期末试卷汇总

1、西南交通大学20012002学年（1）学期考试试卷课程名称 机械原理 （A） 成绩 一、（15分）滑块A上受有力P，滑块B上受有力Q。当P为主动力时，为正行程；当Q为主动力时，为反行程。设计要求：当滑块A向右运动时，滑块B向上运动，当滑块A向左运动时，滑块B向下运动。1 画出能够实现上述设计要求的机构示意图；2 分析该机构在正行程中是否存在死点位置；3 分析该机构反行程的自锁条件（不考虑重力、惯性力等，并设所有移动副、螺旋副、高副的摩擦角均为，所有转动副的摩擦圆半径为）二、（13分）设有A、B两对渐开线正常齿制的直齿圆柱齿轮传动，传动的部分参数和尺寸如下表所示：模数（mm）小齿轮齿数大齿轮齿数

2、分度圆压力角安装中心距（mm）A230602090B415302090所有齿轮均不应发生根切现象。1 确定这两对齿轮所应采用的传动类型，并写出所有基本参数；2 比较并说明这两对齿轮传动重合度的大小。三、(15分)图示凸轮机构1 验证该凸轮机构与其低副替代机构相应构件之间的速度瞬心没有发生变化；2 写出从动件2的位移与转角之间的关系；3 判断该机构中是否存在刚性冲击和柔性冲击；4 若经过质量替代，在凸轮的点S1处有质量m1，试提出两种凸轮轴平衡的方案。四、（15分）图示轮系，已知齿轮1、2的齿数分别为Z1、Z2。1 确定行星轮2与系杆H之间的转速和转向关系；2 若以系杆H为运动等效构件，在一个运

3、动周期中等效驱动力矩Med和等效阻力矩Mer的变化如图，由Med和Mer所围成的面积F1、F2、F3、F4所代表的功分别为1500Nm、1000Nm、400Nm、1000Nm。问面积F5所代表的功应为多少？3 系统的最大盈亏功是多少？4 若系统许用的速度不均匀系数为。当时拟采用飞轮进行速度波动的调节，并且希望所加飞轮的转动惯量比较小。问飞轮应该安装在O1、O2中的哪一根轴上？请说明理由。五、（12分）按照设计要求，提出设计方案，并分别简要说明各个设计方案的设计要点和设计方法。设计要求设计方案设计要点和方法1工件在给定的位置上不能有任何运动，并且便于拆卸。2工件在给出的两个位置之间沿水平线方向往

4、复移动，并且往、复运动的平均速度不同。3能够精确地实现给定的、在同一个平面内的工件的四个位置。4能够精确地实现给定的、在同一个平面内的工件的五个位置。在以下六、七、八、九题中任意选作两题，务必标明题号。六、（15分）图示轮系，已知，蜗杆1为右旋、单线蜗杆，转向为顺时针方向。1 确定传动比和，并确定构件A、B的转向；2 确定该轮系的自由度。七、（15分）图示机构，已知机构的结构尺寸和固定铰链点A的坐标、原动件AB的角运动。1 现要确定铰链点 C的运动，试按照求解的顺序写出各个位置方程，并简要说明如何求它的速度和加速度；2 如果图示比例为。试确定在构件AB转动一周中，连杆BC的摆动范围。八、（15

5、分）试拟定恐龙张嘴伸舌机构系统的示意图。要求上、下颚张嘴动作与舌头伸缩动作协调，舌头伸至远端时，应有短暂停歇。九、（15分）图示铰链四杆机构，设并且。1 证明。其中为构件CD的角速度，为构件AB的角速度，如图中所示；2 设计一个高副机构来实现同样的传动比（简要说明设计的过程和方法即可）西南交通大学20012002学年（1）学期考试试卷课程名称 机械原理 （B） 成绩 一、(14分) 渐开线直齿圆柱齿轮齿条传动，已知齿轮的基本参数为。1 确定正确安装时，齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离；2 推出正确安装时，实际啮合线B1B2的长度。二、（10分）现要设计一个连杆机构实现滑块A和滑块B之间的位

6、置对应关系： 。试用位移矩阵法（即：矢量旋转变换法）建立机构的设计方程，并确定出能够精确实现滑块A和滑块B之间的位置对应关系的最大数目。三、（16分）图示凸轮连杆机构，凸轮1为主动件。1 拆出机构中所含的基本杆组，并确定机构的级别；2 在图a中确定出图示位置时，构件1、4的速度瞬心；3 在图b中，M1为驱动力矩，F为工作阻力，不考虑重力、惯性力等，并设所有移动副、高副的摩擦角均为，所有转动副的摩擦圆半径为。画出图示位置时各个运动副反力的作用线和方向； a b4 若经过质量替代，在凸轮的点S1处有质量m1，试提出两种凸轮轴平衡的方案。四、（12分）在下列机构示意图的基础上，根据设计要求，通过修改

