【大學(xué)資料】2003年春季學(xué)期《機械原理》考試題（a卷）答案

2003年春季學(xué)期機械原理考試題（A卷）（答案） 班級： 姓名： 一二三四五六七八九總分一、填空題（共25分，每一空1分）1 在平面機構(gòu)中若引入個高副將引入 2個約束，而引入個低副將引入 個約束，則活動構(gòu)件數(shù)、約束數(shù)與機構(gòu)自由度的關(guān)系是。2 機構(gòu)具有確定運動的條件是: 機構(gòu)的原動件數(shù)等于機構(gòu)的自由度數(shù)；若機構(gòu)自由度0，而原動件數(shù)，而原動件數(shù)F，則各構(gòu)件之間不能運動或產(chǎn)生破壞。3. 下圖為一對心曲柄滑塊機構(gòu)，若以滑塊3為機架，則該機構(gòu)轉(zhuǎn)化為 移動導(dǎo)桿 機構(gòu)；若以構(gòu)件2為機架，則該機構(gòu)轉(zhuǎn)化為曲柄搖塊機構(gòu)。題一、3小題圖4 移動副的自鎖條件是 驅(qū)動力與接觸面法線方向的夾角小于摩擦角 ；轉(zhuǎn)動副的自鎖條件是驅(qū)動力的作用線距軸心偏距e小于摩擦圓半徑。5 在凸輪機構(gòu)的各種常用從動件運動規(guī)律中，等速運動規(guī)律具有剛性沖擊；等加速等減速或余弦加速度運動規(guī)律具有柔性沖擊；而 正弦加速度 運動規(guī)律無沖擊。6 內(nèi)嚙合斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是模數(shù)相等 ； 壓力角相等 ； 螺旋角大小相等且旋向相同 。7 能實現(xiàn)間歇運動的機構(gòu)有棘輪機構(gòu) ;槽輪機構(gòu);不完全齒輪機構(gòu)。8當(dāng)原動件為整周轉(zhuǎn)動時，使執(zhí)行構(gòu)件能作往復(fù)擺動的機構(gòu)有 曲柄搖桿機構(gòu) ；擺動從動件圓柱凸輪機構(gòu)；擺動從動件空間凸輪機構(gòu)或多桿機構(gòu)或組合機構(gòu)等 。9等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量可根據(jù)等效原則：等效構(gòu)件的等效質(zhì)量或等效轉(zhuǎn)動慣量所具有的動能等于原機械系統(tǒng)的總動能來確定。10剛性轉(zhuǎn)子靜平衡條件是 不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力的矢量和等于零 ；而動平衡條件是不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩的矢量都等于零 。二、 （5分）題二圖所示，已知： BCDEGF，且分別相等，計算平面機構(gòu)的自由度。若存在復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束，請指出。題二圖n= 6 PL= 8 PH=11三、（10分）在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知：lBC=50mm，lCD=35mm，lAD=30mm，AD為機架，若將此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求lAB的取值范圍。題三圖解： 如果機構(gòu)尺寸不滿足桿長條件，則機構(gòu)必為雙搖桿機構(gòu)。1 若為最短桿，則故 2 若為最長桿，則故 3 若即不是最短桿，也不是最長桿，則 故 若要保證機構(gòu)成立，則應(yīng)有故當(dāng)該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)時, 的取值范圍為 和 .3共8頁 第 頁1共8頁 第 頁四、（10分）如題四圖所示曲柄滑塊機構(gòu)，曲柄AB等速整周回轉(zhuǎn)。1 設(shè)曲柄為主動件，滑塊朝右為工作行程，確定曲柄的合理轉(zhuǎn)向，簡要說明理由；2 設(shè)曲柄為主動件，畫出急位夾角，最小傳動角出現(xiàn)的位置；3 此機構(gòu)在什么情況下，出現(xiàn)死點位置，指出死點位置。 題四圖解：1. 