機械原理試卷及答案兩套

2006～2007學(xué)年第二學(xué)期《機械原理》試卷〔A卷〕班級：姓名：學(xué)號：一、填空題〔共計20分，每空1分〕1、機構(gòu)具有確定運動的條件是：，假設(shè)機構(gòu)自由度Ｆ>0，而原動件數(shù)<F，那么構(gòu)件間的運動是，假設(shè)機構(gòu)自由度Ｆ>0，而原動件數(shù)>F，那么各構(gòu)件之間。2、瞬心是兩個作平面相對運動剛體上瞬時為零的。3、移動副的自鎖條件是；轉(zhuǎn)動副的自鎖條件是。4、在凸輪機構(gòu)的各種常用從動件運動規(guī)律中，運動規(guī)律具有剛性沖擊；運動規(guī)律具有柔性沖擊。5、內(nèi)嚙合斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件是，，。6、當原動件為整周轉(zhuǎn)動時，使執(zhí)行構(gòu)件能作往復(fù)擺動的機構(gòu)有；；。7、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動慣量可根據(jù)等效原那么：來確定。8、輸出功和輸入功的比值，通常稱為。9、為了減少飛輪的質(zhì)量和尺寸，應(yīng)將飛輪安裝在軸上。10、剛性轉(zhuǎn)子靜平衡條件是；而動平衡條件是。二、分析題〔共計18分〕1、〔此題10分〕如下圖，：BCDEGF，且分別相等，計算平面機構(gòu)的自由度。假設(shè)存在復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束，請指出。如果以凸輪為原動件，機構(gòu)是否具有確定的運動？2、〔此題8分〕在圖示機構(gòu)中，各桿的長度為L1=28mm，L2=54mm，L3=50mm，L4=72mm。問：〔1〕試闡述鉸鏈四桿機構(gòu)的曲柄存在條件；〔2〕以桿4為機架時，該機構(gòu)為何種機構(gòu)？〔3〕當取桿1為機架時，將演化為何種機構(gòu)？〔4〕當取桿3為機架時，又將演化為何種機構(gòu)？三、作圖題〔共計10分〕1、如下圖凸輪機構(gòu)中，凸輪廓線為圓形,幾何中心在B點.請畫出并標出1〕凸輪的理論輪廓線；2〕凸輪的基圓；3〕凸輪機構(gòu)的偏距圓；4〕凸輪與從動件在D點接觸時的壓力角；5〕凸輪與從動件從在C接觸到在D點接觸時凸輪轉(zhuǎn)過的角度。四、計算題〔共計36分〕1、〔此題14分〕在某牛頭刨床中，有一對外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動，z1＝17，z2＝118，m＝5mm，α＝200，，，a′=337.5mm?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)小齒輪已經(jīng)嚴重磨損，擬將其報廢。大齒輪磨損較輕〔沿分度圓齒厚兩側(cè)總的磨損量為0.75mm〕，擬修復(fù)使用，并要求所設(shè)計的小齒輪的齒頂厚盡可能大些，問如何設(shè)計這一對齒輪？并計算這對齒輪的分度圓直徑d、齒頂高ha、齒根高hf、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df、齒厚s、齒槽寬e和齒距p。2、〔此題10分〕在圖示輪系中，各輪齒數(shù)為：Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=40，Z5=20。試求此輪系的傳動比i15。3、〔此題12分〕某機械一個穩(wěn)定運動循環(huán)內(nèi)的等效力矩如下圖，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：等效驅(qū)動力矩的大??；運轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)；當要求在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。100100五、綜合題〔16分〕1、如下圖機構(gòu)中，構(gòu)件1為原動件，P為作用在構(gòu)件3上的力，轉(zhuǎn)動副B和C上所畫的虛線小圓為摩擦圓?！?〕試分析該瞬時位置時，機構(gòu)的傳動角γ，壓力角α；〔2〕作出機構(gòu)在圖示位置時的速度圖及加速度圖〔不要求嚴格按比例作圖，要求寫出矢量方程式及方程式中各量的方向和大小的表達式〕；〔3〕確定ω21和ω23的方向；ABCPABCP1234Mdω1一、填空題〔共20分，每一空1分〕1．機構(gòu)的原動件數(shù)等于機構(gòu)的自由度數(shù)；不確定的；不能運動或產(chǎn)生破壞。