機(jī)械原理試題(28、B4)

封線密2009~2010學(xué)年第二學(xué)期一二三四五六七八一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（15分）1.在圖11所示機(jī)構(gòu)中，凸輪為一圓盤，鉸鏈A、B、C共線，AB=BC=BD。（1）計(jì)算該機(jī)構(gòu)自由度，請(qǐng)明確指出機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束；（9分）（2）畫出該機(jī)構(gòu)的低副替代機(jī)構(gòu)。（3分）BDBDCAJFEIGKOH圖11E15246738圖122.試畫出圖12所示機(jī)構(gòu)的基本桿組（必須將構(gòu)件代號(hào)標(biāo)注在基本桿組中），并確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。（3分）二、平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)（30分）1.確定圖21所示機(jī)構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。若曲柄1的角速度1已知，寫出計(jì)算構(gòu)件3的角速度3的表達(dá)式；（8分）2.畫出機(jī)構(gòu)在圖示位置的傳動(dòng)角；（2分）44CB1321A圖213.構(gòu)件3的速度v3和加速度a3（要求列出矢量方程，畫出速度多邊形和加速度多邊形）；（10分）CA11111B23B圖224．給定搖桿長度及兩極限位置如圖23所示，圖中，l0.002m/mm，要求機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K1.5，機(jī)架長度lAD45mm，試設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（直接在圖23上作圖，保留作圖線，求出lAB和lBC的值）。（10分）CC1C2D1圖23三、凸輪機(jī)構(gòu)分析（10分）1.試在圖3中畫出凸輪的理論輪廓曲線、基圓、從動(dòng)件的最大行程h、凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)至輪廓線上點(diǎn)A（點(diǎn)A位于凸輪輪廓線的直線段上）與滾子接觸時(shí)，從動(dòng)件位移s和機(jī)構(gòu)壓力角；（6分）2.凸輪的推程角=?、回程角=?（4分）A圖3四、齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算（10分）圖42312在圖4所示齒輪機(jī)構(gòu)中，己知各直齒圓柱齒輪模數(shù)均為2mm，各輪的齒數(shù)分別為：z1=15，z2＝32，z2圖423121.若選齒輪2、3為標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，齒輪1、2應(yīng)選什么傳動(dòng)類型最好？（4分）2.若取齒輪2、3的中心距為實(shí)際中心距，齒輪1、2的嚙合角為多少？（4分）3.用范成法加工齒輪1，是否會(huì)產(chǎn)生根切?（2分）五、輪系傳動(dòng)比計(jì)算（10分）在圖5所示的輪系中，已知軸I的轉(zhuǎn)速為n1＝100r/min，方向如圖中箭頭所示。各輪的齒數(shù)分別為：z1=15，z2＝30，z3＝45，z4＝60，z5＝25，z6＝20，z7=25，z8=20。計(jì)算軸II的轉(zhuǎn)速大小和方向。圖5圖5軸I234H5671軸II8六、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（15分）圖61所示機(jī)械系統(tǒng)，已知輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J10.01kgm2，輪2及2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J20.024kgm2，輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J30.018kgm2，連桿4的質(zhì)量m42kg，質(zhì)心S4位于lAB的中點(diǎn)，滑塊5的質(zhì)量m51kg，各齒輪齒數(shù)為z120，z260，z220，z360，lAB80mm，作用于滑塊上的阻力為Fr，F(xiàn)r隨轉(zhuǎn)角3的變化如圖62所示。以齒輪1為等效構(gòu)件。試求：1.33/2時(shí)的等效慣量Jv和等效阻力矩Mvr；（7分）2.）3.設(shè)作用于齒輪1上的驅(qū)動(dòng)力矩Md常數(shù)，求等效驅(qū)動(dòng)力矩Mvd和最大盈虧功Amax。（4分）FFr(N)1000N3212233Fr65MdBm4A4圖61圖62七、考慮摩擦的機(jī)構(gòu)靜力分析（10分）圖7所示六桿機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)副上各小圓為摩擦圓，移動(dòng)副摩擦角為，滑塊上作用有工作阻力Q。1.在構(gòu)件1上標(biāo)出驅(qū)動(dòng)力矩Md，作出各構(gòu)件總反力并進(jìn)行標(biāo)注；（5分）2.寫出構(gòu)件3和構(gòu)件4的力平衡方程式，以圖中表示Q的線段長度為基準(zhǔn)，作出構(gòu)件3、4的力多邊形（5分）。2213456QQ圖7