7、或增加构件和运动副的方法，完成机构示意图的设计。1 设计要求：要求输出构件具有急回作用（其中AB为原动件，并作匀速转动）；2 设计要求：输出间歇转动（其中AB为原动件，并作连续转动）五、（18分）图示平面齿轮连杆机构1 计算机构的自由度，如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出。2 如果已知齿轮Z2和齿轮Z4的基本参数：齿数分别为Z2， Z4、模数m、分度圆压力角、齿顶高系数、径向间隙系数、变位系数分别为。当齿轮Z2和齿轮Z4为正确安装时，构件1的长度应为多少？3 设构件1的角速度为，为逆时针方向转动，试确定齿轮4的角速度的大小和转向；4 如果构件1、3、5的质心分别位于铰链点A、D、F，

8、并且绕其质心点的转动惯量均为，构件2的质心在构件BC的中点，质量为m2, 绕质心点的转动惯量为，齿轮Z2的质心在铰链点B，质量为m2，绕质心点B转动惯量为，齿轮Z4的质心在铰链点A，绕点A的转动惯量为，在构件1上作用有驱动力矩M1, 在齿轮Z4上作用有工作阻力矩M4，不计重力等其他力的影响。试以构件1为运动等效构件，写出系统的运动方程式。在以下六、七、八、九题中任意选作两题，务必标明题号。六、（15分）图示轮系，已知，蜗杆1为右旋、单线蜗杆，转向为顺时针方向。3 确定传动比和，并确定构件A、B的转向；4 确定该轮系的自由度。七、（15分）图示机构，已知机构的结构尺寸和固定铰链点A的坐标、原动件

9、AB的角运动。3 现要确定铰链点 C的运动，试按照求解的顺序写出各个位置方程，并简要说明如何求它的速度和加速度；4 如果图示比例为。试确定在构件AB转动一周中，连杆BC的摆动范围。八、（15分）试拟定恐龙张嘴伸舌机构系统的示意图。要求上、下颚张嘴动作与舌头伸缩动作协调，舌头伸至远端时，应有短暂停歇。九、（15分）图示铰链四杆机构，设并且。3 证明。其中为构件CD的角速度，为构件AB的角速度，如图中所示；4 设计一个高副机构来实现同样的传动比（简要说明设计的过程和方法即可）西南交通大学20022003学年（1）学期考试试卷课程名称 机械原理 （A） 成绩 一、(14分) 渐开线直齿圆柱齿轮齿条传

10、动，已知齿轮的基本参数为。3 确定正确安装时，齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离；4 推出正确安装时，实际啮合线B1B2的长度。二、（10分）现要设计一个连杆机构实现滑块A和滑块B之间的位置对应关系： 。试用位移矩阵法, 建立机构的设计方程，并确定出能够精确实现滑块A和滑块B之间的位置对应关系的最大数目。三、（16分）图示凸轮连杆机构，凸轮1为主动件。5 在图a中确定出图示位置时，构件1、4的速度瞬心；6 在图b中，M1为驱动力矩，F为工作阻力，不考虑重力、惯性力等，并设所有移动副、高副的摩擦角均为，所有转动副的摩擦圆半径为。画出图示位置时各个运动副反力的作用线和方向； a b7 若经过质量

11、替代，在凸轮的点S1处有质量m1，试提出两种凸轮轴平衡的方案。四、（12分）在下列机构示意图的基础上，根据设计要求，通过修改或增加构件和运动副的方法，完成机构示意图的设计。3 设计要求：要求输出构件具有急回作用（其中AB为原动件，并作匀速转动）；4 设计要求：输出间歇转动（其中AB为原动件，并作匀速连续单向转动）五、（32分）图示平面齿轮连杆机构5 图示机构，已知四边形ABEF和四边形ABCD均为平行四边形。计算该机构的自由度。如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出。6 如果已知齿轮Z2和齿轮Z4的基本参数：齿数分别为Z2， Z4、模数m、分度圆压力角、齿顶高系数、径向间隙系数、变位系数

12、分别为。当齿轮Z2和齿轮Z4为正确安装时，构件1的长度应为多少？7 设构件1的角速度为，为逆时针方向转动，试确定齿轮4的角速度的大小和转向；8 如果构件1、3、5的质心分别位于铰链点A、D、F，并且绕其质心点的转动惯量均为，构件BC的质心在构件BC的中点，质量为m2, 绕质心点的转动惯量为，齿轮Z2的质心在铰链点B，质量为m2，绕质心点B转动惯量为，齿轮Z4的质心在铰链点A，绕点A的转动惯量为，在构件1上作用有驱动力矩M1, 在齿轮Z4上作用有工作阻力矩M4，不计重力等其他力的影响。试以构件1为运动等效构件，写出系统的机械运动方程式。六、（15分）图示轮系，齿轮A、B、C、D的齿数是相同的，齿

