北交机械原理期中期末考试题

PAGEPAGE24北京交通大学考试试题课程名称：机械原理（B）A卷2005--2006学年第2学期出题教师：房海蓉，张英，王青温（13分）试计算图示机构的自由度。（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。〕并指出杆组的数目与级别以及机构级别。题22、（12分）图示机构中，已知各构件尺寸、位置及（为常数）。试用相对运动图解法求构件5的角速度及角加速度5。(比例尺任选。)3、（10分）图示为平底从动件偏心圆凸轮机构，为生产阻力，转动副的摩擦圆及滑动摩擦角已示于图中。试(1)在图中画出各运动副反力的作用线及方向；(2)写出应加于凸轮上驱动力矩的表达式，并在图中标出方向。（注：不必求解各力大小及力矩大小。)题5（10分）在图示的凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过时从动件的位置及从动件的位移s。（10分）一对按标准中心距安装的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮，其小齿轮已损坏，需要配制，今测得两轴中心距，大齿轮齿数，齿顶圆直径mm，，，，试确定小齿轮的基本参数及其分度圆和齿顶圆的直径。（12分）轮系如图，已知z1＝22，z2=33，z3=88，z4=z6，求传动比i16。（13分）图示为作用在机器主轴上一个工作循环内驱动力矩Md的变化规律。设阻力矩为常数，平均转速r/min，试求：(1)阻力矩；(2)最大盈亏功；(3)若速度不均匀系数为0.05，应装在主轴上飞轮的转动惯量JF。（10分）转动轴线互相平行的两构件中，主动件作匀速转运，从动件作往复摆动，若要求主动件每转动一周，从动件往复摆动一次，试：（1）确定采用什么机构（至少确定两种机构）；（2）画出其简图；（3）简单说明设计该机构尺寸时应注意哪些问题。2006机械原理A卷答案总分：13分。(1)5分；(2)8分(1)计算自由度原动件数(2)结构分析如下图：Ⅱ级组数：4个机构级别：Ⅱ级总分12分。(1)6分；(2)6分（1）求，，任取速度比例尺作速度多边形。，用速度影像法求得点，，，逆时针方向（2）求，，其中，任取加速度比例尺作加速度多边形。其中利用加速度影像法得点，则，顺时针方向。总分10分(1)画出，，，力作用线如图。(8分)(2)Md=R31h，方向同。(2分)总分10分（1）mm又K=1，A必在C1C2的连线上。（5分）（2）mmmm解得曲柄mm连杆mm（5分）总分10分。(1)5分；(2)5分(1)找出转过60的位置。(2)标出位移s。总分10分正确啮合条件：标准安装：（5分）总分12分(1)差动轮系1-2-3-H(6)以除中间分式①(5分)(2)定轴轮系②(4分)(3)将式②代入①(3分)总分：13分。(1)4分；(2)4分；(3)5分(1)N(2)J(3)kg总分10分。（1）2分；（2）3分；（3）5分1）曲柄机构：a.有曲柄存在的条件。见图(a)b.。2）凸轮机构：a.或见图(b)b.若采用平底从动件，应保证推杆长度，凸轮不能有凹廓（也可用尖底从动件）。3）导杆机构：时，有曲柄存在。见图(c)(a)(b)(c)北京交通大学考试试题课程名称：机械原理（B）B卷05--06学年第2学期出题教师：房海蓉，张英，王青温1、（13分）计算图示机构的自由度，对机构进行高副低代和结构分析，并确定该机构的级别。（12分）机构如图所示，已知构件长度，并且已知杆1以匀角速度回转，用相对运动图解法求该位置滑块5的速度及加速度。（10分）图示曲柄摇杆机构的运动简图，曲柄1为原动件，各铰链处所画大圆为摩擦圆。已知摇杆3上的阻力矩Nm。