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1、中国矿业大学机械原理考试（A）卷答案卷考试时间：120分钟考试方式：闭卷机自2004级（2006.6.6）学院班级姓名学号题号一二三四五六七八九总分满分16121061210141010100得分阅卷人一、选择题（每题2分，选对了得2分，选错或不选不得分，共16分）1. 飞轮的主要作用为 减小机器的速度波动； 。 减小电动机的输入功率； 改善机器的外观； 减小机器的速度波动。2. 直齿圆锥齿轮的标准参数取在 处。 圆锥齿轮的小端端面； 圆锥齿轮的大端端面； 圆锥齿轮的齿宽中点截面。3. 在图示的正弦机构中，曲柄1为主动件，该机构的压力角。题3图正弦机构A01A4321M1Fr 90； 0； 4
2、5。4. 机构具有确定运动的条件为。 自由度大于1； 自由度等于1； 自由度1且与原动件数目相等。5. 渐开线直齿圆柱齿轮分度圆上的标准参数有。 压力角与模数； 齿顶高系数； 齿根高系数。6. 对于曲柄摇杆机构，当取摇杆为机架，则将成为。 曲柄摇杆机构； 双曲柄机构； 双摇杆机构。7. 在渐开线直齿圆柱齿轮公法线测量中，使用了渐开线直齿圆柱齿轮的。 分度圆上的参数； 基圆上的参数； 齿根圆上的参数。8. 在凸轮机构中，若从动件的运动规律相同，基圆半径相同，主要尺寸相同，工作阻力相同，润滑条件相同，移动滚子从动件与移动平底从动件凸轮机构的机械效率较高的是。 前者； 后者； 两者相同。二、填空题（
3、每题2分，填对了得2分，填错或不填不得分，共12分）1. 在选择平底从动件盘形凸轮机构的运动规律时，应确保凸轮处处外凸条件存在。2. 机器运转时周期性速度波动产生的原因为合外力是变化的、等效转动惯量是变化的、他们变化的周期不一致。3. 铰链四杆机构连杆点轨迹的形状和位置由9个参数确定。4. 渐开线齿轮传动的三个特点为满足定传动比 、 中心距的变化不影响传动比、相互作用力在确定的直线上 。5. 刚性长转子动平衡的条件为惯性力之和为零、惯性力矩之和为零 。6. 滚刀加工渐开线标准直齿轮不根切的条件为 z2/sin2 z17 。A124yxBDGE675C3312456O1O3ABCDF3(N1)2
4、PL1PH F3(71)28111F3(N1)2PL1PHF3(51)25111或F3(61)261111局部自由度虚约束2与5组成齿轮齿条副2与3组成齿轮移动副三、计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。（每题5分，共10分）四、作图计算（6分）O1O3315D42B6C1解：VB21LO1B1LO1B10512.2610 mm/s0.610 m/sVB3VB2VB3 B2VC4VC3VC4C3pb2b3c3c4V5VC40.238 m/sV B30.48 m/sVC30.22 m/s题4图图示为一平面六杆机构，主动件1的角速度110 rad/s，比例尺L图上尺寸
5、/实际尺寸1：5，试用相对运动图解法求移动从动件5的速度V5。五、计算飞轮的转动惯量（12分444）一个稳定运转的机械系统，以主轴为等效构件时，其等效阻力矩Mr的变化规律如图示。设等效驱动力矩为常数，运动周期为2。系统的等效转动惯量为常数（不包括飞轮的），Je1 kgm2。主轴平均转速nm970 r/min，运转速度不均匀系数0.01。1200MrMr /(Nm)03/221050Md0.4375W1aW3bW2题5图试求： （1）等效驱动力矩Md；（4分）解：Md212003/21200(23/2)/2，Md1 050 Nm2nm/602970 /60101.58 rad/s（2）最大盈亏功
