机械原理20092010试卷答案

1、二、（8分）计算图示机构的自由度。已知 DE=FG=HI，且相互平行。若有复合铰链、局部自由度或虚约束，在图中标出。解：三、（8分）图示一偏心圆盘凸轮机构，凸轮顺时针转动。试在图中标出凸轮由当前位置转过90°时，从动件的角位移及压力角a。解：基园 -（2分）90°位置-（2分）角位移 -（2分）压力角a -（2分）专业、班级 姓 名 学 号 -密-封- -线-试卷A第1页共4 页河南科技大学教务处河 南 科 技 大 学2009 至2010 学年第 1 学期试卷（标准答案及评分标准）课程 机械原理 年级、专业 2007级机械类各专业 局部自由度复合铰链题号一二三四五六七八九十

2、总分得分虚约束（3处各1分）注意：所有答案须写在此试卷上！一、填空题（每空1分，共14分）1. 可将单向转动变成往复摆动的机构有： 曲柄摇杆机构 （曲柄摇块机构） 、 摆动导杆机构 、 摆动从动件凸轮机构 等。2.以转动副连接的两个构件，当合外力分别作用于转动副摩擦圆之内、之外或与摩擦圆相切时，两构件分别呈现 自锁（静止） ， 加速转动 ， 静止或等速转动（或保持原有运动状态） 运动状态。3.从效率的观点来看，机械的自锁条件是 机械效率小于等于0 ；机械发生自锁的实质是 驱动力的有效驱动分力小于自身所产生的摩擦阻力 ；螺旋副的自锁条件是 螺纹升角小于等于摩擦角 。4. 机器等效动力学模型中的等

3、效转动惯量是根据 等效构件与机器系统瞬时动能相等 的原则进行转化的，因而它的数值除了与各构件自身的质量、转动惯量有关外，还与各构件的 速比或位置或速度、角速度 有关。5.已知铰链四杆机构的各构件长度（如图所示）。因为 15+60<50+30 ，所以该机构满足存在曲柄的杆长条件。若以AB杆为原动件，该机构为铰链四杆机构三种基本类型中的 曲柄摇杆 机构；其最小传动角gmin出现在 AB与AD 两次共线位置之一。四、（10分）图示机构中，已知各构件尺寸及1，BCE为等腰直角三角形。试用相对运动图解法求构件3的速度v3和构件5的速度v5 （要求列出矢量方程，并分析大小、方向，在矢量的基础上画出速

4、度图）；并在机构图中标出构件2的角速度2的方向和哥氏加速度的方向。解： -（2分）影像VE2 -（1分）-（2分）五、（8分）图示机构，已知各运动副处的摩擦圆及摩擦角j（如图所示），作用于构件2上的生产阻力Q。试求：（1）用图解法画出各运动副的反力R（注明各力的下标）。（2）在图中标出构件1上平衡力矩Mb的方向。FR21、FR12-（各1分）FR31、FR32-（各2分）Mb -（1分）三力汇交 -（1分）六、（10分）设计示意图所示的六杆机构。已知：摆杆CD的两个极限位置C1D、C2D及对应的滑块两个位置F1、F2，曲柄AB为原动件，要求摆杆CD具有急回特性，其极位夹角已在图中给出，固定铰链

5、A在D点右侧过D点的水平线上。解：刚化搬移：移F点-（3分）中垂线-（1分）交E点-（1分）曲柄摇杆：大圆-（2分）A点-（1分）AB-（2分） 专业、班级 姓 名 学 号 -密-封-线-试卷A第2页共4页河南科技大学教务处（速度图共2分）七、（8分）图示为某机器主轴作周期性稳定运转在一个周期（2）内的等效阻力矩Mr图（力矩单位Nm），等效驱动力矩Md为常数。试求：（1）一个运转周期内的最大盈亏功Wmax（画出能量指示图）。（2）判断主轴在一个运转周期内转速最高和最低的位置。八、（12分）图示采用标准齿条刀具以范成法加工一渐开线标准直齿圆柱齿轮。刀具的基本参数及速度v1已知，被加工齿轮的轴心O

6、2至刀具分度线的距离为L。试求（要求啮合线的方向为“/”，有关尺寸直接从图中量取）：（1）在图中标出齿轮的分度圆半径r2和基圆半径rb2。-（1+1分）（2）写出齿轮齿数Z2与齿轮角速度2、齿条速度v1的关系式。-（2分）（3）该齿轮是否被根切？简单说明理由。-（1+1分）（4）若该图为齿轮齿条传动，根据你所作的图说明谁主动？并在图中标出节圆r2¢、啮合角a¢。-（1+1+1分）（5）标出实际啮合线段B1B2，判断该对齿轮能否连续传动，为什么？B1B2，pb ，B1B2/pb >1及结论 -（1+1+1分）解：（2）z2=2v1/(m2)（3）不会根切，B1点未超过N

7、2点。（4）齿条主动。（5）B1B2/pb >1，能连续传动。试卷A第3页共4页河南科技大学教务处 专业、班级 姓 名 学 号 -密-封-线-（2分）十、（10分）图示轮系，已知z1=1，z2=50，z3=z4=z5=z6=30，z7=60，z8=z9=15， n1=1000r/min（方向如图）。求nH的大小和方向（说明方向并标在图上）。解：九、（12分）图示一周转轮系，已知各轮齿数：z1=50，z2=30， z3=30，z4=48；各齿轮m=2mm、a=20°、ha*=1、c*=0.25。试求：（1）若齿轮1、2采用标准齿轮传动，则齿轮3、4采用何种齿轮传动类型？（保证无侧隙啮合和标准顶隙）