试确定：(1)不考虑各铰链中的摩擦时，需加的驱动力矩；(2)考虑摩擦时的驱动力矩;(3)机构的瞬时机械效率。4、（10分）试设计一曲柄摇杆机构。设摇杆两极限位置分别为mm，mm。求、及行程速比系数K和最小传动角。（用图解法求解）5、（10分）图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。试在图上：（1）画出并标明基圆r0；（2）作出并标明凸轮按方向转过后，从动件与凸轮廓线接触处的压力角；（3）作出并标明滚子从图示位置反转到B处与凸轮接触时，对应的凸轮转角。6、（13分）已知一对外啮合直齿圆柱标准齿轮传动，mm，，，标准中心距mm，传动比。(1)试求两轮的齿数、；(2)试求两轮的分度圆半径、，齿顶圆半径、；(3)按比例作图，画出这对齿轮的齿顶圆、实际啮合线段和理论啮合线段；(4)从图上量取所需尺寸计算重合度，并给出单齿及双齿啮合区。7、（10分）在图示轮系中，已知各轮齿数，，，，，齿轮1转速r/min，方向如图。试求大小及方向。8、（12分）已知机器在一个运动循环中主轴上等效阻力矩的变化规律如图示。设等效驱动力矩为常数，主轴平均角速度rad/s，许用运转速度不均匀系数。除飞轮外其它构件的质量不计。试求：（1）驱动力矩；（2）主轴角速度的最大值和最小值及其出现的位置（以角表示〕；（3）最大盈亏功；（4）应装在主轴上的飞轮转动惯量。9、（10分）试列举出五种能将连续回转运动转换为直线运动的机构，要求画出机构示意图,写上机构名称。2006机械原理B卷答案总分：13分。(1)4分；(2)4分；（3）5分（1）n=7；pl=9；ph=1；F=3n-2pl-ph=2(2)低代后机构如图a所示；(3)可拆出3个Ⅱ级组（图b)，故该机构为两个自由度的Ⅱ级机构。总分12分。(1)6分；(2)6分（1）速度分析:构件3扩大，其中，取作速度多边形；，利用速度影像法求得点，，故。（2）加速度分析:,其中,,以作加速度多边形。，利用加速度影像法得点，则，，故。总分：10分。(1)2分；(2)6分；(3)2分(1)不考虑摩擦情况 N，Nm(2)考虑摩擦情况N Nm(3)效率总分10分（1）取比例尺先将已知条件画出。（2分）（2）测得：；两式联立求得：mm，mm（3分）（3）测得：所以（3分）（4）测得：（2分〕总分10分。(1)2分；(2)4分；(3)4分6、（13分）(1)(4分)(2)mmmmmmmm(4分)(3)作图：mmmm(2分)(4)mm(3分)7、总分10分(1)在差动轮系4、5、6、7、H中①(3分)(2)在定轴轮系1、2中r/min②(2分)(3)在定轴轮系1、3中r/min③(2分)(4)设为正，为负，以式②、③代入式①得r/min(3分)总分：12分。(1)3分；(2)3分；(3)3分；(4)3分（1）Nm（图a）（2）rad/srad/s出现在处。出现在处。（3）和的曲线如图b所示。J（4）kgm29、答案不唯一。（10分）北京交通大学2004年机械原理期末试题一、（15分）计算图示机构的自由度。如存在复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。然后对机构进行结构分析（拆成杆组后画出），并指出该机构是几级机构。二、（15分）在图示机构中，已知各构件尺寸及齿条移动速度=常数，试用相对运动图解法求出、和、。（要求写出矢量方程式，绘出速度、加速度多边形示意图。）三、（15分）图中ABCD为已知的四杆机构,。又知,且FDAD,摇杆EF通过连杆CE传递运动。当曲柄AB由水平位置转过时，摇杆EF由铅垂位置转过。试用图解法求连杆及摇杆的长度（E点取在DF线上，作图过程中的线条应保留，并注明位置符号）。四、（10分）图示凸轮机构中,凸轮廓线为圆形,几何中心在B点.