机械原理试卷集.doc

广西工学院 2002 2003 学年第 二 学期期末考试 （ A 卷）广西工学院 2002 2003学年第 二 学期期末考试 试题（ A 卷）考试班级 机自、汽车01级 一、填空题（每空1分，共15分）1、机构具有确定运动的条件是机构的 机构自由度的数目 等于原动件数。2、速度瞬心是两构件上 瞬时相对 速度为零的重合点，也就是两构件在该瞬时具有相同_瞬时_速度的重合点。3、机械平衡的目的在于消除或减少 惯性力 的不良影响。3、机械的周期性速度波动一般采用 飞轮 进行调节。4、平面连杆机构中的运动副全是转动 副；连杆是不直接与 机架 相联的构件。5、凸轮从动件作等速运动时、在行程始末有 刚 性冲击。6、标准齿轮 分度圆上 的压力角为标准值，其大小等于 20。7、蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件是 mx1=mx2=m 、 ax1=a2=a 、 1=2 = 。8、具有一个自由度的行星轮系称为 简单行星 轮系，具有两个自由度的行星轮系称为 _差动_轮系。二、指出图示机构中可能存在的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算机构自由度。n=9,pl=13,ph=1,p=2,F=1F=3n-(2pl+ph-p)-F=3*9-(2*13+1-2)-1=1三、用矢量方程图解法求图示机构在当前位置时E点的速度VE。（要求列出矢量方程，分析各矢量的大小和方向，画出速度多边形） 四、在下面的偏置曲柄滑块机构图上，用作图法求：1）机构的最大压力角；2）滑块的行程。 解：当两杆的转动副滑到最高点时，滑块受到的F与它的速度正向之间的夹角为该机构的最大压力角。滑块行程：两杆以不同方式连成一条直线时滑块走过的路程。五、图示为对心滚子从动件盘形凸轮机构。试在图上作出：（1）理论轮廓线；（2）凸轮基圆；（3）该位置时机构的压力角。 解：(1)(2)p161。（3）以滚子为受力构件，力F为接触点的切线方向，速度方向为水平向右，两者之间的夹角为所求的压力角。六、已知一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的中心距a=196mm，传动比i=3.48，小齿轮齿数Z1=25。确定这对齿轮的模数m；分度圆直径d1、d2；齿顶圆直径da1、da2；齿根圆直径df1、df2。解：i=d2/d1=(a-d1)/d1=3.48,求得d1,再求d2. 又i=Z2/Z1=3.48,可求出Z2, 小齿轮的模数m1=d1/Z1,大齿轮的模数m2=d2/Z2又有da1=(z1+2ha*)m1 da2=(z2+2ha*)m2 df1=(z1-2ha*-2c*)m 1 df2=(z2-2ha*-2c*)m 2 （其中ha*=1,c*=0.25） 即可求出da1,da2；df1,df2。 P179181七、已知轮系中各齿轮齿数Z1=20，Z2=40，Z2= Z3=20，Z4=60，求传动比i1H。 解：左边为定轴轮系，则i12=Z2/Z1=2，右边为周转轮系i=-Z4/Z2=3八、已知图示轮系中各轮的齿数Z1Z2=20，Z2Z340，作用在轴III上的阻力矩M340N.m，当取齿轮1为等效构件时，等效阻力矩Mer是多少？ 广西工学院 2002 2003 学年第 二 学期期末考试 （ A 卷）广西工学院 2002 2003学年第 二 学期期末考试 试题（ B 卷）考试班级 机自、汽车01级 一、填空题（每空1分，共15分）：1、平面低副都是 面 接触，具有 2 个约束， 1 个自由度。2两构件组成移动副，则它们的瞬心位置在导路垂直方向上无穷远处 。3、机械系统的等效力学模型是具有 ，其上作用有 的等效构件。4、曲柄摇杆机构出现死点，是以 摇杆 作主动件，此时机构的 最小传动 角等于零。5为减小凸轮机构的压力角，采取的措施有 增大基圆半径和 改变偏置方向 。6、渐开线在任一点的法线总是切于 基圆 。7、一对外啮合的斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 、 、 。8、槽轮要完成间歇运动，其槽数必须不小于 3 。二、指出图示机构中可能存在的复合铰链、局部自由度和虚约束，并计算机构自由度。 解：复合铰链在C点和E点，无局部自由度和虚约束。 n=7,p1=10。则F=3*7-2*10=1三、图示机构中，构件1和构件4分别以角速度w1和w4沿所示方向转动。试根据已给出的速度多边形，（1）在速度多边形中填上各顶点的字母；（2）列出矢量方程式，指出各边所对应的速度矢量；（3）写出构件2和构件3的角速度w2和w3的表达式。四、已知摇杆CD的行程速比系数K=1，摇杆CD的长度lCD=150mm,摇杆的极限位置与机架所成角度y1=30O和y2=90O。试用作图法设计此曲柄摇杆机构。五、已知凸轮机构的升程H=20mm；推程运动角=150 o，按等加速等减速规律运动；远休止角s=30O，回程运动角=120 O，为等速运动；试作出从动件的位移线图。六、一对标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知Z1=19，Z2=68，m=2mm，求两齿轮的中心距，及小齿轮的分度圆直径，齿顶圆直径，齿根圆直径。 解：由m=d/Z得小齿轮的分度直径d1=m*Z1=38。 