西南科技大学机械原理试题及答案.pdf

西南科技大学试题 A 卷 制造学院 课程名称 机械原理 课程代码 1324 命题单位 机械基础教研室 学院 专业班级 学号 命题共2页第1页 一 判断题 10 对者画 错者画 1 平底直动从动件盘形凸轮机构的压力角永远为零 2 周转轮系的转化机构是一定轴轮系 3 周期性速度波动用飞轮调节后 可达到匀速转动 4 两直齿圆柱齿轮啮合传动时的正确啮合条件为 m1 m2 m 1 2 5 在曲柄摇杆机构中 曲柄为主动件时 最小传动角 min 出现在曲柄与连杆拉直共 线的位置 二 填空题 10 分 1 渐开线斜齿圆柱齿轮的当量齿数公式为 有何用途 2 铰链四杆机构的基本形式有 3 平面机构中以 形式接触的运动副称为高副 4 逆行程自锁的机构 正行程的效率 5 直齿圆锥齿轮的传动比公式为 三 选择题 10 分 1 在 最短杆长度 最长杆长度 其余两杆长短之和 条件下 固定最短杆的对边 得 A 曲柄摇杆机构B 双曲柄机构C 双摇杆机构 2 周转轮系中自由度为 2 轮系是 A 行星轮系B 差动轮系C 混合轮系 3变位齿轮与标准齿轮在分度圆上的压力角 A 相等B 不相等C 不确定 4刚性转子满足动平衡的条件为 A Pi 0B Pi 0 mi 0C e 0 Mr 0 5 在凸轮机构中 从动件在那种运动规律存在柔性冲击 A 等速运动B 等加速等减速C 余弦加速度 四 简答题 15 分 1 机构可动的条件和机构具有确定的运动条件是什么 2 当齿轮传动中的 时 其安装中心距与标准中心距相比哪个中心距大 3 s s s se e e er r r r e e e e v v v v tg tg tg tg 2 2 0 此公式是否适用于平底直动从动件盘形凸轮机构 为什么 4 直动滚子从动件盘形凸轮机构中 其滚子半径是否可任意加大 为什么 5 槽轮机构运动系数的表达式是什么 其取值范围如何 五 图解题 30 分 1 设计一偏置曲柄滑块机构 已知滑块的行程速度变化系数K 1 5 滑块的冲程 lC1C2 50mm 导路的偏距e 20mm 求曲柄长度lAB和连杆长度lBC 10 分 2 图示机构 由曲柄 1 连杆 2 摇杆 3 及机架 6 组成铰链四杆机构 轮 1 与曲柄 1 固接 其轴心为 B 轮 4 分别与轮 1 和轮 5 相切 轮 5 活套于轴 D 上 各相切轮 之间作纯滚动 试用速度瞬心法确定曲柄 1 与轮 5 的角速比 1 5 六 计算题 25 分 1 图示楔块机构中 已知 60 Q 1000N 各接触面摩擦系数f 0 15 如Q 为有效阻力 试求所需的驱动力F 15 分 4 在图示输送带的减速器中 已知z1 10 z2 32 z3 74 z4 72 z2 30 及电动机的转 速为 1450r min 求输出轴的转速n4 10 分 H1 电动机 2 2 3 4 西南科技大学试题 B 卷 制造学院 课程名称 机械原理 课程代码 1324 命题单位 机械基础教研室 学院 专业班级 学号 命题共2页第1页 一 判断题 10 对者画 错者画 1 摆动导杆机构 曲柄作主动件 其压力角永远为零 2 蜗轮蜗杆传动在蜗轮的轴剖面的啮合相当于齿轮与齿条的啮合 3 非周期性速度波动可用飞轮调节速度波动 4 平行轴斜齿圆柱齿轮外啮合传动时的正确啮合条件为 m1t m2t m 11 t2 1 2 且螺线方向相反 5 在曲柄摇杆机构中 摇杆达到极限位置时 曲柄与机架共线 二 填空题 10 分 1 渐开线斜齿圆柱齿轮的当量齿轮是指 2 指出两种一定存在有急回特性的机构 3 平面机构中以 形式接触的运动副称为低副 4 从效率的观点来看机构的自锁条件为 5 蜗杆的中圆柱直径为 蜗轮蜗杆传动时的中心距为 三 选择题 10 分 1 在 最短杆长度 最长杆长度 其余两杆长短之和 条件下 固定最短杆的相邻杆为机 架 得 A 曲柄摇杆机构B 双曲柄机构C 双摇杆机构 2 周转轮系中自由度为 2 轮系是 A 行星轮系B 差动轮系C 混合轮系 3变位齿轮与标准齿轮基园的大小 A 相等B 不相等C 不确定 4刚性转子满足静平衡的条件为 A Pi 0B Pi 0 mi 0C e 0 Mr 0 5 在凸轮机构中 从动件在那种运动规律存在刚性冲击 A 等速运动B 等加速等减速C 余弦加速度 四 简答题 15 分 1 什么是虚约束 2 为什么一对平行轴斜齿轮传动的重合度往往比一对直齿轮传动的重合度来得大 3 为什么不能为了机构紧凑 而任意减小盘形凸轮的基圆半径 4 设计滚子从动件盘形凸轮机构时 如实际轮廓上出现尖点 将可能出现什么后果 面对这一实际结果 设计上应如何加以处理 5 槽轮机构设计中为了避免刚性冲击 应注意什么问题 简要说明 五 图解题 30 分 1 画出图示平面机构的运动简图 作出所有速度瞬心 并计算其自由度 10 分 2 图示用铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构 炉门上两铰链的中心距为 50mm 炉门打开后成水平位置时 要求炉门的外边朝上 固定铰链装在xy轴线上 其相 互位置的尺寸如图上所示 试设计此机构 20 分 六 计算题 25 分 1 图示机构中 如已知转动副 A B 的轴颈半径为r及当量摩擦系数f0 