请标出:1）凸轮的理论廓线；2）凸轮的基圆；3）凸轮机构的偏距圆；4）凸轮与从动件在D点接触时的压力角；5）凸轮与从动件从在C接触到在D点接触时凸轮转过的角度和从动件的位移。五、(15分)已知一对外啮合直齿圆柱标准齿轮传动，mm，，，标准中心距mm，传动比。(1)试求两轮的齿数、；(2)试求两轮的分度圆半径、，齿顶圆半径、；(3)按比例作图，画出这对齿轮的齿顶圆、实际啮合线段和理论啮合线段；(4)从图上量取所需尺寸计算重合度，并给出单齿及双齿啮合区。六、（15分）图示轮系中，各轮模数和压力角均相同，都是标准齿轮，各轮齿数为,转向如图示。试求齿轮2'的齿数及的大小和方向。七、（15分）在图示的传动机构中，轮1为主动件，其上作用有驱动力矩=常数，轮2上作用有阻力矩，它随轮2转角的变化关系示于图b中。轮1的平均角速度rad/s，两轮的齿数为。试求：（1）以轮1为等效构件时，效阻力矩；（2）在稳定运转阶段（运动周期为轮2转），驱动力矩的大小；（3）最大盈亏功；（4）为减小轮1的速度波动，在轮1轴上安装飞轮，若要求速度不均匀系数，而不计轮1、2的转动惯量时，所加飞轮的转动惯量至少应为多少？（5）如将飞轮装在轮2轴上，所需飞轮转动惯量是多少？是增加还是减少？为什么？2004机械原理期末试题答案一、总分：15分。(1)5分；(2)5分；(3)5分(1)滚子C处为局部自由度，H处为复合铰链，(2)将偏心圆和滚轮处高副低代，在B、C处加转动副并用BC杆相连。(3)结构分析拆成杆组如图所示。因最高极杆组为Ⅲ级，故该机构为Ⅲ级机构。二、总分15分。（1〕6分；（2）9分（1）,,顺时针方向，,顺时针方向,,方向AD，即//AB。，（2〕，三、（总分15分）。作图过程如图所示。C2’C2’四、（总分10分）各问2分，如图所示。五、（15）(1)(4分)(2)mmmmmmmm(2分)(3)作图：mmmm(5分)(4)mm(4分)六、（15分）(1) (2)(3)r/min(4)负号表明转向与相反。七、总分：15分。（1）（2分）Nm，；（2）（2分）轮1的运动周期为，Nm（3）（4分）J（4）（4分）kgm2（5）（3分）如装在轮2轴上，则kgm2，较增加4倍，因等效转动惯量与速度比的平方成反比。北京交通大学考试试题(A)课程名称：机械原理04--05学年第二学期出题教师：房海蓉、李德才、姚燕安一、（12分）计算图示机构的自由度，进行拆组结构分析，并确定杆组的级别和机构的级别。题3二、（14分）图示机构中，已知机构位置图和各杆尺寸，=常数，，，试用相对运动图解法求、、、及、2。（列出矢量方程式，画出相应的速度和加速度多边形）三、（10分）图示机构中，设构件1为原动件，Md和分别为驱动力矩及生产阻力，图示细线圆为摩擦圆，为摩擦角。试在机构图中画出该位置时各运动副中的总反力(包括指向与作用线位置)。题4四、（12分）已知机架mm，摇杆CD离机架最近极限位置，且mm，设该机构为曲柄摇杆机构，且行程速比系数K=1.4，试用作图法求出曲柄AB和连杆BC的长度，并绘出机构简图。五、（12分）图示为一偏心圆盘凸轮机构，凸轮的回转方向如图所示。要求：（1）说明该机构的详细名称；（2）在图上画出凸轮的基圆，并标明图示位置的凸轮机构压力角和从动件2的位移；（3）在图上标出从动件的行程h及该机构的最小压力角的位置。六、（15分）今配置一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动,已知，传动比，齿数和为，实际安装中心距mm。

试回答：(1)采用何种类型传动方案最佳？其齿数各为多少？(2)确定该对齿轮传动的变位系数之和？（3）确定小齿轮的变位系数，计算分度圆、基圆、齿顶圆和齿根圆直径。

