机构的偏距圆； 4）凸轮与从动件在D 点接触时的压力角； A C B D E F H G I J 3 5）凸轮与从动件从在C 接触到在 D 点接触时凸轮转过的角度。 o C D B 四、计算题（共计36 分） 1、 （本题 14分）在某牛头刨床中， 有一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传 动，已知z117，z2118，
4、m5mm， 200，1 * a h，25.0 * c， a=337.5mm。现发现小齿轮已经严重磨损，拟将其报废。大齿轮磨损较 轻（沿分度圆齿厚两侧总的磨损量为0.75mm） ，拟修复使用，并要求所 设计的小齿轮的齿顶厚尽可能大些，问如何设计这一对齿轮？并计算这 对齿轮的分度圆直径d、齿顶高 ha、齿根高 hf、齿顶圆直径da、齿根圆 直径 df、齿厚 s、齿槽宽 e和齿距 p。 2、 （本题 10分）在图示轮系中， 已知各轮齿数为： Z1=20，Z2=30，Z3=80， Z4=40，Z5=20。试求此轮系的传动比i15。 4 3、 （本题 12 分）已知某机械一个稳定运动循环内的等效力矩 r
5、 M如图所 示，等效驱动力矩 d M为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为： srad /200 max 及srad /180 min 。试求： (1) 等效驱动力矩 dM 的大小； (2) 运转的速度不均匀系数； (3) 当要求在 0.05 范围内，并不计其余构件的转动惯量时， 应装在等效 构件上的飞轮的转动惯量 F J。 j 4 p p 2p r M rM d M 200Nm 1000N m 五、综合题（ 16 分） 1、如图所示机构中，构件1 为原动件， P为作用在构件 3 上的力，转 动副 B和 C上所画的虚线小圆为摩擦圆。 （1）试分析该瞬时位置时，机构的传动角，压力角 ； （2）
6、作出机构在图示位置时的速度图及加速度图（不要求严格按比例作 图，要求写出矢量方程式及方程式中各量的方向和大小的表达式）； （3）确定 21和23的方向； （4）以及作用在连杆BC上作用力的真实方向（各构件的重量及惯性 力略去） 。 100 A B C P 1 2 3 4 Md 1 5 一、填空题 （共 20分，每一空 1 分） 1机构的原动件数等于机构的自由度数；不确定的；不能运动或产生破 坏。 2相对速度；重合点。 3驱动力与接触面法线方向的夹角小于摩擦角j；驱动力的作用线距 轴心偏距 h 小于摩擦圆半径。 4等速（或一次多项方式） ；等加速等减速（或二次多项式动或余弦加 速度或简谐运）；正
7、弦加速度（或摆线运动或五次多项式）。 5模数相等；压力角相等；螺旋角大小相等且旋向相同。 6曲柄摇杆机构；曲柄摇块机构；摆动从动件圆柱凸轮机构；摆动从动 件空间凸轮机构或组合机构等。 7 等效构件的等效质量或等效转动惯量所具有的动能等于机器所有运动 构件的总动能之和。 8机械效率。 9高速。 10. 不平衡质量所产生的惯性力的矢量和等于零；不平衡质量所产生的 惯性力和惯性力矩的矢量都等于零。 二、分析题（共计18 分） 1、 （本题 10分） 解：n=6 1 分 PL= 8 A C B D E F H G I J 虚约束 之一为虚约束 局部自由度 6 1 分 PH=1 1 分 F3n2PLPH
8、 1 分 36281 1 分 1 1 分 B处存在局部自由度 1 分 DE杆存在虚约束 1 分 I、J 之一为虚约束 1 分 当以凸轮为原动件时，原动件数等于机构的自由度，故机构具有确 定的运动。 1 分 2、 （本题 8 分） 解： （1）铰链四杆机构的曲柄存在条件： 最短杆与最长杆之和小于或等于其他两杆长度之和， 1 分 最短杆是连架杆或机架。 1 分 （2）L1+L4=28+7222.1取z223 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
9、轮系 1分 20 2 40 1 2 2 1 12 Z Z n n i蜗杆左旋，蜗轮 2 转向箭头向上。 2 分 19 5 24 120 1 1 2 42 4 2 4 2 Z Zi nn nn i H H HH 3 分 6 2 H i轮 5 转向箭头向上 1 分 2 6 5 56 n n i轮 6转向箭头向左 2 分 因此240 5621216 iiii H 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： rd WW 2 分 因：p2 dd MW p ppppj 2 0 120 3 1 160) 3 2 (40dMW rr 3 分 所以：mNM d 60 1 分 设起始点的动能为E0，则： pp p 3 40 3 2 )4060( 00 3 2 EEE， pp p p 20 3 1 )16060( 0 3 2 EEE 20 02 )4060(EEEp pp p 3 100 minmaxmax EEW 4 分 2 2 2 max 35.2 5.0 3503.0 3 100 mKg J W J c m r p 2 分 1 分 1 分