且各构件的惯 性力和重力均略去不计 试作出各运动副中总反力的作用线 15 分 2 在图示输送带的减速器中 已知z1 10 z2 32 z3 74 z4 72 z2 30 及电动机的转 速为 1450r min 求输出轴的转速n4 10 分 H1 电动机 2 2 3 4 西南科技大学试题 C 卷 制造学院 课程名称 机械原理 课程代码 1324 命题单位 机械基础教研室 学院 专业班级 学号 命题共2页第1页 一 一 填空 填空 2020 分 每题分 每题 2 2 分 分 1 构件是机构中的单元体 零件是机器中的单元体 2 平面五杆机构共有个速度瞬心 其中个绝对速度瞬心 3 机构倒置是指 倒置以后运动不变 4 移动从动件盘形凸轮机构 当从动件运动规律一定时 欲同时降低升程和回程的压力 角 可采用的措施是 若只降低升程的压力角 可采用方法 5 一对外啮合渐开线斜齿轮传动的正确啮合条件是 6 已知蜗杆的旋向和转向如图所示 试问与其相啮合的蜗轮的 螺旋方向是 并在附题图中标出蜗轮的转向 7 机构力计算中的动态静力法指 8 作转子静平衡时 至少选个平衡平面 而动平衡时 至少选个平衡平面 9 通常机器运动的三个阶段是指阶段 阶段和阶段 10 在机构等效动力学模型中 按原则计算等效力矩 按原则计算等效转动惯量 二 二 简答简答 17171717分 分 1 何谓机构自由度 计算如图所示机构的自由度 7 分 2 什么是斜齿轮的当量齿轮 为什么用斜齿轮的当量齿轮 4 分 3 在图示四杆机构中 细线小圆表示转动副处的摩擦圆 若不考虑构件的质量 当构 件 1 为主动时 试在附图上画出图示瞬时作用在连杆上两运动副 B C 处的全反 力方向 6 分 三 如附图所示的铰链四杆机构 ABCD 中 已知各杆长度 25mmLAB 65mmLBC 55mmLCD mmLAD85 试求 该机构为何种类型 作图求出摇杆的两个极限位置 并在图上标出极位夹角 当 AB 杆件为主动件时 标出机构的压力角 并标出最小传动角 min 若 要 使 机 构 变 成 双 曲 柄 机 构 最 简 单 的 方 法 是 什 么 18 分 四 在题图机构中 已知 o BAC90 AB 杆长 BC 杆长如图所示 曲柄 AB 的等角速度 1 常数 转向如图所示 用相对运动图解法求构件 3 的 3 角速度和角加速度 3 要 求列出向量方程 指明各项的大小和方向 12 分 五 一对按标准中心距安装的正常齿制的外啮合减开线标准直齿圆柱齿轮 已知主动轮 1 作顺时针方向转动 0 21 20 34 22 ZZ 中心距mma140 计算该对齿轮的模数 m 各轮的节圆直径 作图标出理论啮合线 21N N 实际啮合线 21B B 节点 P 啮合角 在实际啮合线 21B B上 注明单对齿啮合区和双对齿啮合区 并从图中粗略算 出重合度 18 分 六 一铣床的转盘行星减速装置如图所示 已知各齿轮的齿数分别为 Z1 Z2 17 Z3 51 试求 当手柄转 90 度 转盘 H 转过的角度 15 分 西南科技大学试题 D 卷 制造学院 课程名称 机械原理 课程代码 1324 命题单位 机械基础教研室 学院 专业班级 学号 命题共2页第1页 一 判断题 10 对者画 错者画 1 周转轮系中自由度为 2 的轮系是行星轮系 2 曲柄滑块机构有急回特性 3 凸轮机构中当从动件的加速度有有限的突变时 存在柔性冲击 4 加工标准直齿圆柱齿轮时 刀具的分度线应与齿轮的分度园相切 5 一对标准齿轮的分度园相切时的中心距称为标准中心距 二 填空题 10 分 1 两构件直接接触并能产生 称为运动副 2 平面六杆机构共有 个瞬心 3 斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数有 关系 4 为了减小飞轮的转动惯量 飞轮应装在 轴上 5 一外啮合槽轮机构 槽数 z 6 槽轮停歇时间为 1 秒 运动时间为 2 秒 则槽轮机构 所需的园销数 k 是 三 选择题 10 分 1 具有急回特性的平面连杆机构中行程速比系数 A K 1B K 1C K1B mt1 mt2 mt t1 t2 t C m1 m2 m 1 2 D mn1 mn2 mn n1 n2 n 1 2 4 下面 组机构均有急回特性 A 曲柄摇杆机构 曲柄滑块机构B 摆动导杆机构 偏置曲柄滑块机构 C 所有曲柄滑块机构D 四杆机 5 蜗杆蜗轮 在中间平面内的啮合 相当于 A 内 外齿轮的啮合B 两圆柱齿轮的啮 C 斜齿轮的啮合D 齿条与齿轮的啮合 6 斜齿轮的法向齿形与下列中 组所提及直齿轮齿形相似 A 直齿 齿数 Zv Z COS 3 m mn B 直齿 齿数 Zv Z COS 2 m mn C 直齿 齿数 Zv Z m mD 直齿 齿数 Zv Z m mt E 直齿 齿数 Zv Z COS3 m mt 7 当蜗杆的导程角 当量摩擦角 v 时蜗杆蜗轮机构具有自锁性 此时 只能 A 大于 蜗杆作主动件B 小于 蜗轮作主动件 C 小于 蜗杆作主动件D 大于 蜗轮作主动件 8 直齿圆锥齿轮的正确啮合条件是 A 小端模数 压力角分别相等B 大端模数 压力角分别相等 C 模数 压力角分别相等 9 不考虑摩擦时 转动副中的反力的作用线 有 A 与转动副相切 2 个未知量B 