而大齿轮的分度直径d2=m*Z2=136。 那么两齿轮的中心距a=d1+d2=38+136=174。 小齿轮齿顶圆直径da1=(Z1+2ha*)m=(19+2*1)*2=42。 小齿轮齿根圆直径df 1=(Z1-2ha*-2c*)m=(19-2*1-2*0.25)*2=33七、在图示混合轮系中，已知各轮的齿数Z1Z340，Z1Z2Z2Z420，Z360，齿轮1的转速n1=800r/min,方向如图所示。试求nH的大小和方向。 解：由Zm/Zn=Wn/Wm可知八、取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速nm=1500r/min，在一个稳定运动循环（2p）中的等效阻力矩Mer如图所示，等效驱动力矩Med为常数。若不计机器中各构件的转动惯量，试求：当主轴运转不均匀系数d0.05时，应在主轴上加装的飞轮的转动惯量JF。 广西工学院20032004学年第二学期期末考试 机械原理 试题（ A 卷）考试班级 机自、汽车02级 学生总数 印数 考试时间 120 分钟一、填空题（每空1分，共12分）：1、构成高副的两构件通过 点或线 接触，构成低副的两构件通过 面 接触。2、以高副联接的两个构件的速度瞬心位置在接触点处或过接触点两高副元素的公法线上 。3、建立等效力学模型的原则是：等效构件与原机械系统的 转动惯量 相等；等效力矩与作用在原机械系统上的所有外力的 力矩之和 相等。4、曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在 主动曲柄 与 机架 两次共线的位置时。5、凸轮的基圆半径是从 凸轮转动中心 到 理论廓线 的最短距离。6、用 范成 法加工标准直齿圆柱齿轮时，如果齿轮齿数少于 17 ，将发生根切。7、差动轮系是机构自由度等于 2 的周转轮系。二、名词解析（每个4分，共16分）：1、自锁：驱动力的有效分力总小于驱动力本身所可能引起的最大摩擦力，使其驱动力无论多大都不能使物体运动的现象叫自锁。2、质径积：质量与向径的乘积3、极位夹角：机构在两个极位时,原动件所在两个位置之间所夹的角称为极位夹角4、 分度圆：标准齿轮中为槽宽和齿厚相等的那个圆（不考虑齿侧间隙）就为分度圆三、分析计算图示运动链是否具有确定的运动。如若不能，请作适当修改，使其成为具有确定运动的机构，并计算机构的自由度。（10分） n=4,pl=6,ph=0,p=0,F=0.则F=3*4-6*2=0.没有确定运动。除去三角构件其中一条边，则=5，pl=7，那么F=3*5-2*7=1四、某机械在等效构件上作用的等效阻力矩Mer在一个工作循环内的变化规律如图所示，等效驱动力矩Med为常数，试求：（1）等效驱动力矩的值；（2）最小转速和最大转速对应的转角位置；（3）最大盈亏功。（12分） 五、在图示的铰链四杆机构中，已知lBC=500mm，lCD=350mm，lAD=300mm，AD为机架。试问：（1）若以AB为曲柄组成曲柄摇杆机构，求lAB的取值范围。（2）若要成为双曲柄机构，求lAB的取值范围。（14分） 解：由定义：当最短杆为连架杆时，机构为曲柄摇杆机构。可知0lAB=150mm。又由定义：当最短杆为机架时，机构为双曲柄机构。可知450= lAB lCD + lAD ，所以以CD为机架可得到曲柄摇杆机构2、 转子静平衡和动平衡的力学条件有什么异同？ 答：静平衡：只要求其惯性力平衡。 动平衡：同时要求惯性力和惯性力偶矩的平衡。3、 飞轮是如何调节周期性速度波动的？ 答：当外力对系统作盈功时，飞轮以动能形式把多余的能量储存起来，使机械速度上升的幅度减少。 当外力对系统作亏功时，飞轮又释放储存的能量，使机械速度下降的幅度减少。4、齿轮的根切现象产生的原因是什么？ 答：切制齿轮的过程中，刀具的齿顶线超过极限啮合点，把齿轮根部已加工好的渐开线齿廓切去。 第二（1题）三、计算图示机构的自由度，要求指出可能存在的复合铰链、局部自由度和虚约束。（8分） 第三题 第四题四、图示正弦机构，曲柄1长度l1=0.05m，角速度1=20rad/s（常数），试用矢量方程图解法确定该机构在1=45时导杆3的速度v3。（10分）5、 取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速nm=1500r/min，在一个稳定运动循环（2）中的等效阻力矩Mer如图所示，等效驱动力矩Med为常数。若不计机器中各构件的转动惯量，试求：当主轴运转不均匀系数0.05时，应在主轴上6、 加装的飞轮的转动惯量JF。（12分） 第五题六、用图解法设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程速比系数K=1.4，滑块的行程H=60mm。导路偏距e=20mm,求曲柄长度lAB和连杆长度lBC。（10分）七、设计一个偏置直动尖顶推杆盘形凸轮。凸轮顺时针转动，基圆半径r025mm，偏距e10mm（偏置方向使机构推程压力角变小）。推程阶段推杆做等速运动（sh/0），推程运动角为120，行程h20mm。用作图法作出凸轮推程的轮廓线。（9分）8、 在一对正常齿制的渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮机构中，已知轮1齿数Z1=20，i12=2.5，压力角=20，模数m=10mm，试求：（1）轮2的齿数Z2；（2）标准中心距；（3）当安装中