13、轮E、F、G的齿数是相同的，齿轮H的齿数是齿轮I的齿数的两倍。1 若齿轮A、B的转向相同，转速也相同，确定齿轮I的转向和转速；2 若齿轮A、B的转速相同，但转向相反，确定齿轮I的转速和转向；3 画出轮系的拓扑图，并确定其自由度。七、（10分）有一个学生想设计一个计算机桌，当需要用计算机的时候，将显示器移到桌面上，不使用计算机时将显示器放到图中虚线框内。他提出了一个利用铰链四杆机构的设计方案，如图所示。（在下面A、B两组问题中任选一组作答）A: 如果您认为他的方案是最好的，请回答下列问题：1 如果采用他提出的方案，简要说明如何确定机构中各个构件的杆长；2 应该检验哪些条件；3 请帮助他解决操作机

14、构和显示器的锁紧定位装置的设计问题，要求操作方便。B: 如果您能够提出不同的设计方案，请1 画出您的方案的机构结构示意图；2 简要说明如何确定机构中各个构件的杆长；3 应该检验哪些条件；西南交通大学20022003学年（2）学期考试试卷课程名称 机械原理 （A） 成绩 题1图1. （16分）题1图中所示的机构，（1） 哪些构件之间形成了运动副？各个运动副有哪些运动约束，属于几级运动副？说出各个运动副的名称和类别；（2） 如果螺纹的旋向为右旋，确定当手柄按图示方向转动时，构件1相对于构件3的移动方向；（3） 在什么条件下，构件2为主动件机构可以运动，而以构件1为主动件机构却不能运动；（4） 重新

15、设计一个机械系统，实现与图示机构相同的构件2、1之间运动形式的变换关系。题2图2. （12分）在题2图中，已知齿数转动惯量（）齿轮1500.05齿轮2250.02齿轮3400.04齿轮4200.01飞轮2集中质量B的质量为5，对过点B的转动惯量为0.015，为主动力距。（1） 以轴为等效构件确定系统的等效转动惯量和等效力矩；（2） 说明其中飞轮的主要功用，从使飞轮的转动惯量最小的角度分析凸轮的安装位置是否合理。题3图3.（14分）题3图为十字滑块联轴器，构件1、3分别与两个不同的平行轴相联接。将一个轴的转动通过中间的十字滑块2传递给另外一根轴。（1） 画出图示机构的机构运动草图；（2） 计算机

16、构的自由度；（3） 写出机构的邻接矩阵和关联矩阵；4. （17分）设计一个带有一个移动副的四杆机构（题4图），实现输入杆AB转角与输出滑块CC的移动之间的对应关系。已知起始时和和固定铰链点A的坐标。（1） 分别写出从第一组对应位置到第i组对应位置，构件AB和滑块的位移矩阵；（2） 如何得到机构的设计方程？（3） 分析该机构最多能够精确实现多少组对应位置关系。题4图5. (16分) 题5图中四杆机构ABCD中，AD=CB, AB=CD, 并且。题5图（1） 验证构件2、4的速度瞬心为点P；（2） 证明AP+PD=AB ；（3） 证明连杆2相对于机架4运动的动瞬心S2和定瞬心线S4均为椭圆；（4）

17、 如何将该四杆机构转变为高副机构，而保持构件2相对于构件4的运动不发生变化？6. （10分）在题52所示的齿轮机构中，齿轮1为主动齿轮。（1） 画出理论啮合线、实际啮合线、标出啮合角；题6图（2） 根据图中的几何关系，判断机构能否连续传动？7. （15分）在题7图中，设所有移动副中的摩擦系数相等，均为。（1） 分别写出当以力P和力Q为主动力时机构的效率计算式；（2） 确定当Q为主动力时，机构自锁条件；西南交通大学20022003学年（2）学期考试试卷课程名称 机械原理 （B） 成绩 题1图 题2图1. （12分）题1图示为外科手术用剪刀。其中弹簧的作用是保持剪刀口张开，并且便于医生单手操作。已

18、知图示比例，忽略弹簧，以构件1为机架，画出机构的运动简图，并写出机构的关联矩阵和邻接矩阵。2. (12分)确定题2图所示机构在图示位置时的所有的速度瞬心，图示比例，如果，确定出构件3速度的大小和方向。题3图3. （15分）现在要设计一个四杆机构，实现将物体从下面的传送带转移到上面的传送带，要求实现转移过程中物体的三个图示位置，机构的固定铰链点必须安置在上、下传送带之间。（1） 选择能够实现设计要求的机构类型；（2） 写出物体从第一位置运动到第二位置的位移矩阵；（3） 写出用位移矩阵法设计机构的设计方程，并说明设计方程中有多少个设计变量、如何求解设计方程以及问题有多少个解；题4图4. （15分）