通过转动副中心 2 个未知量 C 与转动副相割 2 个未知量D 通过转动副中心 3 个未知量 10 检验四杆机构的最大压力角 只需从 检验即可 A 曲柄与连杆共线两位置B 曲柄与机架共线两位置 C 摇杆两极限位置D 机架与摇杆共线两位置 三 简答 10 分 有一对齿轮传动 小齿轮尺寸较小 大齿轮的尺寸很大且大齿轮毛坯昂贵 为使大齿轮 在磨损后仍然能利用 中心距不变 试拟定方案 四 计算 20 分 1 当 20 0的正常齿渐开线标准齿轮的齿根圆和基圆相重合时 其齿数为若干 又 若齿数大于求出的数值 则齿根圆和基圆哪个大 10 分 2 在图示轮系中已知各齿轮的齿数为 Z1 20 Z2 40 Z3 30 Z4 80 求传动比 i1H 10 分 五 作图 20 分 图示为用于控制装置的摇杆滑块机构 若已知 1 600 S1 80mm 2 900 S2 60mm 3 1200 S3 40mm 偏距 e 20mm 1 试设计该机构 2 设 1 10 S 曲柄与机架的夹角为 30 时求 VC 要求用相对运动原理求解 3 设 1 10 S 曲柄与机架的夹角为 90 时求 VC 要求用速度瞬心法求解 西南科技大学试题 F 卷 制造学院 课程名称 机械原理 课程代码 1324 命题单位 机械基础教研室 学院 专业班级 学号 命题共2页第1页 一 填空 20 分 每小题 2 分 1 平面运动副有以下三个类型 它们的 约束的自由度数目分别为 2 平面移动副自锁条件为 3 按运动形式可将铰链四杆机构分为 4 铰链四杆机构曲柄存在条件为 5 普通的摆动导杆机构 曲柄为原动件 压力角为 传动角为 6 渐开线圆柱齿轮的中心距有误差时 传动比 7 渐开线齿轮保持连续传动的条件为 8 交错轴斜齿轮传动 正确啮合条件为 9 使棘爪顺利地滑向棘轮齿槽底部的条件为 10 能将转动变为移动的机构有 等 二 选择 30 分 每小题 3 分 1 机构具有确定的相对运动条件为 A F 0 B F 0 C F 0 主动件数目等于 F D F 0 主动件数目等于 1 2 铰链四杆机构中 最短杆与最长杆之和小于其余二杆之和 以最短杆为机架 该四 杆机构为 A 曲柄摇杆机构B 双曲柄机构C 双摇杆机构 3 在其他条件不变的情况下 凸轮机构加大基圆半径 rb 压力角 A 增加B 减少C 不变D 可能增加或减小 4 外槽轮机构的运动特性系数总 内槽轮机构的运动特性系数总 A 大于 0 5 小于 0 5B 大于 0 5 大于 0 5 C 小于 0 5 大于 0 5D 小于 0 5 小于 0 5 5 动平衡的转子 是静平衡 静平衡的转子 是动平衡 A 不一定 一定B 一定 一定 C 不一定 不一定D 一定 不一定 三 计算 共 25 分 1 计算下面机构的自由度 5 分 2 用速度瞬心法求构件 3 的速度 并标明 所 有的瞬心 已知 1 30 度 构件 1 的角速度 1 6 rad s L 400mm 10 3 30 1 2 L 3 一铣床的转盘行星减速装置如图所示 已知各齿轮的齿数分别为 Z1 Z2 17 Z3 51 试求当手柄转 90 度 转盘 H 转过的角度 10 分 四 作图 45 分 1 在图试铰链四杆机构中 已知 LAB 10mm LBC 50mm lCD 30mm A 求该机构为曲柄摇杆机构时 lAD的范围 B 若 LAD 40mm 用作图法求当 LAB 杆主动件时的极位夹角 和最小传动角 min 15 分 2 图示的机构中 P 为驱动力 Q 为生产阻力 试分析滑块 3 等速下降时各运动副中的 反力 设各接触表面的摩擦系数均为已知 并忽略各构件的重力和惯性力 10 分 1 2 3 H 3 在图示的摆缸机构中 已知 LAB 50mm LBC 150mm LAD 250mm 在图示位置 1 60 AB 杆顺时针方向等速转动 转速 n1 300r min 试求 1 活塞 C 相对于汽缸壁的速度 2 活塞 C 相对于机架的速度 3 活塞杆的角速度 2和角加速度 2 4 设计一偏置曲柄滑块机构 已知滑块的行程速比系数 K 1 5 滑块的冲程 LC1C2 50mm 导路的偏距 e 20mm 求曲柄 LAB 和连杆 LBC的长度 5 分 西南科技大学试题 G 卷 制造学院 课程名称 机械原理 课程代码 1324 命题单位 机械基础教研室 学院 专业班级 学号 命题共2页第1页 一 判断题 10 对者画 错者画 1 因为普通平底直动从动件盘形凸轮机构的压力角恒为零 所以永远不会发生自锁 2 周转轮系中一定含有轴线位置变化的齿轮 3 周期性速度波动用飞轮调节后 可达到匀速转动 4 两直齿圆柱齿轮啮合传动时的正确啮合条件为 m1 m2 m 1 2 5 在曲柄摇杆机构中 曲柄为主动件时 摇杆极限位置出现在曲柄与机架共线的位置 二 填空 10 分 每小题 2 分 1 平面运动副有以下三个类型 它们的 约束数分别为 2 按运动形式可将铰链四杆机构分为 3 渐开线外啮合圆柱齿轮的实际中心距增大时 传动比 啮合角 4 渐开线齿轮保持连续传动的条件为 和 5 能将转动运动转变为移动的机构有 等 三 选择 10 分 每小题 2 分 1 机构具有确定的相对运动条件为 A F 0 B F 0 C F 0 主动件数目等于 F D F 0 主动件数 目等于 