机械原理期末考试试卷A卷及答案

2009-2010学年第2学期考试试题（A）卷

课程名称 《机械原理》 任课教师签名

出题教师签名 审题教师签名 考试方式 （闭）卷 适用专业 机械类 考试时间 （ 120 ）分钟

一、填空 （每小题3分，共15分）

1． 两构件之间以面接触所组成的平面运动副，称为 副，它产生 个

约束，而保留 个自由度。

2． 在图示4个分图中，图 不是杆组，而是二个杆组的组合。

3． 当两个构件组成移动副时，其瞬心位于 处。当两构件

组成纯滚动的高副时，其瞬心就在 。当求机构的不互相直接联

接各构件间的瞬心时，可应用 来求。 4． 旋转齿轮的几何轴线位置均___的轮系，称为定轴轮系。在行星轮系中，

具有运动几何轴线的齿轮，称为__，具有固定几何轴线的齿轮，称为____。

5. 将连续回转运动转换为单向间歇转动的机构有

、 、

。 二、是非题 （用 “ Y ” 表 示 正 确 ，“ N ” 表 示 错 误 填 在 题 末 的 括 号 中 ）。（每小题2分，共10分）

1、虚约束对运动不起约束作用，也不能增加构件的刚性。---------------( )

2、对心曲柄滑块机构的行程速比系数K=1。------------ ( )

3、渐开线直齿圆柱标准齿轮是指分度圆上模数和压力角为标准值的齿轮。－－－－－－－－－( )

4、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。因此，只要将理论廓线上各点的向径减去滚子半径，便可得到实际轮廓曲线上相应点的向径。-------------------( )

5、单销外槽轮机构的运动系数总是小于0.5。－－－－－－－－( ) 三、 分析作图题（共25分）

1. 试计算图示机构的自由度。对图示机构作出仅含低副的替代机构，进行结构分析并确定机构的级别。（10分）

2. 试在图示凸轮机构中，（15分）

（1）标出从动件与凸轮从接触点C到接触点D时，该凸轮转过的转角 ； （2）标出从动件与凸轮在D点接触的压力角 ； （3）标出在D点接触时的从动件的位移 s。

四、计算题（共50分）

1．在图示机构中，已知构件1以ω1沿顺时针方向转动，试用瞬心法求构件2的角速度ω2和构件4的速度v4的大小(只需写出表达式)及方向。（13分）

2．如图示的铰链四杆机构中，AD为机架，AB a 35mm，

CD c 50mm，AD d 30mm，问BC b在什么范围内该机构为双摇杆

机构；该机构是否有可能成为双曲柄机构？（10分）

3．已知某对渐开线直齿圆柱齿轮传动，中心距a=350mm，I=2.5， α=20 ，ha*=1，c*=0.25，根据强度等要求模数m必须在5，6，7mm三者中选择，试设计此对齿轮的以下参数和尺寸。（15分）

(1)齿轮的齿数z1，z2，模数m，传动类型； (2)d1，d2，da1，da2，df1，df2，d1’，d2’，α’；

(3)若实际安装中心距a’=351mm，上述哪些参数变化？其中d1’数值为多

少？

4． 计算图示轮系的传动比i1H，并确定输出杆H的转向。已知各轮齿数z1=1，

z2=40，z2'=24，z3=72，z3'=18，z4=114，蜗杆左旋，转向如图。（12分）

2009-2010机械原理A卷解答

一、1、低， 2, 1； 2、A ；

3、接触点法线的无穷远处，接触点，三心定理； (4分)

高副低代，拆杆组 ，见上图。 （2×3分）

机构为两个二级杆组组成的二级机构。

4、固定，行星轮，太阳轮 ；

5、槽轮机构 、棘轮机构、不完全齿机构； 二、N , Y , N , N , Y 三

㈠、

解：将两滚子处的局部自由度去掉，得

F=3×3-2×

3-2

1=1

㈡、

解：见

（每小题5分）

四、解：

。

图

×

故：在15＜b＜45和b＞55范围内为双摇杆机构。

由此可知：45≤b≤55时为双曲柄机构。

1）取三个构件1、2、5，则有三个瞬心：P15 P25 P12 且共线 P12在高副接触点的法线上，两线交点为P12。（4分） ω2 =ω1 P12P15/P12 P25 （顺时针）（3+1分） 2）求P24 见图。（3分） V4=ω2×P25P24×μ （向下）㈡、 解： 1）设b为最短杆，则： B+50＞35+30 得：15＜b＜30 （3分） 2）设b不为最短杆，则： 30+50＞B+35 得：30＜b＜45 （3分） 3）设b为最长杆，则： B+30＞35+50 得：b＞55 （3分）

（1分）

㈢、

解：将模数5，6，7mm 分别代入a=mz1(1+i)/2,得

M=5mm时，Z1=40其余为小数，舍去。 （2分） 1） Z1=40,z2=100,m=5mm, 标准安装。 （2分）

2） D1=200mm,d2=500mm

Da1=200+2m=210mm; da2=500+2m=510mm Df1=200-2.5m=187.5mm; df2=500-2.5m=487.5mm d1’=d1，d2’=d2，α’=20° （8分） 3） cosα’=a/a’cos20°，得：α’=20°27 da1,da2,df1,df2,d1’,d2’, α’发生变化。其中： d1’=d1×cos20°/cos20°27’=200.576mm ㈣、 解：此轮系为混合轮系 （1分） 分轮系：

1、1,2组成定轴轮系：n1/n2=z2/z1=40 （4分） 2、2’，3-3’,4，H组成行星轮系：(n2-nh)/(n4-nh)= -z3z4/z2’z3’ （5分） 将n4=0代入并联解，得：i1h=800 （2分）

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