19、题4图示凸轮机构。（1） 说出凸轮机构的名称；（2） 标出图示位置时，机构的压力角；（3） 标出凸轮从图示位置顺时针转动30，从动件的位移；（4） 标出凸轮机构的基圆半径，并讨论其大小对于凸轮机构尺寸大小和凸轮机构的机械效率的影响；（5） 若凸轮的廓线不变，而将从动件的尖底改为滚子，有什么好处？从动件的运动规律、基圆半径是否会发生变化，为什么？ 5. （18分）如果齿轮的齿数为、齿轮的分度圆齿厚，分度圆半径和压力角，；，在分度圆半径，压力角为，分度圆齿厚为。（1） 推证齿轮基圆齿厚的计算公式为；题5图（2） 在测量齿轮的公法线长度时，卡尺的卡脚必须卡在齿廓的渐开线段。推出公法线长度的计算公式；

20、（3） 说明如何通过测定齿轮的公法线长度确定齿轮的模数和压力角。题6图6. （12分）在题6图中，为轮系的输入运动，C为轮系的运动输出构件。（1） 已知，并且。 确定转速的大小和方向；（2） 若要的转速和转向均不发生变化，而将由，的输入运动改为仅由输入运动，试在原设计的基础上改进设计。题7图7. （16分）图示为螺旋千斤顶的机构结构图。设计要求是当转动螺杆1时，螺母2、3可以迅速地聚拢或分离；螺旋副A、B能够自锁。为达到这样的设计要求，问：（1） 螺旋副A、B的旋向应当相同还是相反？（2） 螺旋副的升角应当满足什么条件？（3） 如果起升重量是Q，如何计算加在螺杆1上的力矩的计算公式。一 解：1

21、. 最短杆连架杆AB 最长杆AD杆Lmin + Lmax = 30+85=115 0四杆机构ABCD有急回作用。3.1) xB = lABcos1 yB = lABsin12) 由 （xCxB）2 （yCyB）2lBC2 = 0（xCxD）2 （yCyD）2lCD2 = 0解出 xC 和yC3) 由 （xExC）2 （yEyC）2lCE2 = 0（xExD）2 （yEyD）2lED2 = 0解出 xE 和yE4) 由 （xFxE）2 （yFyE）2lEF2 = 0yF = yA解出 xF 和yF5) 以上方程对时间求一阶、二阶导数，得到以B、C、E、F各点速度、加速度为未知数的线性方程组，方程

22、个数等于未知数个数，可解出速度和加速度。二 解：1. 齿轮1顺时针转动。2. 题设标准齿轮、标准安装，z1=z2 ,则推论出=20a1=a2 ra1=ra2 且两齿轮其它对应参数都相等，以下省略下标1和2。由题设N1在齿轮2齿顶圆上，又在齿轮2齿廓渐开线上，故a=N1O2N2 又由题设 3.4.5.6.7.8. 齿轮发生根切。因为z1=z2 15zmin=9. 主要缺点和存在问题1) 两个齿轮都发生根切；2) 开始和结束啮合时是在啮合极限点N1和N2，最大滑动系数, ,两轮齿根的磨损非常严重。10.1) 2) 三 解：1. 如图2. 力P作正功，构件3为原动件。机构出现死点位置时，。3. 方案

23、1)或2)。 钢丝绳 四 解：1. 2. 时，机构存在刚性冲击；时，机构存在柔性冲击。3. 图中所画出的基圆半径r0是正确的。4. 1) 设置左手式坐标系如图，设凸轮转角顺时针为正，逆时针为负，且有当，则凸轮理论廓线方程式为2) 先求出理论廓线上任一点的单位法矢量解析式,则实际廓线方程式为5. 标出该位置压力角如图。如果，则应加大r0。五 解：1. (1) 即 (2)由 (1) (2)解出2. 中心轮A（中心轮G）与中心轮D(中心轮F)与系杆H共同的转动轴线处为机架上的复合铰链，没有局部自由度和虚约束。3. 三个行星轮E应如图5.2布置。这样三个行星轮E与系杆的总质心就在系杆H的转动轴线上，因