1 2 如果铰链四杆机构的最短杆与最长杆之和小于其余二杆之和 并以最短杆为机架 则该机构为 A 曲柄摇杆机构 B 双曲柄机构 C 双摇杆机构 3 在其他条件不变的情况下 凸轮机构加大基圆半径 rb 压力角 A 增加 B 减少 C 不变 D 可能增加或减小 4 外槽轮机构的运动特性系数总 内槽轮机构的运动特性系数总 A 大于 0 5 小于 0 5B 大于 0 5 大于 0 5 C 小于 0 5 大于 0 5D 小于 0 5 小于 0 5 5 达到动平衡的转子 静平衡 达到静平衡的转子 动平 衡 A 不一定 一定B 一定 一定 C 不一定 不一定D 一定 不一定 四 简答题 15 1 简述渐开线齿轮能够保证恒定传动比的基本原理 2 简述转动副摩擦圆的意义 3 简述四杆机构的类型及其演化过程 五 作图题 30 分 1 在图试铰链四杆机构中 已知各杆的长度 lAB 10mm lBC 50mm lCD 30mm lAD 40mm 杆 LAB 主动件 请完成 15 分 1 画出机构处于传动角最小位置时的机构简图 2 用作图法求的极位夹角 2 试设计一曲柄滑块机构 已知滑块的行程速比系数 K 1 5 滑块的冲程 H 40mm 偏距 e 15mm 自行确定曲柄及连杆长度 六 计算题 共 25 分 1 如图所示正切机构 尺寸及瞬时位置如图 且构件 1 的角速度 1 6rad s 1 0 请 完成 1 并标明所有的瞬心 5 分 2 求构件 3 的瞬时速度和加速度 10 分 2 某铣床的转盘行星减速装置如图所示 已知各齿轮的齿数 分别为 Z1 Z2 17 Z3 51 试求当手柄转 90 度 转盘 H 和 齿轮 2 转过的角度及方向 10 分 B A C D 400mm 30 1 2 3 1 2 3 H 西南科技大学试题 H 卷 制造学院 课程名称 机械原理 课程代码 1324 命题单位 机械基础教研室 学院 专业班级 学号 命题共2页第1页 一 判断题 10 对者画 错者画 1 偏置的摆动导杆机构 曲柄作主动件 其压力角也永远为零 2 各种蜗杆传动中 在蜗轮的轴剖面的啮合都相当于渐开线齿轮与齿条的啮合 3 周期性速度波动可用飞轮调节速度波动 4 平行轴斜齿圆柱齿轮外啮合传动时的正确啮合条件为 m1t m2t m 11 t2 1 2 且螺线方向相反 5 在曲柄摇杆机构中 摇杆达到极限位置时 曲柄与机架共线 二 填空 10 分 每小题 2 分 1 直齿圆锥齿轮的当量齿轮是指 2 指出两种一定存在有急回特性的机构 3 平面机构中以 形式接触的运动副称为低副 4 从效率的观点来看机构的自锁条件为 5 蜗杆的中圆柱直径计算公式为 三 选择 10 分 每小题 2 分 1 在 最短杆长度 最长杆长度 其余两杆长短之和 条件下 固定最短杆为机架 得 到 A 曲柄摇杆机构B 双曲柄机构C 双摇杆机构 2 周转轮系中自由度为 2 轮系称为 A 行星轮系B 差动轮系C 混合轮系 3变位齿轮与标准齿轮基园的大小 A 相等B 不相等C 不确定 4刚性转子满足静平衡的条件为 A Pi 0B Pi 0 mi 0C e 0 Mr 0 5 在凸轮机构中 从动件运动规律存在刚性冲击的是 A 等速运动B 等加速等减速C 余弦加速度 四 简答题 15 1 什么是虚约束 2 为什么一对平行轴斜齿轮传动的重合度比一对直齿轮传动的重合度来得大 3 设计滚子从动件盘形凸轮机构时 如实际轮廓上出现尖点 将可能出现什么后果 面对这一实际结果 设计上应如何加以处理 五 作图题 30 分 1 在图上标出理论廓线 0 基圆半径r0 最大位移 h 推程运动角 0 远休止角 01 回程运动角 0 近休止角 02 图示位置压力角 2 试设计一偏置的曲柄滑块机构 已知滑块的行程速比系数K 1 5 滑块的行程 H 40mm 偏距e 15mm 并自行确定曲柄及连杆长度 六 计算 共 30 分 1 图示为一夹紧机构 设已知夹紧力Q 1KN 楔块斜角 6 o 摩擦系数为 f 0 1 lBC 100mm lCD 300mm 请完成 1 画出斜块1 2的受力图 2 计算需用驱动力P的大小 2 在图示复合轮系中 已知n1 3000 r min Z1 36 Z2 60 Z3 23 Z4 49 Z4 69 Z5 31 Z6 131 Z7 94 Z8 36 Z9 167 试求行星架H的转速nH 西南科技大学试题 I 卷 制造学院 课程名称 机械原理 课程代码 1324 命题单位 机械基础教研室 学院 专业班级 学号 命题共2页第1页 一 判断题 10 对者画 错者画 1 各种轮系的自由度均为 1 2 曲柄滑块机构一定都没有急回特性 3 凸轮机构中当从动件的加速度存在有限的突变时 称为刚性冲击 4 加工标准直齿圆柱齿轮时 刀具的分度线应与齿轮的分度园相切 5 动平衡的转子也一定是静平衡转子 二 填空 10 分 每小题 2 分 1 两构件之间可运动连接的接触面称为 2 平面六杆机构共有 个瞬心 3 斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数关系的公式是 4 为了减小飞轮的转动惯量 飞轮应装在 轴上 5 一外啮合槽轮机构 槽数 z 6 槽轮停歇时间为 1 秒 运动时间为 2 秒 则槽轮机构 所需的园销数 