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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：机构的原动件数等于机构的自由度数,若机构自由度F0,而原动件数vF,则构件间的运动是不确定的，若机构自由度F0，而原动件数F，则各构件之间不能运动或产生破坏。2、瞬心是两个作平面相对运动刚体上瞬时 相对速度为零的重合点 。3、移动副的自锁条件是_驱动力与接触面法线方向的夹角小于摩擦转动副的自锁条件是驱动力的作用线距轴心偏距h小于摩擦圆半径p4、在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中，等速运动规律具有刚性冲击;加速等减运动规律具有柔性冲击。5、 内啮合斜齿圆柱
2、齿轮传动的正确啮合条件是模数相等,压力角相等，螺旋角大小相等且旋向相同 。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、等效质量和等效转动惯量可根据等效原则：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来确定。8、输出功和输入功的比值，通常称为 机械效率 。9、 为了减少飞轮的质量和尺寸，应将飞轮安装在高速 轴上。10、刚性转子静平衡条件是 不平衡质量所产生的惯性力的矢量和等于零；而动平衡条件是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
3、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1、（本题10分）解：n=61分PL= 8PH=1F=3n2P P口LH=3X62X81=1B 处存在局部自由度DE 杆存在虚约束I、J 之一为虚约束 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。2、（本题 8 分）在图示机构中，各杆的长度为 L1=28mm，L2=54mmL3=50mm, L4 =72mm。问：（1）试阐述铰链四杆机构的曲柄存在条件；2）以杆 4 为机架时，该机构为何种机构？3）当取杆 1 为机架时，
4、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？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， 最短杆是连架杆或机架。（2 ） L1+L4=28+720,因此，机构具有确 定的运动。（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22、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） 解：选择一定的比例画出动导杆机构运动简图，K 一 11 5 -19 =屮=18Oo= 18Oo= 36。K +11
5、.5 +1R=L 叫=100sin180=30.9mm蜗杆和蜗轮均为右旋 蜗轮逆时针转动。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）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a和推杆位移S；3）标出推程运动角6 O和远休止角6 1。2、在图示铰链机构中，铰链处各细线圆为摩擦圆，M为驱动力矩，P为 dr生
6、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， a =20，ha*=l, 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；(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)解：(1) 最小变位系数(无根切条件下) Xmin=ha*(Zmin-Z)/Z(2) 变位加工后分度园齿厚为 s = m + 2x tana， 若取
7、 x=0.3 则2m兀兀s = m + 2xtana =x 10 + 2 x 0.3 x tan20o = 15.926 mm22压力角不变a =20。( 3)采用等变位齿轮传动，则 x2=0.3(Z- Z )min2ZminZ 、Z . (h*-x2)Z mina22h *a17 x (1 + 3)二 22.1则 z222.1取 z2=232、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, Z/ = 24, Z3=48, Z4 = 120, Z5 = 18, Z6 = 36，求传动比223456i16，并标出轮2、5、6的转向。(14分)解：z、z2组成定
8、轴轮系；Z2、Z3、Z4及Z5 (H)组成周转轮系;Z5、Z6组成定轴轮系1240 二 20蜗杆左旋，蜗轮 2 转向箭头向上。min=1(17-12)/17=0.2942H56iH =24n -n-H2Hn -n-1Z12024=-5轮 5 转向箭头向上二2轮6转向箭头向左因此 i 二 i X i X i 二 24016122 H 563、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 = 0.5Kgm，己知曲柄 的角速度3 m=35 rad/s，机器的运转不均匀系数6 =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）160NmMr40Nm40Nm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：W二Wdr因：W二M X 2兀dd21W =j2兀 M d = 40 x (-兀 +兀)+160 x -兀=120k所以： M = 60 N md设起始点的动能为E。，则:=E0 +(60 - 40) x 3 兀40+ 兀3E 20 兀01E + (60 160) x兀2 33E2n=E + (60 40)兀=E兀0AWmax= E E max min100=K3JAWJJ = max Jr2cm100k3 0.50.03 x 3521分=2.35Kg - m21分
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