2010-2011(1)机械原理试题A卷

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2010 ~2011学年 第 一 学期

开课学院： 机械工程 课程号： 11026135 考试日期： 2010.12.30

重庆大学 机械原理 课程试卷

命题人：机械原 名姓 密 弊号学作 绝 拒 、 纪 考 肃 严 级、年信 守 实封 诚 、 争 竞 平班、公业专 线 院学 11033635 考试方式： 考试时间： 120 分钟 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 得 分

一、平面机构结构分析（15分）

1. 计算图1?1所示机构的自由度，请明确指出机构中的复合铰链、局部自由度或虚约束；（6分）

2. 说明该机构采用局部自由度和虚约束结构的目的；（3分）

3. 画出图1?2所示机构在图示瞬时的低副替代机构运动简图，并对机构进行结构分析，

要求画出拆分机构后的驱动杆组（原动件和机架）和基本杆组，并确定机构的级别。（6分）

E H O G O1 C F D D B C

A A B

图1?1 图1?2

理 教

学组

组题 人

：秦

伟 二、平面连杆机构分析与设计（30分）

1. 图2?1所示六杆机构可以视为由曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联而成。 （1）标出该六杆机构在图示位置的压力角? 与传动角?；（6分）

审题（2）用相对运动图解法求滑块5的速度vE，列出速度向量方程，作出求解vE的速度多人边形（图2?2中的pb表示v：B，直接在图2?2作图）；（10分） 宋（3）写出求解加速度aE的向量方程式。（4分）

立 权 C

2 命 B F 题 1 ?3 4 时1 5 间 A ：D 6

图2?1 E p 2010.12

教 务 b

处制 图2?2

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2. 设计一个六杆机构，其结构如图2?1所示，前置曲柄摇杆机构行程速比系数K?1.4，三、凸轮机构分析（10分）

摇杆CD的两极限位置分别为C1D及C2D，摆角??60?，其对应滑块的两位置分别为E1及E2，机架水平布置，C1D与机架垂直，回转副F的中心在CD连线上。设图2?3已按比例绘制出C1D、C2D以及E1、E2，用图解法在图2?3上设计，求出曲柄长度lAB、机架长度lAD、连杆长度lBC、lFE以及DF长度LDF（保留作图线）。（10分） C1

? C2 D E1 E2

图2?3

图3?1所示滚子摆动从动件盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆，顺时针转向，已知参数：R?20 mm，lOA?10 mm，lOB?40 mm，lBC?33 mm，rr?5 mm。 1. 画出凸轮的理论轮廓曲线，并求其基圆半径rb；（4分）

2. 在图上标出滚子与凸轮从 E点接触到F点接触时，凸轮所转过的角度? 和从动件的角位移?；（4分）

3. 从动件与凸轮在F点接触时凸轮机构的压力角?F。（2分）

C rr F B O E ?

R A

图3?1

四、齿轮机构参数计算（10分）

已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，??20?，z1=19，z2＝42，按标准中

心距a?152.5mm安装，试求： 1. 模数m；（2分） 2. 重合度??；（6分）

3. 当有一对轮齿在节点P处啮合时，是否还有其他轮齿也处于啮合状态？当一对轮齿在B1点（即啮合终止点）处啮合时，是否还有其他轮齿也处于啮合状态？（2分） (重合度计算公式：?1α?2π[z1(tan?a1?tan??)?z2(tan?a2?tan??)])

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五、轮系传动比计算（15分）

图5?1所示为一小型起重机构，一般工作情况下，单头左旋蜗杆5不转动，动力由电机M输入，带动卷筒N转动。当电机发生故障或慢速吊起重物时，电动机停机并刹住，用蜗杆5传动，各齿轮的齿数分别为：z1?40，z2?20，z2? ?40，z3?60，z3? ?44，z4?88。 1 R1 I 1? 2? 1. 计算一般工作情况下的传动比iH4的大小，并确定H与轮4的转向关系；（12分） 2. 当起重机慢速起重时，蜗杆顺时针转动，此时传动比i54?66，用箭头标注出轮4的转向，并确定齿数z1?。（3分）

3? 5 1? 2? 2 M H

3 1 4 N 图5?1

六、机械动力学（20分）

1. 在图6?1所示车床主轴箱系统中，带轮半径R0?40mm，R1?120mm，各齿轮齿数为z1?

?z2??20，z2?z3?40，各轴系的转动惯量分别为J0=0.1kg?m2，JI ? 0.2kg?m2， JII ?0.4 kg?m2， JIII?0.8 kg?m2，作用在轴Ⅲ上的阻力矩M3=60N?m。当取轴Ⅰ为等效构件时，求机构的等效转动惯量J 和等效阻力矩Mr；（10分）

II 2 M3 M R0 III 3 图6?1

2. 图6?2所示为一摆动导杆机构运动简图，其摩擦圆、摩擦角?、驱动力矩Md以及图示瞬时的阻力Fr均在图中表示出，试在该图中画出机构在图示位置各运动副的总反力作用线及方向。（10分） Fr 2 1 Md 3 ? 4 ?

图6?2

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