k 是 三 选择 10 分 每小题 2 分 1 具有急回特性的平面连杆机构中行程速比系数 A K 1 B K 1 C K1B mt1 mt2 t1 t2 C m1 m2 1 2D mn1 mn2 n1 n2 1 2 四 简答题 15 1 何谓机构自由度 2 简述斜齿轮的当量齿轮及其实际应用 3 简述转动副的摩擦圆 及其在机构受力分析中的意义 五 作图题 30 分 1 在图示的凸轮机构中 摩擦圆如图所示 摩擦角 15 o 生产阻力 Pr 50N 请完成 1 画出凸轮和从动件的受力图 2 图解法运动副反力和平衡力矩M1 2 已知构件 S 的两个位置 如图所示 并已知活动铰链中心 B 及固定教练中心位置 D 试 设计一铰链四杆机构 ABCD 能实现构件 S 的两个位置 六 计算 共 30 分 1 偏置曲柄滑块机构如图所示 e 20mm lAB 40mm lBC 100mm 请在图上画出滑块的两个极 限位置 并计算出极位夹角 和行程速比系数K 2 图示为纺织机中的差动轮系 设已知 Z1 30 Z2 25 Z3 Z4 24 Z5 18 Z6 121 n1 200 r min nH 316 r min 且转 向相同 试求 n6 S1 S2 B1 D B2 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 1 1 1 1 套 参考答案套 参考答案套 参考答案套 参考答案 一 判断题 10 对者画 错者画 评分标准 每题 2 分 判断错误不得分 1 2 3 4 5 二 填空题 10 分 评分标准 每题 2 分 错误不得分 1 3 cos z z z z z z z zv v v v 成型法加工齿轮选择刀具用 技术强度 2 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 3 点 线 4 小于 50 5 21 1 2 tg tg tg tgctgctgctgctg z z z z z z z z i i i i 三 选择题 10 分 评分标准 每题 2 分 错误不得分 1 C 双摇杆机构2 B 差动轮系3 A 相等4 B Pi 0 mi 05 B 等加速等减速C 余弦加速度 四 简答题 15 分 评分标准每题 3 分 答案有关键字就算正确 1 机构可动的条件是机构的自由度大于零 机构具有运动确定性的条件是主动件数等于自 由度 2 其安装中心距比标准中心距大 3 不适用 因为平底直动从动件盘形凸轮机构的压力角始终为零 4 直动滚子从动件盘形凸轮机构中 其滚子半径不能任意加大 应为当滚子半径大于理论 轮廓的最小值时 实际轮廓线将被切掉 5 槽轮机构运动系数的表达式是 z z z z z z z zk k k k 2 2 运动系数大于零 小于 1 五 图解题 1 10 分 评分标准 以下步骤每一步 2 分 a 计算出极位夹角 00 36180 15 1 15 1 180 1 1 k k k k k k k k b 作出以滑块冲程lC1C2 50mm 为直角边 其中一个角为 540的直角三角形 c 以改直角三角形的斜边中点为园心 一半为半径作园 d 取园上一点 该点距滑块冲程的距离为e 20mm 得到曲柄转动中心点 A e 作图求得 连杆 曲柄的长度 分别为 AB 21 5 BC 46 5 2 20 分 评分标准 首先标注出全部瞬心 该题中共有 15 个瞬心 标注出 1 个 1 分 利用瞬心的性质写出传动比表达式 5 分 3 15 分 评分标准 首先对图所示的构件 2 进行受力分析 画出地面及物体 1 对 2 的作用力 5 分 对图所示的构件 1 进行受力分析 画出地面及物体 2 对 1 的作用力 5 分 写出它们之间 的数字关系 5 分 4 10 分 评分标准 正确地写出轮系的传动比关系 21 42 4 1 1 3 3 1 z z z zz z z z z z z zz z z z n n n nn n n n n n n nn n n n z z z z z z z z n n n nn n n n n n n nn n n n h h h h h h h h h h h h h h h h 其中 n3 0 6 分 解出他 们之间的数字关系 n4 6 29r min 4 分 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 2 2 2 2 套 参考答案套 参考答案套 参考答案套 参考答案 一 判断题 10 对者画 错者画 评分标准 每题 2 分 判断错误不得分 1 2 3 4 5 二 填空题 10 分 评分标准 每题 2 分 错误不得分 1 与斜齿轮法向齿形最接近的直齿轮 2 摆动导杆机构 偏置式曲柄滑块机构 3 面 4 效率小于或等于 0 5 2 1 21 z z z zq q q qm m m ma a a amqmqmqmqd d d d 三 选择题 10 分 评分标准 每题 2 分 错误不得分 1 A 曲柄摇杆机构2 B 差动轮系3 A 相等4 A Pi 0 5 A 等速运动 四 简答题 15 分 评分标准每题 3 分 答案有关键字就算正确 1 对机构的运动不起如何限制作用的约束 称为机构的虚约束 2 