曲柄為主動件，曲柄AB由運動到位置，滑塊由左極限位置運動到右極限位置，滑塊朝右為工作行程，對應(yīng)曲柄的轉(zhuǎn)角為，所需時間；曲柄AB由運動到位置，滑塊由右極限位置運動到左極限位置，滑塊朝左為空行程，對應(yīng)曲柄的轉(zhuǎn)角為，所需時間。為了保證滑塊在空行程具有急回特性，即。則曲柄的的合理轉(zhuǎn)向必為逆時針方向。如圖所示。2以曲柄為主動件，急位夾角，最小傳動角的位置如圖所示；4 此機構(gòu)在以滑塊為主動件的情況下，出現(xiàn)死點位置，其死點位置為和兩個位置。五、（10分）如題五圖所示，偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)，已知凸輪實際輪廓線為一圓心在O點的偏心圓，其半徑為R. 從動件的偏距為e，試用作圖法：1. 確定凸輪的合理轉(zhuǎn)向；2. 畫出該機構(gòu)的凸輪理論廓線及基圓；3標(biāo)出當(dāng)從動件從圖示位置升到位移s時,對應(yīng)凸輪的轉(zhuǎn)角及凸輪機構(gòu)的壓力角。題五圖3共9頁 第 頁六、（10分）一對漸開線直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動，已知齒數(shù)25，55，模數(shù)2 mm，壓力角200，1，0.25。試求：1齒輪1在分度圓上齒廓的曲率半徑；2齒輪2在齒頂圓上的壓力角；3如果這對齒輪安裝后的實際中心距=81mm,求嚙合角和兩齒輪的節(jié)圓半徑、。解：1. 齒輪1的基圓半徑: =23.492mm齒輪1在分度圓上齒廓的曲率半徑: =8.55mm2 齒輪2的齒頂圓半徑：27mm齒輪2在齒頂圓上的壓力角3. 標(biāo)準(zhǔn)中心距mm嚙合角 +=81; /=/=55/25=11/5解得: = 25.3125mm; =55.6875mm七、（10分） 如題七圖所示輪系中，組成輪系的各齒輪模數(shù)相同。齒輪和軸線重合，且齒數(shù)相同。求輪系傳動比。解題要點：區(qū)分基本輪系，由齒輪1、2-、3及系桿4組成差動輪系；由齒輪1、2、5及系桿4組成差動輪系；齒輪5、2-、3及系桿4組成差動輪系；由齒輪、6、3組成定軸輪系。其中三個周轉(zhuǎn)輪系并不是獨立的，任取兩個周轉(zhuǎn)輪系求解，結(jié)果是一樣的。解： 1. 求齒數(shù)和。因為齒輪1和齒輪5同軸線 題七圖所以有：由于各齒輪模數(shù)相同，則有： 因為齒輪3和齒輪5同軸線，所以有：由于各齒輪模數(shù)相同，則有 2由齒輪1、2-、3及系桿4組成差動輪系有 (1)3由齒輪1、2、5及系桿4組成差動輪系有 (2)4齒輪、6、3組成定軸輪系，齒輪和軸線重合，且齒數(shù)相同有： (3) (采用畫箭頭法判別的“+”、“”號)將式(3)代入式(1)： 解得 (4)將式(4)代入式(2)：解得 ； 齒輪5和系桿4轉(zhuǎn)向相反。八、已知某機械一個穩(wěn)定運動循環(huán)內(nèi)的等效力矩如題八圖所示，等效驅(qū)動力矩為常數(shù)，等效構(gòu)件的最大及最小角速度分別為：及。試求：1. 等效驅(qū)動力矩的大?。?. 運轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)；3. 當(dāng)要求在0.05范圍內(nèi)，并不計其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量時，應(yīng)裝在等效構(gòu)件上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量。 題八圖 解題八圖解：1. 根據(jù)一個周期中等效驅(qū)動力矩的功和阻力矩的功相等來求等效驅(qū)動力矩：由 得 2. 直接利用公式求：3. 求出最大盈虧功后，飛輪轉(zhuǎn)動慣量可利用公式求解 八、 如題九圖示的三重量位于同一軸面內(nèi)，其大小及其中心至回轉(zhuǎn)軸的距離各為：，。又各重量的回轉(zhuǎn)平面及兩平衡基面間的距離為，。如果置于平衡基面和中的平衡重量和的重心至回轉(zhuǎn)軸的距離為，求和的大小。題九圖解：1. 將各重徑積分解到平衡基面和平衡基面中各重徑積的分量為平衡基面中各重徑積的分量為2 平衡基面中的平