24、而构件H的转轴上没有惯性力的影响。六 解：1. 本设计题目为实现刚体(储存箱)的三个位置。1) 在储存箱上选取基点P和标线t，则存储箱的三个位置可用点P的位置(xpi，ypi)和标线t的角位置i（i=1,2,3）来表示。2) 将铰链四杆机构ABCD在连杆BC假想断开，设计两个开链的RR机械臂。 其中1i=i-1 i=2,3将(2)代入(1)，得到含有4个未知数(xA,yA)、(xB1,yB1)的二个非线性设计方程。可以指定其中2个未知数（例如为了安装方便指定xA, yA等等）再解上述非线性方程组求出另外2个未知数。如果无解或不符合工程需要，则应重新指定其中2个未知数再解方程组求解另外2个未知数

25、。其中1i=i-1 i=2,3将(4)代入(3)，得到含有4个未知数(xD,yD)、(xC1,yC1)的二个非线性设计方程。可以指定其中2个未知数（例如为了安装方便指定xD, yD等等）再解上述非线性方程组求出另外2个未知数。如果无解或不符合工程需要，则应重新指定其中2个未知数再解方程组求解另外2个未知数。杆长 。其余类推。2. 应检验： 1) 机构是否能够可靠到位；2）顺序到位条件；3）最小传动角。不满足则重新设计。3. 有很多设计方案，图六（d）为其中一个方案 图6(d)七 解：1. 螺旋副A、B的旋向应该相反。2. 由于与丝杆螺母相连的两件连杆对称于丝杆轴线，因而它们作用于丝杆螺母的合力

26、方向沿丝杆轴线方向，也就是说丝杆和螺母所受载荷方向仍然沿其轴线方向，所以自锁条件仍为其中d中为螺纹中径。设连杆与丝杆轴线的夹角为， 由 得 应该加在螺杆1上的力矩为西南交通大学20032004学年（1）学期考试试卷课程名称 机械原理 （A） 成绩 班级 学号 姓名 一、 （10分）图示为一个连杆机构的示意图，已知，,主动构件1以匀速单向转动，机构的运动输出构件为滑块F。1 说明其中的四杆机构ABCD是否为曲柄摇杆机构；2 检验机构是否有急回作用；3 如果已知机构中所有构件的杆长和所有固定铰链点的坐标。现要确定构件5的运动，试按求解顺序写出求解的位置方程，并说明如何求解速度和加速度； (a )

27、(b)二、（16分）图示为一对标准渐开线正常直齿圆柱齿轮传动的啮合图(a)，已知齿轮传动的模数，压力角，两个齿轮的齿数相同，且为标准安装，齿轮1为主动轮。1 标出齿轮1的转向、齿轮1的节圆半径和齿轮传动的啮合角；2 如果当齿轮齿顶圆恰好彼此通过对方的极限啮合点时，齿轮传动的重合度为1.7378，试确定这对齿轮传动的齿数；3 齿轮是否发生根切，为什么？4 指出这对齿轮传动的主要缺点和存在的问题；5 如果取齿轮1为运动等效构件，其运动为周期性速度波动，等效阻动力矩在一个运动周期中2的变化如图（b）所示，等效驱力矩为常数，齿轮1的平均角速度，系统许用运转不均匀系数。试求安装在齿轮1轴上的飞轮的转动惯

28、量（不计其余构件的转动惯量）。三、 （12分）图示双滑块机构。1 确定出构件2与机架4之间的速度瞬心P24。2 机构的受力和运动情况如图所示，机构出现死点位置时，角度为多少？3 设计一个与图示机构结构不同的机构，但可以实现与图示机构相同的运动变换关系（即：将一个构件沿y方向的移动转变为另一个构件沿x方向的移动）。请画出您所设计机构的示意图；四、（25分）图示为一个滚子直动从动件盘形凸轮机构，机构的基圆半径为，滚子半径为，偏距为。从动件推程的运动规律为等速运动规律，回程的运动规律为等加速等减速运动规律。1 试根据给出的从动件的位移线图，画出从动件的速度和加速度线图的示意图；2 判定机构存在什么样

29、的冲击；3 图中所画出的凸轮的基圆半径是否正确？ 4 写出推程凸轮理论廓线的方程式，并说明如何得到凸轮的实际廓线方程式；5 标出凸轮廓线上标号为“9”的点对应的凸轮机构的压力角，如果凸轮的压力角大于许用压力角，提出改进设计的措施。五、（12分）图示轮系。1 确定当齿轮A的转向如图所示，时，构件H转速的大小和方向；2 若机构中存在复合铰链、局部自由度和虚约束，请予以指出；3 为了提高轮系的承载能力，在构件H上再加两个与齿轮E完全相同的齿轮。问这三个齿轮应当如何安装布置才能使构件H的转轴上没有惯性力的影响，请说明理由。六、（10分）有一个学生想设计一个贴天花板的储存箱，当要向储存箱内放东西的时候，

