2013春季机械原理A卷-带答案要点

1、哈工大2013年春季学期F = 3n2P _ Ph = 24_ 22 _ 仁 1机械原理题号-一一二二二四五六七八九十总分分数题一图（8 分）答:811二、图示机构中，已知：Lab 二 30mm, LCe 二 20mm,二 63mm, y° 二 60mm；构件i以逆时针等角速度20rad / s转动。求此机构的全部瞬心，并用瞬心法求构件 3的角速度' 3。（ 8 分）AI题二图答:* V速度瞬心位置如图所示，瞬心数 K为K = m(m")=4 (仆),(个)2 2切1 _ 只3巳4° 3 p3p4亦厂 JXd2 + Yd2 二 100mmP3P4 = 2*

2、j302 - 152 = 30j3P3R4 = 100- 30肠=21.63rad/sg =s* P3P4 /p3R4 =20*30 73/(100- 303)三、双滑块机构中，滑块1在驱动力P作用下等速运动。设已知各转动副中轴颈半径 r = 10mm, 当量摩擦系数f 0.1，移动副中的滑动摩擦系数f = 0.176327,Iab = 200mm。各构件的重量 不计。试在图示中标出所有构件的受力方向;(2) 求在该位置处，当P= 500N时，平衡状态的阻力 Q ；(3) 该机构在此瞬时位置的效率。(14分)答:in题三图a/s in a=b/s in b=c/s inc不考虑摩擦时，输出力为

3、:a=Q/p=tan(30°)4四、如图所示为一滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮实际轮廓线为一圆心在 A点的偏心圆，其半径为R。从动件的偏距为 e,试用作图法求：（1）画出凸轮机构的基圆、偏距圆及理论廓线；（2） 当滚子中心位于C点时，从动件的位移 Sc ；（3）当滚子中心位于C点时，对应推程起始位置时凸轮的转角 'c ；（4）当滚子中心位于C点时，凸轮机构压力角:c。（14 分）答：如图所示，基圆、偏距圆及理论廓线；如图所示，从动件的位移SC ;对应凸轮的转角'c ;如图所示，凸轮机构压力角:c。五、一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中

4、心距a = 80 mm，模数m 2.0mm,传动比 ii2 二 2.2，试求：（1） 两齿轮的齿数Zi，z2 ；（2） 该对齿轮传动的重合度;；（3）若安装中心距增至a = 85 mm 时，求啮合角，按无侧隙啮合方程,2（为十X2）丄 亠.inv Z z tg：inv确定两齿轮变位系数和。Z1Z2（14 分）解：（1）齿数计算传动比i12二互=2.2Zia =m（z +Z2）=匹（1 +篇）二丝（1 + 2.2）=3.2乙=80mm2 2 2得 z25， z2 二 55（2）重合度计算齿顶圆直径：da1 =m（z +2ha）=2"25+2 勺）=54mmd电=m（乙 2h*）=2 （

5、55 2 1）= 114mm基圆直径 ：db1 二 dcos： =50 cos20、= 46.985mmdb2 =d2cos： =110 cos20 = 103.366mmdq46.985 “ “:a1 =arccos =arc cos29.531da154db2103.366:a2 =arccos arccos24.944a2da。11412 7：乙(tg ：F - tg>)乙(tg ： a2 -tg ：)125 (tg29.530 -tg20)55 (tg 24.944° tg 20)= 1.691(3) 啮合角及变位系数和的计算acosa80汇 cos20° c

6、ccc。85acos：二 a cos：;：二arccos() = arccos()=27.8202a"一in v:=tg:-0.04213672inv: =tg：- 0.0149035X1 X2Z1 乙)®"")=2.9932tg :30，输出；。(14六、如图所示轮系，各轮均为标准齿轮。已知：各轮齿数z二90，z二60，z 二30，Z24，Z4 T8' z5" 36，Z6 = 32 ；运动从A, B两轴输入，由构件H已知nA = 100r / min ' nB = 900r / min '转动方向分别如图中箭头所示。求

7、nH分)解:因为齿轮3、4、5满足同心条件'所以Z3-Z二Z5- Z4 '求得Z60齿轮5-6组成定轴轮系；齿轮1-2-2：3组成定轴轮系；系杆H及齿轮3：4-5组成差动轮系.Hi3 5=n3- nHn5 一 nH= 60 Z324Z1Z23n3nAnA = 150r /m inZ2Z32n：? nB =-訊Z59-800r /min门日二-528.57r / min（结果也可写为：门日= 528.57r/min，且转向与A轴转向相反。）七、取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速nm = 1000r/min,在一个稳定运动循环（2二）内等效阻力矩 m 的变化如图所示，等效驱

8、动力矩 Md为常数。不计机器中各构件的转动惯量，求：当主轴速度不均匀系数 6 = 0 05时，应加在主轴上的飞轮的转动惯量 Jf（14 分）解:题七图因为等效驱动力矩和等效阻力矩在一个周期内所做的功相等，所以M d 2 - 300 ，所以23Md =100 NmEbJF在图中Md和Mr有两个交点。考虑，°,9100 二100:=E+=Ec+E=E,a0c b99800二2环2二四个位置分别记为700 二9=E 9，Ed=E0。800 :最大盈亏功Ec 9900 Wmax2 2 2 : nm、:10002 0.05:0.51kg|_m2a,b,c,d。设 Ea 二 E。，则八、如题图所

9、示，转子上有两个偏心质量为 m1 =1.5kg，m2 =0.5kg，回转半径r 1 =80mnn r 2=120mm其 余尺寸L=600mm L1 = 300mm L2=320mm取平面I和II为两个平衡基面，所加平衡质量的回转半径均 为100mm求：（1）所加平衡质量的大小及方位；（2）若将平衡基面II改选在截面III上，其它条件不变，求两平衡质量的大小和方位。（14分）2II III题八图解: （1）以基面I和基面II为平衡基面时基面 I: mI：L1 m1 ： - m2住二 0L丄在X轴（水平向右为正向）上投影:m1r1 cos90o m2r2 cos0o =0m I rI cos-I

10、L L 2在y轴（竖直向上为正向）上投影：L1 m1r- sin90° m2r2 sin0°=0 L L2得 弓=1 9 8.°0 6 mI =0.63 1 k® =1 00mm 基面II :L-L L2mH rH- -L + L2在x轴上投影：mIrI sinm1 r =0mu rucostL：1,2L L 2m cos90° =0在y轴上投影:mII rH sin 弓iL L 2m1ii sin 90o得 可=270omH = 0.809kg rII = 100mm（2）以基面I和基面III为平衡基面时基面 I: mI r - m2 住二 0在x轴（水平向右为正向）上投影：mIrI cosi m2r2 cos0o =0在y轴（竖直向上为正向）上投影：miri sin 弓 m22 sin0o = 0得 弓=