由于斜齿轮的实际啮合线比与端面同齿形的直齿轮相啮合长出一端 该端受螺旋角和齿 轮的厚度影响 3 因为基园半径的减小 将使压力角增大 当压力角达到一定值后 可能引起该机构自锁 4 造成运动失真 解决的办法两个 增大基园半径 减小滚子半径 5 槽轮机构设计中为了避免刚性冲击 使拨盘的拨销在刚刚进入槽轮的槽时 槽轮的转速 为零 设计中 保证此时拨盘中心 销 槽轮中心 三点成直角 五 图解题 1 10 分 评分标准 以下步骤每一步 2 分 a 作出该机构的运动简图 该机构为摇块机构 3 分 b 画出瞬心 6 个 4 分 c 用库茨贝奇准则计算自由度 自由度为 1 3 分 2 20 分 评分标准 能通过连杆的位置标出运动副的名称 4 分 根据连杆的两位置实际此四杆机构 做出垂直平分线 10 分 根据条件找到正确位置的 6 分 写出答案 4 分 LAB 69 LCD 117 5 LAD 98 5 3 15 分 评分标准 做出摩擦园 3 分 对图所示的构件 1 3 进行受力分析 10 分 写出它们之 间的数字关系 7 分 4 10 分 评分标准 正确地写出轮系的传动比关系 21 42 4 1 1 3 3 1 z z z zz z z z z z z zz z z z n n n nn n n n n n n nn n n n z z z z z z z z n n n nn n n n n n n nn n n n h h h h h h h h h h h h h h h h 其中 n3 0 6 分 解出他 们之间的数字关系 n4 6 29r min 4 分 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 3 3 3 3 套 参考答案套 参考答案套 参考答案套 参考答案 一 填空题 20 分 评分标准 每题 2 分 错误不得分 1 运动 制造 2 15 4 3 改变机架时 相对 4 增大基园半径 改变升程运动角 5 法面模数相等 法面压力角相等 螺旋角相等 旋向相反 6 顺时针 7 应用达朗贝尔原理 将惯性力虚拟上 将不平衡的问题化为平衡来处理 8 一 二 9 启动阶段 正常运动阶段 停车阶段 10 做功不变的原则计算 动能不变的原则 二 简答题 15 分 评分标准每题 3 分 答案有关键字就算正确 1 机构独立运动的个数 称为机构自由度 该机构存在局部自由度 自由度为 1 2 与斜齿轮法向齿形最接近的直齿轮 称为斜齿轮的当量齿轮 使用它便于用成型法加工 和强度计算 3 首相要判断出角度的变化 摩擦矩的方向是阻碍运动 连杆是一个二力杆 用它作为突 破 三 图解题 18 分 1 该机构为 曲柄摇杆机构 5 分 2 当曲柄与连杆拉直共线和重叠共线时分别得到摇杆的两个极限位置 此时曲柄所夹的锐 角为极位夹角 5 分 3 压力角为作用在此 c 点的主动力与该点的速度方向所夹的锐角 最小传动角出现在曲柄 与机架共线的两位置之一 4 分 4 要获得双曲柄机构 以该机构的最短构件为机架 4 分 四 1 写出速度矢量式 2323B B B BB B B BB B B BB B B B v v v vv v v vv v v v 3 分 2 构造速度的矢量三角形 求出构件 3 的角速度 3 分 3 写出加速度矢量式 K K K K B B B BB B B B r r r r B B B BB B B BB B B B n n n n b b b bB B B B a a a aa a a aa a a aa a a aa a a a 2323233 4 构造加速度的矢量三角形 求出构件 3 的角加速度 3 分 五 评分标准 以下每一个小题 6 分 共 18 分 根据中心距于齿数 模数的关系 计算该对齿轮的模数 m 5 各轮的节圆直 径 110 170 算出基园半径 作图标出理论啮合线 21N N 算出齿顶园半径 作出实际啮合 线 21B B 节点 P 啮合角 在实际啮合线 21B B上 注明单对齿啮合区和双对齿啮合区 并从图中粗略算 出重合度 18 分 六 15 分 评分标准 正确地写出轮系的传动比关系 2 3 3 1 z z z z z z z z n n n nn n n n n n n nn n n n h h h h h h h h 其中 n3 0 9 分 解出他们之 间的数字关系 22 5 度 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 4 4 4 4 套 参考答案套 参考答案套 参考答案套 参考答案 一 判断题 10 对者画 错者画 评分标准 每题 2 分 判断错误不得分 1 2 3 4 5 二 填空题 10 分 评分标准 每题 2 分 错误不得分 1 相对运动 2 15 3 cos t t t tn n n n m m m mm m m m 4 高速轴 5 1 三 选择题 10 分 评分标准 每题 2 分 错误不得分 1 B K 12 A 曲柄与连杆共线时3 A 3 cos Z Z Z Z Z Z Z ZV V V V 4 飞 轮5 C 没有变化 四 简答题 15 分 评分标准每题 3 分 答案有关键字就算正确 1 三心定理也叫肯尼提 科朗浩特定理指 