30、将储存箱放下来，放完东西后，将储存箱贴在天花板上。他提出了一个利用铰链四杆机构的设计方案，如图所示。4 如果采用图示方案，简要说明设计该机构中各个构件的杆长的过程、方法；5 说明应该检验哪些条件；6 请帮助他解决机构的操纵、控制和储存箱的锁紧定位装置的设计问题，要求操作方便。七、（15分）图示为螺旋千斤顶的机构结构图。设计要求是当转动螺杆1时，螺母2、3可以迅速地聚拢或分离；螺旋副A、B能够自锁。如果只考虑螺旋副中的摩擦，而不计其他运动副中的摩擦，为达到这样的设计要求，问：1 螺旋副A、B的旋向应当相同还是相反？2 螺旋副的升角应当满足什么条件？设螺杆1与螺母2、3之间的当量摩擦系数为；3 如

31、果起升重量是Q，如何计算应当加在螺杆1上的力矩。西南交通大学20042005学年（1）学期考试试卷题一图课程名称 机械原理 （A） 成绩 一、(14分) 图示机构。1. 计算机构的自由度，如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出。2. 机构中包含了哪些基本机构，写出所包含基本机构的名称。题二图二、（20分）图示为正确安装的直齿圆柱正常齿轮与齿条传动，齿轮1为主动，转向如图，齿轮的齿数，作图比例。1. 确定齿轮的模数、压力角。2. 在图上标出节点P，并确定齿条移动方向和速度。3. 确定齿轮的变位系数，并判定齿轮是否发生根切现象。4. 画出理论啮合线和实际啮合线。三、（16分）图示凸轮机构，凸

32、轮1为主动件，凸轮的轮廓为半径为，偏心距的圆盘。点A、B之间的距离为。8 确定图示位置时，机构的压力角。9 M1为驱动力矩，为工作阻力，不考虑重力、惯性力等，并设高副的摩擦角为，所有转动副的摩擦圆为图中细线圆。画出图示位置时各个运动副反力的作用线和方向。10 标出凸轮的基圆半径，说明如何确定从动件2的最大摆角。题三图题四图四、（12分）图示轮系，已知，齿轮A、B的转向如图。1.如果 ，试确定指针的转速和转向。2. 如果，试确定指针的转速和转向。题五图3. 画出轮系的拓扑图。 五、（32分）图示平面齿轮连杆机构，四边形ABCD均为平行四边形9 如果已知齿轮Z2和齿轮Z4的齿数分别为Z2=31，

33、Z4=46、模数m=6mm、分度圆压力角，构件1的长度，要求齿轮传动为正确安装，试确定齿轮Z2和齿轮Z4的变位系数。构件质心位置质量（）对质心的转动惯量（）构件1铰链点A0.80.12构件3铰链点D0.80.12构件2在构件BC的中点0.20.08齿轮Z2铰链点B1.50.25齿轮Z4铰链点A2.10.6310 设构件1的角速度为，为顺时针方向转动，试确定齿轮4的角速度的大小和转向；11 如果机构的动力学参数如右表所示。起动过程中，在构件1上作用有驱动力矩M1=200Nm, 在齿轮Z4上作用有工作阻力矩M4= 100Nm，不计重力等其他力的影响。确定该机构由静止状态开始起动，要经过多长时间才能

34、够达到稳定运动速度。题六图六、（15分）图示为台钳定心夹紧机构的设计方案，设计者的设计意图是在按照图示方向转动螺杆3的时候，使与螺旋副A螺母固结在一起的平面夹爪1向右移动，而使与螺旋副 B螺母固结在一起的V型夹爪2向左移动，从而夹紧工件5。放松工件的时候，各个构件的运动则相反。1. 试确定螺旋副A和螺旋副B的旋向。2. 如果螺旋副A和螺旋副B的导程分别为和，试写出当螺杆3转动时，平面夹爪1与V型夹爪2之间距离的变化。3. 如果螺旋副A、B中的摩擦系数均为，为了保证在工件作用于夹爪的力作用下机构不会放松，确定螺旋副A、B的中径和的取值范围。（螺旋副中径与其升角、导程之间的关系为）七、（10分）设

35、计一个两自由度机构，驱动件分别是旋转电机和直线电机，由于机构结构设计的原因，直线电机的输出运动为水平直线运动。设计要求机构是最简单的级机构，并且机构的输出运动是沿垂线方向的往复直线运动。1. 画出您所设计机构的示意图。2. 如果已知旋转电机和直线电机的输入运动，并且假设确定出了各个构件的杆长和固定铰链点坐标等机构运动参数，现要确定输出构件的运动。按照求解顺序写出机构运动分析的位置方程，并说明如何求解速度和加速度。西南交通大学20042005学年（1）学期考试试卷课程名称 机械原理 （B） 成绩 (a) (b)一、 （12分）计算图示平面机构的自由度，如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出

