08级机械原理2试题2010(B解答)

华中科技大学机械科学与工程学院2010 2011 学年度第 一 学期 机 械 原 理（二） 考试试卷（B卷解答）（考试时间：150分钟 考试方式：闭卷）专业班级： 学号： 考试卡号： 姓名： 题号一二三四五六总分题分101015252515100得分一、(10分) 选择填空1.在范成法加工常用的刀具中，_ C _能连续切削,生产效率更高。A.齿轮插刀 B.齿条插刀 C.齿轮滚刀 D.成形铣刀2用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的分度圆_ C _。A.相切 B.相割 C.相离 D.重合3和标准齿轮相比，以下变位齿轮的四个参数中_ D._已经发生了改变。A.齿距p B.模数m C.压力角 D.分度圆齿厚4机械平衡研究的内容是_ C _ 。A. 驱动力与阻力间的平衡 B. 各构件作用力间的平衡C. 惯性力系间的平衡 D. 输入功率与输出功率间的平衡5使用飞轮可以_ C _速度波动。A消除，非周期； B 消除，周期性； C 减小，周期性； D减小，非周期。二、（10分）填空题1拆 分 机 构 的 杆 组 时 应 先 从最低级 别的 杆 组开始，而机 构 的 级 别 按最高 级 别杆 组 确 定。2与标准齿轮相比，正变位齿轮的分度圆齿厚加大，但齿顶厚减小，故对正变位齿轮应验算其齿顶厚。3用范成法切制渐开线齿轮齿廓时，若用同一把刀具加工m、a、z均相同的标准齿轮和负变位齿轮，它们的分度圆直径相等，基圆直径相等，尺顶圆直径不相等。4计算等效力（或力矩）的条件是 等效前后功率相等 ；计算等效转动惯量（或质量）的条件是等效前后动能相等 。5为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高速 轴上。三、(15分) 计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度和虚约束必须明确指出），判断该机构是否具有确定运动。用低副代替高副，并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别（要有杆组拆分过程）。（答案：F=38-211-1=11，该机构由4个级杆组和一个级机构组成，因此该机构是一个级机构。）四、(25分)一对外啮合的渐开线直齿圆柱齿轮传动中， 已知,要求小齿轮刚好无根切（不考虑其他要求），试问在无侧隙啮合条件下：（1）实际中心距时，应采用何种类型的齿轮传动，变位系数x1, x2各为多少？并计算两轮的齿根圆半径,齿顶圆半径和齿全高。（2）实际中心距时，应采用何种类型的齿轮传动，变位系数和x1, x2各为多少？解:（1）实际中心距时，一次采用高度变位齿轮传动。，x2=-0.294(x2敏=-0.647) 齿顶圆半径: 齿全高: （2）实际中心距时，因为，采用正传动。，x2=0.1343(x2敏=-0.647)五、(25分) 某刨床的主轴为等效构件，在一个运转周期内的等效阻动力矩Mr如图所示。等效驱动力矩Md为常数，刨床的主轴的平均转速n=60r/min，运转不均匀系数d=0.1，若不计飞轮以外的构件的转动惯量，计算安装在主轴上的飞轮转动惯量。M2600(N.m)/4/4/6Mr解：在一个运动周期内，等效驱动力矩与等效阻动力矩作的功相等。M2600(N.m)/4/4/6Mrf1f2f3f4f5MdABCDEF计算各区域面积：f1=125 N.m f2=-(600-125)/4=-118.75 N.mf3=125/4=31.25 N.m f4=-(600-125)/6=-79.17 N.mf5=125/3=41.67 N.m设EA=0，EB=125，EC=125-118.75=6.25，ED=6.25+31.25=37.5，EE=37.5-79.17=-41.67，EF=-41.67+41.67=0，最大盈亏功Nmax= EB- EE=125-(-41.67)=166.67五、(15分) 问答题1）为什么作往复运动的构件和作平面复合运动的构件不能在构件本身内获得平衡？构件在基座上获得平衡的实质是什么？答：a 机构中含有作往复运动或一般平面运动的构件，其质心位置随构件的运动而发生变化，质心处的加速度大小和方向也随构件的运动而发生变化，因此产生的惯性力、惯性力矩无法用转子平衡中配重的方法使其在构件内部平衡，必须对整个机构进行研究。由于各运动构件产生的惯性力、惯性力矩可合成为一个作用于机架上的总惯性力及一个总惯性力矩，故可设法使总惯性力与总惯性力矩在机架上得以完全或部分的平衡。B 平衡的实质是使整个机构的质心静止不动，质心加速度为零。2）在什么情况下机械才会作周期性速度波动？速度波动有何危害？如何调节？调节后速度波动是否完全消除，为什么？答：1 当外力做周期性变化时，在某个阶段可能对系统做正功，使得系统速度增大；而在另一个阶段可能对系统做负功，使得系统速度减小，但在一个周期内正功总量与负功总量相等（否则机械速度会不断增大或不断减小，机械不能正常工作），从而使机械速度做周期性波动。2 速度波动会在运动副中产生附加的动负荷，降低机械系统