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2012~2013學(xué)年第一學(xué)期一二三四五六七八九十總分得分一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（15分）1.計(jì)算圖1所示機(jī)構(gòu)的自由度，明確指出其中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束；解：n=8，PL=11，PH=1,F=3n-2PL-PH=38-211-1=1(4分)虛約束(1分)虛約束(1分)復(fù)合鉸鏈(1分)虛約束(1分)2.（3分）3.答案一：凸輪為原動(dòng)件，每個(gè)組1分，三級(jí)機(jī)構(gòu)(1分）答案二：以右邊的兩個(gè)聯(lián)架桿之一為原動(dòng)件：原動(dòng)件不計(jì)分，每個(gè)基本組1分，二級(jí)機(jī)構(gòu)(1分）答案三：以左邊的聯(lián)架桿為原動(dòng)件：每個(gè)基本組1分，三級(jí)機(jī)構(gòu)(1分）二、平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)（25分）b2b3ep1.（1）偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，b2b3epB1A30B1A30366054B2DC1C2CBmin？√？⊥BC√∥DE，可以利用速度影像求圖示瞬時(shí)構(gòu)件3上E點(diǎn)的速度vE。（4分），逆時(shí)針方向；（4分）（2）圖示瞬時(shí)，構(gòu)件3與構(gòu)件2在重合點(diǎn)B處的加速度關(guān)系式中有哥氏加速度aKB3B2，aKB3B2=23vB3B2，垂直于ED指向右。（2分）3.（1）=36，lAB=43mm，lBC=136.5mm，lCD=105.5mm（8分）（2）如圖，min=23。（2分）s三、凸輪機(jī)構(gòu)分析（10分）1.簡(jiǎn)答題（每題2分）：（1）答：有剛性沖擊；（2）答：增大基圓半徑2.基圓、理論輪廓線各1分，s、各2分。四、齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算（10分）1.a12=68mm，a34=67.5mm，（2分）2.正傳動(dòng)，34=21.127°，r3′=22.67mm（6分）3.=6.95°（2分）五、輪系傳動(dòng)比計(jì)算（15分）解：1.A輪被剎住時(shí)，此輪系即為一個(gè)定軸輪系，，其方向箭頭向下↓（4分）2.B輪被剎住時(shí)，由1、2、2、3、A（H）構(gòu)成差動(dòng)輪系由3、4、5、A（H）構(gòu)成行星輪系聯(lián)立求解得：其方向箭頭向上↑。（7分）3.不能把A、B同時(shí)剎住，因?yàn)槠渥杂啥葹榱?，不能?dòng)。也不能把A、B同時(shí)松開，因?yàn)槠渥杂啥葹?，運(yùn)動(dòng)不確定。（4分）六、機(jī)械動(dòng)力學(xué)（25分）1.解答各構(gòu)件的作用力及力多邊形如圖示。標(biāo)出作用力4分，力多邊形3分力平衡方程構(gòu)件1：，構(gòu)件2：M的表達(dá)式：（3分）2.解答1）N.m；（5分）2)機(jī)器作盈功和虧功的區(qū)域如右圖。Amax=50πN.m，Amin=-250πN.m最大盈虧功△Amax=Amax-Amin=300πN.m。（5分）3)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF（5分）

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2009~2010學(xué)年第一學(xué)期題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（15分）1.計(jì)算圖11和圖12所示機(jī)構(gòu)自由度，請(qǐng)明確指出機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束。圖12中，O1、O2為凸輪與從動(dòng)件滾子接觸點(diǎn)處曲率中心；（6分）2.對(duì)于圖11所示機(jī)構(gòu)，說明采用虛約束結(jié)構(gòu)的目的。（3分）E2C2E2C2D2D1C1E1EDCBAC3D3E3圖11AKCFEGHJILB圖12 二、平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)（30分）1.