36、。二、 （17分）渐开线直齿圆柱齿轮齿条传动,齿轮的基本参数如下表所示齿数齿顶高系数径向间隙系数模数压力角变位系数齿轮1010.254mm200.421 说明这对齿轮-齿条传动是否存在根切现象？2 确定正确安装时，齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离；3 推出正确安装时的实际啮合线B1B2长度的计算公式；4 当齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离增大时，说明在传动节点P的位置、齿轮的节圆半径、啮合角、重合度中，哪些发生了变化，哪些没有发生变化，发生变化的又是发生了什么样的变化。三、 （10分）现要设计一个双滑块机构，实现滑块A、B之间的相互对应位置关系。问应当如何确定构件AB的杆长。（本题采用

37、图解法或解析法均可。若采用图解法，则需说明作图的原理和步骤；若采用解析法，则需说明如何得到设计方程，并简要说明如何求解设计方程）。四、 （13分）在下图所示机构设计中，还要求输出构件具有急回作用（其中构件AB为原动件，并作匀速转动，滑块3为运动输出构件）。1. 问应当如何修改图示机构，才能够满足设计要求；2. 在保持系统的输入运动为整周匀速转动、输出运动为往复直线运动，并且有急回作用的条件下，请再提出两个机构运动设计方案（以机构示意图表示）。五、 （18分）图示双滑块机构，构件1上作用有驱动力P，构件3上作用有工作阻力Q。1. 问机构在死点位置时，角的值是多少？2. 不考虑重力、惯性力等，并设

38、所有移动副的摩擦角均为，所有转动副的摩擦圆半径为，画出图示位置时各个运动副反力的方向；3. 机构自锁时，角的值是多少？六、 （18分）图示为一个渐开线齿轮-连杆机构。齿轮1为主动，匀速转动，角速度为，图示比例为。1. 确定图示位置时齿轮1与构件4之间的速度瞬心，并确定构件4的转速大小和转动方向；2. 齿轮1及其转动轴上零件对轴A的转动惯量, 齿轮2及其转动轴上零件对轴C的转动惯量，构件 3对其质心B的转动惯量，质量为，构件 4 及其转动轴上零件对轴D的转动惯量,构件4的质心位于铰链点D。齿轮1、2均为标准齿轮，齿数分别为，模数为，CB的长度与齿轮2的分度圆半径相同。试以构件1为运动等效构件，写

39、出系统的等效转动惯量的表达式；3. 忽略其他外力的影响，只考虑作用在齿轮1上的驱动力矩和作用在构件4上的工作阻力矩。试写出判断保持齿轮1是否匀速稳定运动的条件。七、 （12分）图示凸轮机构，图中所给出的部分廓线为以圆心为O，半径为的圆为基圆所得到的渐开线。1 写出该机构的名称；（名称应表达出机构的分类特征）2 标出当凸轮由图示位置、逆时针方向转动时，从动件的位移和机构的压力角；3 确定当凸轮转动任意角时的 。班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线西南交通大学20052006学年第(一)学期考试试卷（A）课程代码 2023500(2050981)课程名称 机械原理 考试时间

40、120分钟 题号一二三四五六七八九十总成绩得分 八、 （12分）计算图示平面机构的自由度，如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出, 并写出机构的邻接矩阵。九、 （17分）渐开线直齿圆柱齿轮齿条传动,齿轮的基本参数如下表所示齿数齿顶高系数径向间隙系数模数压力角变位系数齿轮基本参数1010.254mm200.421 说明这对齿轮-齿条传动是否存在根切现象？2 确定正确安装时，齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离；3 当齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离增大时，说明在传动节点P的位置、齿轮的节圆半径、啮合角、重合度中，哪些发生了变化，哪些没有发生变化？发生变化的又是发生了什么样的变化？十、

41、（10分）现要设计一个双滑块机构，实现滑块A、B之间的三组相互对应位置关系。问应当如何确定构件AB的杆长。（本题采用图解法或解析法均可。若采用图解法，则需说明作图的原理和步骤；若采用解析法，则需说明如何得到设计方程，并简要说明如何求解设计方程）。十一、 （13分）在下图所示机构设计中，还要求输出构件具有急回作用（其中构件AB为原动件，并作匀速转动，滑块3为运动输出构件）。1. 问应当如何修改图示机构，才能够满足设计要求；2. 在保持系统的输入运动为整周匀速转动、输出运动为往复直线运动，并且有急回作用的条件下，请再提出两个机构运动设计方案（以机构示意图表示）。十二、 （18分）图示双滑块机构，构