6、Wmax；（4分）W1(10501200)3/2706.86 Nm，W2(10501200)(0.50.4375)/214.73 Nm，W310500.4375/2721.58 Nm，对Wi累加：0706.86721.58Wmax0(721.58)721.58 Nm，（3）安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。（4分）JFWmax/(2m)Je721.58/(101.5820.01)7 6 kgm22C4Fr1BAMd3e1r0nnSP13题6图六、关于凸轮机构的基本问题（共10分）图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，比例尺L图上尺寸/实际尺寸1：10，凸轮的角速度110 rad/s，主动力矩M
7、d10 Nm，不计运动副中的摩擦。 (1) 在图上画出该凸轮的基圆，量出基圆半径r0；（2分）(2) 在图上标出该位置时从动件的压力角；（2分）(3) 在图上标出该位置时从动件的位移S；（3分）(4) 求此位置工作阻力Fr的大小。（3分）解：(1) 基圆半径r0如图所示，(2) 、(3) 压力角与位移S如图所示；(4) 由Md1FrV3得Fr为FrMd1/ V3Md/( V3/1)Md/(AP1310)10/(0.012210)82 N。七、关于齿轮机构的基本问题 （共14分）已知一对标准安装(无侧隙安装)的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮的中心距a170 mm，i122.4，m5 mm， 20，
8、ha*1，c*0.25。试求： 解：基本关系：am(z1z2)/2m z1 (1i12)/21705z1 (12.4)/2z120(1) 齿轮1、2的齿数z1、z2；（4分）z120z248(2) 分度圆直径d1；（2分） d1m z1520100 mm(3) 齿顶圆直径da1；（2分）da1(z1+2 ha*)m(202)5110 mm(4) 齿根圆直径df1；（2分）df1(z122c*)m(20220.25)587.5 mm(5) 齿厚s和齿槽宽e；（2分）sem/25/27.854 mm(6) 以及两轮的节圆直径、和顶隙c。（2分） d1d1100 mm；d2d2240 mm cc*m
9、0.2551.25 mm题8图O2O22334HO32O31n1nH八、关于齿轮系的基本问题（10分）已知各轮的齿数z118，z236，32，z340，18，z490。(1) 计算图示轮系的传动比i1H（8分）；(2) n1的转向如图示，标出系杆H的转向（2分）。解：(1) 计算传动比i1H2H6.25H，27.25H，i2H2/H7.25，i1H1/H(1/2)(2/H)27.2514.5；(2) 系杆H的转向与齿轮1的转向相反。九、关于连杆机构作图设计的基本问题（10分）试设计一个曲柄摇杆机构，已知K、c、和a，以下图为对象。1) 说明设计的作图步骤（8分），2) 标出最小传动角min（2
10、分）。B1B2C1C2DPNMEa2abaC1aCfAminB3C3C(ba)题9图解：1) 设计的作图步骤(1) 首先按给定的行程速比系数K求出极位夹角，即180(K1)/(K1)。(2) 选取适当的长度比例尺uL(m/mm)，按已知的摇杆长度c和摆角，画出摇杆在左、右的极限位置C1D和C2D；(3) 连接C1和C2；(4) 作C1MC1C2；(4) 再画出C1C2N90，使C2N和C1M相交于P点。(5) 再作PC1C2的外接圆Cf，则圆弧C1PC2上任一点A至C1和C2连线的夹角C1AC2均等于极位夹角，因此，曲柄轴心A可在此圆弧上选取。(6) 以C1为圆心、以2a为半径作圆弧C1a；(7) 在辅助圆Cf上试找一A点，试取一半径（ba）作圆，当该圆弧通过C2点且与圆弧C1a相切时，A点即为曲柄的转动中心。由此设计出其他尺寸。(8) 因摇杆在两极限位置处曲柄与连杆共线，故AC1BCAB，AC2BCAB，考虑L后得alABL(AC1AC2) /2 blBCL(AC1AC2) /2以上各步正确都是1分2) min如图所示。 （2分）6
机电自动化机械原理试卷A答案卷