附注： 七、（12分）图示轮系中，已知(左旋)，，，，，，若r/min，求的大小及方向。八、（13分）已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩如图所示，等效驱动力矩为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：及。试求：(1)等效驱动力矩的大小；(2)运转的速度不均匀系数；(3)当要求在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯量。2005机械原理期末试卷A答案一、总分：12分。(1)5分；(2)5分（3）2分(1)自由度(2)拆杆组见下图。（3）此机构为Ⅲ级机构，二、总分14分。(1)6分；(2)5分（3）3分（1）速度分析，取作速度多边形，影像法得e和f点。，，顺时针方向，。（或另法）（2)，，取作图，影像法得和点。，其中，顺时针方向，（3）速度和加速度多边形三、总分：10分四、总分12分（1）按m/mm作图；根据，可求出，以AC为一边，作，与以D为圆心，以DC长为半径所作的圆弧交于点；（4分）（2）以A为圆心，以AC为半径画弧，交于 E点，则m。（4分）（3）以A为圆心，以mm长为半径作圆，与AC的延长线交于B点，则mmm（4分）五、总分12分。(1)2分；(2)6分；(3)4分(1)偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构。(2)r0，，s如图所示。(3)h及min发生位置如图示。六、总分：15分(1)按标准齿轮计算中心距： mm，为满足实际中心距mm，采用正传动为最佳方案。（3分）由，与联立可得：，。 (3分)(4分)（3）答案略（5分） 七、总分12分(1)r/min（3分）(2)（5分）(3)r/min（2分）（4）在（3）中标注或说明转向正确（2分）八、13分。(1)3分；(2)3分；(3)3分；(4)4分(1)N(2)rad/s(3)J(4)kg北京交通大学考试试题(B)课程名称：机械原理04--05学年第二学期出题教师：房海蓉、李德才、姚燕安一、（12分）计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束应注明。若取图中绘有箭头的构件为原动件，问运动是否确定？二、（12分）图示摆动导杆机构中，已知构件1以等角速度rad/s顺时针方向转动，各构件尺寸mm，mm，。试求：（1）构件1、3的相对瞬心；（2）构件3的角速度；（3）构件2的角速度。三、（11分）图示四杆机构中，为驱动力，为阻力。摩擦圆如图所示，摩擦角为，试在图中画出各运动副中的总反力的作用线和方向。四、（12分）设计一曲柄滑块机构。已知曲柄长AB=20mm，偏心距e=15mm，其最大压力角。试用作图法确定连杆长度BC，滑块的最大行程H，并标明其极位夹角，求出其行程速度变化系数K。五、（10分）试在图示凸轮机构中，（1）标出从动件与凸轮从接触点C到接触点D时，该凸轮转过的转角；（2）标出从动件与凸轮在D点接触的压力角；（3）标出在D点接触时的从动件的位移s。题7六、（15分）已知被加工的直齿圆柱齿轮毛坯的转动角速度rad/s，齿条刀移动的线速度v刀mm/s，其模数刀mm，刀具中线(分度线)与齿轮毛坯轴心的距离mm。试问：(1)被加工齿轮的齿数应是多少?(2)这样加工出来的齿轮是标准齿轮还是变位齿轮？如为变位齿轮，那么是正变位，还是负变位？其变位系数x是多少？七、（15分）在图示轮系中，单头右旋蜗杆1的回转方向如图，各轮齿数分别为,,，，，蜗杆1的转速r/min,方向如图。试求轴B的转速的大小及方向。八、（13分）一机械系统，当取其主轴为等效构件时，在一个稳定运动循环中，其等效阻力矩如图所示。已知