作平面运动的三个构件有三个瞬心 这三个瞬心 在一条直线上 2 铰链四杆机构中如果最短杆加最长杆小于其余二杆之和 并以最短杆的相邻杆为机架 则得曲柄摇杆机构 3 凸轮机构常见的运动规律有 等速运动规律 等加速等减速运动规律 余弦加速度运动 规律 存在刚性冲击的运动规律有 等速运动规律 存在柔性运动规律有 余弦加速度 运动规律 等加速等减速运动规律 4 渐开线齿轮当中心距略有变化时 传动比不变的性质 叫做渐开线齿轮的可分性 5 刚性回转件的平衡分为 静平衡 动平衡 静平衡的条件是离心力的矢量和为 0 动平 衡的条件是离心力的主矢 主矩之矢量和为零 五 图解题 1 15 分 评分标准 以下步骤每一步 2 分 a 画出瞬心 6 个 5 分 b 用库茨贝奇准则计算自由度 自由度为 1 5 分 c 写出 n n n n CBCBCBCBCBCBCBCBB B B B n n n n C C C CC C C C CBCBCBCBB B B BC C C C a a a aa a a aa a a aa a a aa a a a v v v vv v v vv v v v 矢量式 5 分 六 1 15 分 1 求当 20 时 这对齿轮的实际啮合线 B1B2的长 作用弧 作用角及重合度 代 入公式求出 7 分 2 绘出一对齿和两对齿的啮合区图 选适当的长度比例尺 l 不用 画出啮合齿廓 并按图上尺寸计算重合度 8 分 2 10 分 评分标准 正确地写出轮系的传动比关系 21 42 4 1 1 3 3 1 z z z zz z z z z z z zz z z z n n n nn n n n n n n nn n n n z z z z z z z z n n n nn n n n n n n nn n n n h h h h h h h h h h h h h h h h 其中 n3 0 6 分 解出他 们之间的数字关系 n4 6 29r min 4 分 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 5 5 5 5 套 参考答案套 参考答案套 参考答案套 参考答案 一 填空题 20 分 评分标准 每题 2 分 错误不得分 1 自由度大于 0 且主动件的数目等于自由度 2 位于同一直线上 3 小于 0 4 双曲柄机构 5 减小 6 增加 减小 7 模数和压力角相等 8 大于零 不自锁 9 垂直 10 一定 不一定 二 选择题 30 分 评分标准 每题 3 分 错误不得分 1 B VC VB VCBC VB VC VBC 2 B 所有的摆动导杆机构D 所有的平底直动盘形凸轮机构 3 D mn1 mn2 mn n1 n2 n 1 2 4 B 摆动导杆机构 偏置曲柄滑块机构 5 D 齿条与齿轮的啮合 6 直齿 齿数 Zv Z COS 3 m mn 7 C 小于 蜗杆作主动件 8 B 大端模数 压力角分 C 模数 压力角分别相等 9 B 通过转动副中心 2 个未知量 10 B 曲柄与机架共线两位置 三 简答题 10 分 答 大齿轮采用负变位的方法加工 配置以正变位的小齿轮 使他们的变位系数之和位零 四 计算 1 10 分 评分标准 计算出他们相等时 齿数为 42 7 分 答正确 3 分 2 正确写出传动比计算公式 1 2 2 1 2 4 4 2 z z z z z z z z n n n n n n n n z z z z z z z z n n n nn n n n n n n nn n n n h h h h h h h h 8 分 作出正确答案 3 分 五 1 设计出该机构 10 分 2 设 1 10 S 曲柄与机架的夹角为 30 时求 VC 要求 用相对运动原理求解 5 分 3 设 1 10 S 曲柄与机架的夹角为 90 时求 VC 要求用 速度瞬心法求解 5 分 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 6 6 6 6 套 参考答案套 参考答案套 参考答案套 参考答案 一 填空题 20 对者画 错者画 1 转动副 移动副 高副 1 2 3 2 外力合力的方向与接触法线方向的夹角小于摩擦角 3 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 4 最长杆 最短杆 其余两杆之和 5 0 90 6 不变 7 重合度 1 8 m1 m2 1 2 1 2 9 好 10 螺旋机构 齿条机构 凸轮机构 曲柄滑块机构 三 计算题 10 分 1 取消局部自由度 n 4 pl 5 ph 1 F 3 4 5 2 1 1 2 标明所有的瞬心 并用速度瞬心法求构件 3 的速度 已知构件 1 的角速度 1 6 rad s L 0 5m V3 1Lp14p13 6 1 6m s 3 45 1 2 L P32 P14 P24 P13 P34 P12 3 3 一铣床的转盘行星减速装置如图所示 已知各齿轮的齿数分别为 Z1 Z2 17 Z3 51 试求 当手柄转 90 度 转盘 H 转过的角度 10 分 5 2225 0 17 51 0 1 1 H H H 四 图解题 1 在图试铰链四杆机构中 已知 LAB 10mm LBC 