2機(jī)械原理考試試題和答案解析

./試題1填空題〔每空2分,共20分兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運(yùn)動副稱為低副。斜齒輪傳動與直齒輪傳動比較的主要優(yōu)點(diǎn)：嚙合性能好,重合度大,結(jié)構(gòu)緊湊。簡答題〔15分何謂四桿機(jī)構(gòu)的"死點(diǎn)"？答：當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),若出現(xiàn)連桿與從動件共線時(shí),此時(shí)γ=0,主動件通過連桿作用于從動件上的力將通過其回轉(zhuǎn)中心,從而使驅(qū)動從動件的有效分力為零,從動件就不能運(yùn)動,機(jī)構(gòu)的這種傳動角為零的位置稱為死點(diǎn)。用范成法制造漸開線齒輪時(shí),出現(xiàn)根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？答：出現(xiàn)根切現(xiàn)象的原因：刀具的頂線〔不計(jì)入齒頂比普通齒條高出的一段c*m超過了被切齒輪的嚙合極限點(diǎn)N1,則刀具將把被切齒輪齒根一部分齒廓切去。避免根切的方法：減小齒頂高系數(shù)ha*加大刀具角α變位修正計(jì)算題〔45分計(jì)算如圖1所示機(jī)構(gòu)的自由度,注意事項(xiàng)應(yīng)說明？〔5*2aa圖1bABCDABCDEFG小題a： 其中A、B處各有一個轉(zhuǎn)動副,B處有一個移動副,C、D處的移動副記作一個移動副。即；所以該機(jī)構(gòu)自由度為：小題b： 其中A、B、C、G、H處各有一個轉(zhuǎn)動副,F處為復(fù)合鉸鏈有兩個轉(zhuǎn)動副,B處有一個局部自由度,D、E處的兩個移動副記作一個移動副。即；所以該機(jī)構(gòu)自由度為：如圖2所示機(jī)構(gòu)中,各尺寸為：lAB=30mm,lAC=100mm,lBD=50mm,lDE=40mm,曲柄以等角速度ω1=10rad/s運(yùn)動,試用圖解法求機(jī)構(gòu)在時(shí),點(diǎn)D和E的加速度,以及構(gòu)件2的角速度和角加速度?！?5分圖2圖2BA1Dω1E234圖c圖b圖a圖c圖b圖a解：以μl=0.0025m/mm作機(jī)構(gòu)的位置簡圖,如圖a所示。此機(jī)構(gòu)中構(gòu)件2和搖塊3組成移動副,且構(gòu)件2作平面一般運(yùn)動,選C〔C2和C3為重合點(diǎn),則Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0,ω3=ω2,α3=α2。速度分析取μv=0.005m·s-1/mm作上式的速度圖〔圖b,再根據(jù)速度影像原理得點(diǎn)d及e。加速度分析以μa=0.04m·s-2/mm作加速度圖〔圖c,再加速度影像原理得點(diǎn)d’和e’,由圖可得：3、設(shè)計(jì)一對漸開線外嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪圓柱齒輪機(jī)構(gòu)。已知z1=18,z2=36,模數(shù)m=3,壓力角α與齒頂高系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值,試求：〔10分該圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的傳動比i12兩輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、分度圓上齒厚求兩輪的中心距答：該圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的傳動比兩輪的分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑：基圓直徑：分度圓上齒厚：兩輪中心距：設(shè)計(jì)題〔10分設(shè)計(jì)一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu),已知機(jī)架長度100mm,行程速比系數(shù)K=1.5?！惨蟊Ａ糇鲌D軌跡,以及必要的文字說明解： 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角 根據(jù)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的特性知：；其中為導(dǎo)桿的擺角 作圖步驟：作作的角平分線,在該線上取〔即機(jī)架長度過A點(diǎn)作導(dǎo)桿任一極位的垂線AC1〔或AC2,其即為曲柄,故試題2二、簡答題〔每小題5分,共25分機(jī)械的"平衡"與"調(diào)速"都可以減輕機(jī)械中的動載荷,但兩者有何本質(zhì)區(qū)別？