2．相對速度；重合點。3．驅(qū)動力與接觸面法線方向的夾角小于摩擦角；驅(qū)動力的作用線距軸心偏距h小于摩擦圓半徑ρ。4．等速〔或一次多項方式〕；等加速等減速〔或二次多項式動或余弦加速度或簡諧運〕；正弦加速度〔或擺線運動或五次多項式〕。5．模數(shù)相等；壓力角相等；螺旋角大小相等且旋向相同。6．曲柄搖桿機構(gòu)；曲柄搖塊機構(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)或組合機構(gòu)等。7．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機器所有運動構(gòu)件的總動能之和。8．機械效率。9．高速。10.不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力的矢量和等于零；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、分析題〔共計18分〕1、〔此題10分〕解：n=61分PL=81分PH=11分F＝3n－2PL－PH1分＝3×6－2×8－11分＝11分B處存在局部自由度1分DE桿存在虛約束1分I、J之一為虛約束1分當以凸輪為原動件時，原動件數(shù)等于機構(gòu)的自由度，故機構(gòu)具有確定的運動。1分2、〔此題8分〕解：〔1〕鉸鏈四桿機構(gòu)的曲柄存在條件：①最短桿與最長桿之和小于或等于其他兩桿長度之和，1分②最短桿是連架桿或機架。1分〔2〕L1+L4=28+72<L2+L3=54+50滿足桿長條件，且最短桿L1為連架桿，因此該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)。2分〔3〕由于桿長條件沒變，當取最短桿L1為機架時將演化為雙曲柄機構(gòu)2分〔4〕由于桿長條件沒變，當取最短桿的對邊L3為機架時將演化為雙搖桿機構(gòu)2分三、作圖題〔共計10分〕1、〔此題10分〕解：理論輪廓線基圓理論輪廓線基圓偏距圓壓力角畫出并標出凸輪與從動件在D點接觸時的壓力角為：αD=002分畫出并標出理論輪廓線2分畫出并標出基圓2分畫出并標出偏距圓2分畫出并標出凸輪與從動件從在C接觸到在D點接觸時凸輪轉(zhuǎn)過的角度ψ2分四、計算題〔共計36分〕1、〔此題14分〕解：〔1〕確定傳動類型：1分因為a＝a′，故應(yīng)采用等變位齒輪傳動。2分〔2〕確定兩齒輪變位系數(shù)：2分故x1＝0.206，x2＝－0.2061分〔3〕計算齒輪幾何尺寸8分〔每一項1分〕小齒輪〔單位：mm〕大齒輪〔單位：mm〕d1=mz1=5×17=85d2=mz2=5×118=590da1=d1+2ha1=85+2×da2=d2+2ha2=590+2×df1=d1－2hf1=85－2×5.22=74.56df2=d2－2hf2=590－2×7.28=575.44p1=s1+e1=8.61+7.1=15.71p1=s1+e1=8.61+7.1=15.712、〔此題10分〕解：該輪系為復(fù)合輪系，1－2－3－H和機架組成行星輪系，4－5和機架組成定軸輪系。2分〔1〕在1－2－3－H和機架組成的行星輪系中，3分〔2〕在4－5和機架組成的定軸輪系中，2分n3=0，nH=n42分i15=n1/n5=-2.51分3、〔此題12分〕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4分〔2〕直接利用公式求：2分2分〔3〕求出最大盈虧功后，飛輪轉(zhuǎn)動慣量可利用公式求解2分2分五、綜合題〔16分〕解：〔1〕速度分析大?。?？ω1lAB?方向：//AC⊥AB⊥BC2分取μv作多邊形如圖b所示。〔2〕加速度分析大?。海喀?1lABω21lCB?方向：//ACA→BB→C⊥CB2分選適當μa作加速度如圖c所示。2006～2007學(xué)年第二學(xué)期《機械原理》試卷〔B卷〕班級：姓名：學(xué)號：一、填空題〔每空1分，共計20分〕1、平面運動副的最大約束數(shù)為，最小約束數(shù)為；引入一個約束的運動副為，引入兩個約束的運動副為。2、凸輪機構(gòu)的運動規(guī)律中，如出現(xiàn)速度不連續(xù)，那么機構(gòu)將產(chǎn)生沖擊；如出現(xiàn)加速度不連續(xù)，那么機構(gòu)將產(chǎn)生沖擊；3、如果一個機構(gòu)由k個構(gòu)件所組成，那么它的順心總數(shù)N=。4、直齒圓錐齒輪幾何尺寸的計算是以為準，其當量齒數(shù)的計算公式為。5、機器中安裝飛輪的目的是和。6、能實現(xiàn)間歇運動的機構(gòu)有、、。