50mm lCD 30mm A 求该机构为曲柄摇杆机构时 lAD的范围 B 若 LAD 40mm 用作图法求当 LAB 杆主动件时的极位夹角 和 最小传动角 min 2 图示的机构中 P 为驱动力 Q 为生产阻力 试分析滑块 3 等 速下降时各运动副中的反力 设各接触表面的摩擦系数均为已知 并 忽略各构件的重力和惯性力 3 在图示的摆缸机构中 已知 LAB 50mm LBC 150mm LAD 250mm 在图示位置 1 60 AB 杆顺时针方向等速转动 转速 n1 300r min 试求 1 活塞 C 相对于汽缸壁的速度 2 活塞 C 相对于机架的速度 3 活塞杆的角速度 2和角加速度 2 4 设计一偏置曲柄滑块机构 已知滑块的行程速比系数 K 1 5 滑块的冲程 LC1C2 50mm 导路的偏距 e 20mm 求曲柄 LAB 和连杆 LBC的长度 5 分 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 7 7 7 7 套 参考答案套 参考答案套 参考答案套 参考答案 一 判断题 10 对者画 错者画 1 2 3 4 5 1 2 3 H 二 填空 10 分 每小题 2 分 1 移动副 转动副 高副 2 2 1 2 曲柄摇杆 双曲柄 双摇杆 3 不变 增大 4 基圆节距相等 重合度 1 5 螺旋 凸轮 齿条 曲柄滑块 三 选择 10 分 每小题 2 分 1 C 2 B 3 C 4 5 D 四 简答题 15 1 简述渐开线齿轮能够保证恒定传动比的基本原理 答 1 渐开线上任一点法线与基圆向切 2 两齿轮啮合点的公法线就是两齿轮基圆 的公切线 3 两齿轮的瞬心是齿轮中心连线与啮合点的公法线的交点 且保持不变 2 简述转动副摩擦圆的意义 答 1 转动副有相对运动时 约束力总是和摩擦圆相切 2 不运动是约束力和摩擦 圆相割 3 外力的合力与摩擦圆相割时自锁 3 简述四杆机构的类型及其演化过程 答 1 四杆铰链机构以不同的构件做机架 可得到曲柄摇杆 双曲柄 双摇杆机构 2 用一个移动副代替转动副不同的构件做机架可得到滑块机构 定块机构 摇块机 构和导杆机构 3 用两个移动副代替转动副不同的构件做机架可得到一类为正切机构 另一类为正玄机构 十字滑块连轴器和椭圆规机构 五 作图题 30 分 1 在图试铰链四杆机构中 已知各杆的长度 lAB 10mm lBC 55mm lCD 30mm lAD 45mm 杆 LAB 主动件 请完成 15 分 1 画出机构处于传动角最小位置时的机构简图 2 用作图法求的极位夹角 2 试设计一曲柄滑块机构 已知滑块的行程速比系数 K 1 5 滑块的冲程 H 40mm 偏距 e 15mm 自行确定曲柄及连杆长度 六 计算题 共 30 分 1 如图所示正切机构 尺寸及瞬时位置如图 且构件 1 的角速度 1 6rad s 1 0 请 完成 1 并标明所有的瞬心 5 分 2 求构件 3 的瞬时速度和加速度 10 分 B A C D 400mm 30 1 2 3 P14 P23 P12 P34 P13 P24 60 cos sin8 0 cos 4 0 tan4 0 1 1 1 2 1 1 2 1 1 t t t dt dv a tdt ds v ts 2 某铣床的转盘行星减速装置如图所示 已知各齿轮的齿数分别为 Z1 Z2 17 Z3 51 试 求当手柄转 90 度 转盘 H 和齿轮 2 转过的角度及方向 10 分 5 2225 0 17 51 0 1 1 H H H 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 机械原理 第 8 8 8 8 套 参考答案套 参考答案套 参考答案套 参考答案 一 判断题 10 对者画 错者画 1 2 3 4 5 二 填空 10 分 每小题 2 分 1 直径为背锥赘距的同模数齿轮 2 曲柄摇杆 摆动导杆 3 点或线 4 效率 0 5 d qm 三 选择 10 分 每小题 2 分 1 C 2 B 3 A 4 A 5 A 四 简答题 15 1 对机构的运动不起如何限制作用的约束 称为机构的虚约束 2 由于斜齿轮的实际啮合线比与端面同齿形的直齿轮相啮合长出一端 该端受螺旋 角和齿轮的厚度影响 3 造成运动失真 解决的办法两个 增大基园半径 减小滚子半径 五 作图题 30 分 1 2 3 H 1 在图上标出理论廓线 0 基圆半径r0 最大位移 h 推程运动角 0 远休止角 01 回程运动角 0 近休止角 02 图示位置压力角 2 试设计一曲柄滑块机构 已知滑块的行程速比系数K 1 5 滑块的冲程H 40mm 偏 距e 15mm 并自行确定曲柄及连杆长度 3 图示为一夹紧机构 设已知夹紧力Q 1KN 楔块斜角 6 o 摩擦系数为 f 0 1 L BC 100mm LCD 300mm 忽略铰链处的摩擦 请完成 1 画出两斜块1 2的受力图 2 图解法求AB杆的受力 3 计算加紧时需用驱动力P的大小 P 680 3 227N 4 在图示复合轮系中 已知n1 3000 r min Z1 36 Z2 60 Z3 23 Z4 49 Z4 69 Z5 31 Z6 131 Z7 94 Z8 36 Z9 167 试求行星架H的转速nH