答：1>機(jī)械平衡是通過消除或減小慣性力和慣性力矩來減輕機(jī)械中的動載荷。2>調(diào)速是使機(jī)械的運(yùn)動避開其共振區(qū)域,從而減小軸的撓度,獲得減輕機(jī)械中動載荷的目的。簡述漸開線圓柱斜齒輪機(jī)構(gòu)主要有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：嚙合性能好：逐漸嚙入,逐漸嚙出,傳動平穩(wěn),噪音小。重合度大：降低每對齒輪的載荷,提高承載能力。結(jié)構(gòu)緊湊：避免根切的最小齒數(shù)小。缺點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有軸向力。三、計(jì)算題〔共45分ABCABCDHGFE答：見圖所示?；顒訕?gòu)件n=7；低副pl=10；所以機(jī)構(gòu)的自由度為3、試求機(jī)構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。<5分>AABCP12123P13P23答：A點(diǎn)為P13；B點(diǎn)為P12；P23由三心定理求得,見圖。4、在圖示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中,,曲柄AB以等角速度轉(zhuǎn)動,試用相對運(yùn)動圖解法求構(gòu)件3的角速度和角加速度。<15分>ACB23ACB2341速度分析求〔方向垂直AB轉(zhuǎn)向同ω1 求 取μv=0.01m·s-1/mm作上式的速度圖〔圖b加速度分析以μa=1m·s-2/mm作加速度圖〔圖c1254H31254H32’答：〔1〔2由式1、2聯(lián)立可得：四、設(shè)計(jì)題〔10分如圖所示,設(shè)已知破碎機(jī)的行程速比系數(shù)K=1.2,顎板長度,顎板擺角,曲柄長60mm。試設(shè)計(jì)該四桿機(jī)構(gòu)。解： 作圖步驟：由給定的行程速比變化系數(shù)K,得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的極位夾角作出搖桿兩個極限位置C1D和C2D,使連接C1、C2,并作C1M垂直于C1C2。作,N與M相交于P點(diǎn),由圖可見,。利用余弦定理求AC1〔令為x量得代入求得連桿的長度：以C1為圓心,x為半徑作圓,與前述外接圓的交點(diǎn)即為所求的A點(diǎn)。量得機(jī)架長：309.43mm試題3二、簡答題〔每小題5分,共25分1、何謂運(yùn)動副及運(yùn)動副元素？答：運(yùn)動副是指兩構(gòu)件直接接觸具有確定的相對運(yùn)動關(guān)系的一種聯(lián)結(jié)。〔書本：兩個構(gòu)件直接接觸而組成的可動的聯(lián)接。運(yùn)動副元素：參加接觸的部分。兩構(gòu)件上能夠參加接觸而構(gòu)成運(yùn)動副的表面。4、齒輪傳動要勻速、平穩(wěn)地進(jìn)行,必須滿足哪些條件？答：對齒廓的要求：齒廓滿足定傳動比的齒廓嚙合基本定律。對重合度要求：齒輪嚙合的重合度大于1。對正確嚙合要求：滿足正確嚙合條件。5、有一滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu),在使用中發(fā)現(xiàn)推桿滾子的直徑偏小,欲改用較大的滾子,問是否可行？為什么？答：不一定。令滾子半徑為；凸輪理論輪廓線的最小曲率半徑為當(dāng)：時(shí)：工作廓線出現(xiàn)交叉,出現(xiàn)失真現(xiàn)象。這時(shí)不可行。當(dāng)：時(shí)：工作廓線出現(xiàn)尖點(diǎn),凸輪輪廓在尖點(diǎn)處易磨損而導(dǎo)致失真。這時(shí)也不可行。當(dāng)：時(shí)：這時(shí)也不可行。三、計(jì)算題〔共45分ABCDABCDHGFE答：活動構(gòu)件n=7；低副pl=10；所以機(jī)構(gòu)的自由度為DCDCBA1432P12P23P34P14P13P24答：A點(diǎn)為P12；B點(diǎn)為P23；C點(diǎn)為P34；D點(diǎn)為P14；P13由三心定理求得為B點(diǎn),見圖。P24由三心定理求得為D點(diǎn),見圖。5、在圖示的車床變速箱中,移動三聯(lián)齒輪a使齒輪3’和4’嚙合。又移動雙聯(lián)齒輪b使齒輪5’和6’嚙合。已知各輪的齒數(shù)為,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,求帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向。<10分>解：四、設(shè)計(jì)題〔10分試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。已知其