7、漸開線直齒圓柱齒輪傳動的可分性是指不受中心距變化的影響。8、周轉(zhuǎn)輪系根據(jù)自由度不同可分為和，其自由度分別為和。如下圖，小圓為摩擦圓，軸頸1受到驅(qū)動力的作用，那么軸頸1應(yīng)作運動。二、分析題〔共計22分〕1、機構(gòu)運動簡圖如下圖，〔8分〕〔1〕計算該機構(gòu)的自由度；假設(shè)存在復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束，請指出；如果以1為原動件，并說明機構(gòu)是否具有確定的運動。〔2〕如果以1為原動件，根據(jù)機構(gòu)的組成原理，將其拆分為根本桿組。BBA16243DFC5EG2、：機架長度L=100mm，行程速比系數(shù)K＝1.25，試設(shè)計一擺動導(dǎo)桿機構(gòu)，并求曲柄長度R〔要求作圖〕?！?0分〕3、如下圖為一個簡易的蝸桿蝸輪起重裝置，當手柄如下圖轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動時，要求重物C上升，請問蝸桿和蝸輪的螺旋方向；并在圖上標明蝸桿的螺旋方向以及蝸輪的轉(zhuǎn)向?！?分〕三、作圖題〔共18分〕1、偏置直動推桿盤形凸輪機構(gòu)如下圖。AB和CD是兩段直線，BC和DA是以凸輪軸為圓心的兩段圓弧。要求：〔8分〕在圖上畫出理論廓線、基圓和偏距圓；2〕標出圖示位置的凸輪機構(gòu)的壓力角α和推桿位移S；3〕標出推程運動角δO和遠休止角δ1。12、在圖示鉸鏈機構(gòu)中，鉸鏈處各細線圓為摩擦圓，為驅(qū)動力矩，為生產(chǎn)阻力。在圖上畫出以下約束反力的方向與作用位置：、、、。(10分)1四、計算題〔共40分〕1、現(xiàn)用m=10mm，α=20，ha*=1，c*=0.25，的齒條刀具切制z1=12的直齒圓柱外齒輪，試求：〔12分〕(1)不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)；(2)刀具變位加工后的齒輪分度圓齒厚，以及分度圓壓力角；(3)如果要求此變位齒輪與另外一個齒輪采用等變位齒輪傳動類型，那么另外一個齒輪的最少齒數(shù)z2應(yīng)是多少(取整數(shù))2、輪系主動輪轉(zhuǎn)向如下圖，齒輪均為標準齒輪，標準安裝，Z1＝2，Z2＝40，Z2’＝24，Z3＝48，Z4＝120，Z5＝18，Z6＝36，求傳動比i16，并標出輪2、5、6的轉(zhuǎn)向。(143、圖示為一機器轉(zhuǎn)化到曲柄上的等效阻力矩曲線，在一個循環(huán)中，等效驅(qū)動力矩不變，機組活動構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動慣量Jc＝0.5Kg·m，己知曲柄的角速度ωm＝35rad/s，機器的運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)δ＝0.03，試確定安裝在曲柄上的飛輪的轉(zhuǎn)動慣量Jr應(yīng)為多少?！?4分〕2006～2007學(xué)年第二學(xué)期《機械原理》試卷B標準答案及評分標準一、填空題〔每空1分，共20分〕2；1；高副；低副。2、剛性；柔性。3、。4、大端；Zv=Z/cosδ。5、降低速度波動；降低電動機功率。6、棘輪機構(gòu)；槽輪機構(gòu)；不完全齒輪機構(gòu)或凸輪機構(gòu)等。。7、傳動比。8、差動輪系；行星輪系；2；1。9、加速二、分析題〔共計22分〕1、此題8分解：〔1〕機構(gòu)的自由度：F＝3n－2PL－PH＝3×5－2×7－0＝12分C處存在復(fù)合鉸鏈，1分F、G之一為虛約束1分假設(shè)以1為原動件，那么原動件數(shù)＝自由度數(shù)，且F＞0，因此，機構(gòu)具有確定的運動。1分1分1分1分〔2〕以1為原動件拆分桿組，根據(jù)機構(gòu)的組成原理，桿組2、3組成二級桿組，桿組4、5組成二級桿組，圖示如下：1分1分1分2、此題10分解：選擇一定的比例畫出動導(dǎo)桿機構(gòu)運動簡圖，〔每個位置的運動簡圖各占3分〕，共6分2分2分3、此題4分答：蝸桿和蝸輪均為右旋，2分蝸輪逆時針轉(zhuǎn)動。2分三、作圖題〔共18分〕1、此題總分值8分解：基圓2分，其余每項1分此題總分值10分解：畫出一個給2.5分四、計算題〔共40分〕1、此題12分解：(1)最小變位系數(shù)〔無根切條件下〕Xmin=ha*(Zmin-Z)/Zmin=1(17-12)/17=0.2944分(2)變位加工后分度園齒厚為，假設(shè)取x=0.3那么mm3分壓力角不變α=20