試標(biāo)注出圖21所示機(jī)構(gòu)在圖示位置的所有瞬心；（6分）2.圖22所示機(jī)構(gòu)，試畫出當(dāng)A、B、C三點(diǎn)共線時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角；（2分）11234ABCD圖21圖223.圖23所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，已知曲柄1以w1沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊3沿水平方向運(yùn)動(dòng)，圖示瞬時(shí)，曲柄1處于垂直位置。試用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求滑塊的速度vC、加速度aC（要求寫出全部矢量方程式）。（8分）BBAC24311圖23ABC1圖24DC2F1CE40160100F2F4.設(shè)計(jì)一個(gè)平面六桿機(jī)構(gòu)（圖24），該機(jī)構(gòu)由一個(gè)具有急回運(yùn)動(dòng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABCD串聯(lián)一個(gè)RRPⅡ級(jí)基本桿組EF構(gòu)成。設(shè)計(jì)參數(shù)為：曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)K1.4，搖桿CD的長度lCDABC1圖24DC2F1CE40160100F2F（1）試用圖解法求lAB、lBC和lAD；（8分）（2）試用圖解法求lEF、lDE。（6分）（注：建議取l0.004m/mm，均要求保留作圖線，寫出各桿實(shí)際長度值）三、凸輪機(jī)構(gòu)分析（10分）圖3所示對(duì)心式平底直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪1為一偏心圓盤，其半徑R=50mm，偏距OA=20mm。。試確定：1.凸輪的推程角、遠(yuǎn)休止角、回程角、近休止角；（2分）2.計(jì)算凸輪的基圓半徑rb，并在圖中畫出基圓；（2分）3.圖示瞬時(shí)，凸輪圓心O位于其轉(zhuǎn)動(dòng)中心A的正下方，試根據(jù)反轉(zhuǎn)原理標(biāo)出當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過90時(shí)從動(dòng)件2的位移s，寫出從動(dòng)件移動(dòng)速度v的表達(dá)式；（4分）4.說明將從動(dòng)件的平底設(shè)計(jì)成與其移動(dòng)導(dǎo)路垂直的主要原因。（2分）22A11B3O圖3四、齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算（10分）一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，已知傳動(dòng)比i12=2，模數(shù)m=4mm，分度圓上的壓力角α=20°。1.若為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，標(biāo)準(zhǔn)安裝，中心距a120mm，試確定兩輪的齒數(shù)z1和z2、節(jié)圓半徑和、嚙合角；（5分）2.若將實(shí)際中心距改為mm，其它參數(shù)不變，試確定嚙合角及保證其無側(cè)隙嚙合的傳動(dòng)類型。(5分)五、機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析（10分）在圖4所示的機(jī)構(gòu)中，原動(dòng)件1在驅(qū)動(dòng)力矩M作用下等速轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件2上的生產(chǎn)阻力Q如圖所示。已知各轉(zhuǎn)動(dòng)副處的細(xì)實(shí)線圓為摩擦圓，移動(dòng)副摩擦角φ15°。若不計(jì)各構(gòu)件的重力與慣性力，試在圖上畫出各運(yùn)動(dòng)副中總反力的作用線及方向。QQB12C1MA3圖4六、輪系與機(jī)械動(dòng)力學(xué)（25分）1.磨床進(jìn)刀機(jī)構(gòu)如圖51所示，z1z229，z228，z330，z4=200（棘輪），絲桿5導(dǎo)程l=3mm，精加工時(shí)，每次進(jìn)刀量相當(dāng)于棘輪轉(zhuǎn)過一齒。試計(jì)算傳動(dòng)比，確定棘輪轉(zhuǎn)過一齒時(shí)進(jìn)刀量的大小；（15分）2O/4Mer圖52砂輪z1工件5z4棘輪z3z2z2圖512.某機(jī)器2O/4Mer圖52砂輪z1工件5z4棘輪z3z2z2圖51