42、件1上作用有驱动力P，构件3上作用有工作阻力Q。1. 问机构在死点位置时，角的值是多少？2. 不考虑重力、惯性力等，并设所有移动副的摩擦角均为，所有转动副的摩擦圆半径为，画出图示位置时各个运动副反力的方向；3. 机构自锁时，角的值是多少？十三、 （18分）图示为一个渐开线齿轮-连杆机构。齿轮1为主动，匀速转动，角速度为，图示比例为。1. 确定图示位置时齿轮1与构件4之间的速度瞬心，并确定构件4的转速大小和转动方向；2. 齿轮1及其转动轴上零件对轴A的转动惯量, 齿轮2及其转动轴上零件对轴C的转动惯量，构件 3对其质心B的转动惯量，质量为，构件 4 及其转动轴上零件对轴D的转动惯量,构件4的质心

43、位于铰链点D。齿轮1、2均为标准齿轮，齿数分别为，模数为，CB的长度与齿轮2的分度圆半径相同。试以构件1为运动等效构件，写出系统的等效转动惯量的表达式。注意：下面第七、A题为选择4学分“机械原理”同学的必做题，第七、B题为选择5学分“机械原理”同学的必做题。十四、 A（12分）图示凸轮机构，图中所给出的部分廓线为以圆心为O，半径为的圆为基圆所得到的渐开线。1 写出该机构的名称（名称应表达出机构的分类特征）；2 标出当凸轮由图示位置、逆时针方向转动时，从动件的位移和机构的压力角；3 确定当凸轮转动任意角时的 。七、B（12分）对心曲柄滑块机构如图所示，该机构由曲柄1、连杆2、滑块3和机架4等四个

44、构件组成，每个构件的横截面都是矩形，各构件的尺寸如表1所示。表1构件名称编号长度/mm宽度/mm厚度/mm曲柄12000400200连杆23500200100滑块3400300300试根据已知条件，在ADAMS中完成下面的工作：1、 按照表1所给的尺寸，结合图示的位置，建立合适的坐标系，利用设计点的思想给机构建模。要求写出具体的建模步骤和建模过程。2、 设曲柄的角速度为恒定值60rad/s。如何将该运动驱动（即曲柄的角速度）添加到建立好的模型上？3、 应该通过何种设置来显示连杆质心速度在仿真过程中的动态变化？请写出设置步骤。班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线西南交通大学

45、20052006学年第(一)学期考试试卷（B）课程代码 2023500(2050981)课程名称 机械原理 考试时间 120分钟 题号一二三四五六七八九十总成绩得分 十五、 （12分）计算图示平面机构的自由度，如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出, 并写出机构的邻接矩阵，二、（17分）图示为渐开线直齿圆柱齿轮传动，齿轮1为主动轮，角速度为，转向如图所示。1 判定点A和A中哪一个是啮合点；2 在图中画出两个齿轮的基圆，标出节点P、啮合角；3 由图中的相应尺寸确定齿轮传动的重合度，并判断这对齿轮传动能够否连续传动。三、 （10分）现要设计一个曲柄摇杆机构。曲柄AB为主动件，并且是单向匀速转

46、动。摇杆CD的长度为，设计要求：摇杆的一个极限位置与机架AD之间的夹角，并在此位置时机构的传动角，机构的行程速比系数。问应当如何确定构件AB的杆长、连杆BC的长度和铰链点A、D之间的距离。（本题采用图解法或解析法均可。若采用图解法，则需说明作图的原理和步骤；若采用解析法，则需说明如何得到设计方程，并简要说明如何求解设计方程）。四、 （13分）一个尖底直动从动件盘形凸轮机构，图示为其起始位置。1、 在图中标出凸轮的推程运动角；2、 如果凸轮的基圆半径为，从动件的运动规律为，坐标系如图。试写出凸轮轮廓曲线以凸轮转角为参数的参数方程。五、 （18分）图示机构中，构件1为半径为的圆盘，并且为主动件；铰

47、链点A、C处的小圆分别为对应点处的摩擦圆，力为工作阻力。1、 对机构进行高副低代，并拆出机构中所包含的基本杆组；2、 确定图示位置构件1和构件2的相对速度瞬心；3、 确定机架3作用与构件1和构件2的运动副反力的方向。（18分）图示轮系，已知，齿轮1和齿轮3为主动件，齿轮4为工作构件，齿轮1的转速，齿轮3的转速，转向如图。4、 确定齿轮4转速的大小和转动方向；5、 如果作用在齿轮1和齿轮3上的驱动力矩分别为和，并且齿轮1和齿轮3均为匀速转动，不考虑机构中的其他外力，试确定作用在齿轮4上的工作阻力矩的大小。注意：下面第七、A题为选择4学分“机械原理”同学的必做题，第七、B题为选择5学分“机械原理”同学的必做题。六、 A（12分）图示为糖果包装机的凸轮连杆剪