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2010~2011學(xué)年第二學(xué)期題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（15分）1.試用圖11所示II級(jí)基本桿組搭接一個(gè)自由度為1，且輸入運(yùn)動(dòng)為單向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線移動(dòng)的平面六桿機(jī)構(gòu)，畫出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，標(biāo)出原動(dòng)件；（4分）2.圖12所示機(jī)構(gòu)中，凸輪為一偏心圓，圓心在O點(diǎn)，EF=GH，EG=FH，EI=FJ。（1）計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度，明確指出機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束；（5分）DKDKI圖12OCCHJBFAGE圖1圖11二、平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)（25分）1.圖21為平行四邊形機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。曲柄1的角速度為1，角加速度為1=0。（1）標(biāo)出該機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角；（2分）（2）用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求點(diǎn)C的速度vC，構(gòu)件2的角速度2（要求列出速度向量方程，作出速度多邊形，建議以pb=30mm表示vB，所有作圖線要清晰）；（6分）（3）用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求點(diǎn)C的加速度aC，構(gòu)件2角加速度2（要求列出加速度向量方程，作出加速度多邊形，建議以pb=30mm表示，所有作圖線要清晰）。（6分）AABC圖2111232.，當(dāng)曲柄上的一條標(biāo)線分別處于1、2、3位置時(shí)，其對(duì)應(yīng)滑塊位置分別為C1、C2、C3。圖22為按比例尺畫出的對(duì)應(yīng)位置圖，用圖解法在圖22上設(shè)計(jì)出鉸鏈B1的位置（保留作圖線）。（11分）圖圖22A1C2C123C3三、凸輪機(jī)構(gòu)分析（10分）圖3所示對(duì)心移動(dòng)平底從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪為一偏心圓，圓心在A點(diǎn)，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心在O點(diǎn)，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。1.在圖上畫出凸輪的基圓，標(biāo)注出基圓半徑rb；（2分）2.在圖上標(biāo)出凸輪機(jī)構(gòu)的推程角和圖示位置機(jī)構(gòu)的壓力角；（4分）3.在圖上標(biāo)出從動(dòng)件從圖示位置上升s后凸輪的轉(zhuǎn)角以及從動(dòng)件的升距h。（4分）ωωAs圖3O四、齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算（10分）一對(duì)漸開線外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，z1=18，z2=27，模數(shù)m=4mm，=20，h*a=1.0，c*=0.25。1.計(jì)算小齒輪的基圓半徑rb1、齒頂圓半徑ra1和齒根圓半徑rf1；（3分）2.當(dāng)兩輪的安裝中心距a′=92mm時(shí)，求其嚙合角，節(jié)圓半徑r1′、r2′，分度圓半徑r1、r2；（5分）3.按a安裝，兩齒輪保證無側(cè)隙嚙合，應(yīng)采用何種變位齒輪傳動(dòng)？（2分）五、輪系傳動(dòng)比計(jì)算（15分）圖4所示輪系中，已知各齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，按標(biāo)準(zhǔn)中心距安裝。各齒輪的齒數(shù)分別為z1=20，z2=30，z3=80，z4=30，z6=110，軸I為主動(dòng)軸，軸II為從動(dòng)軸，S、P為制動(dòng)帶，試計(jì)算：1.齒輪5的齒數(shù)z5；（3分）2.S壓緊齒輪3，P處于松開狀態(tài)時(shí)的傳動(dòng)比iIII；（8分）3.P壓緊齒輪6，S處于松開狀態(tài)時(shí)的傳動(dòng)比iIII。（4分）SSP圖41III23654六、機(jī)械動(dòng)力學(xué)（25分）1.圖51所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，P為驅(qū)動(dòng)力，Q為阻力，圖中細(xì)實(shí)線小圓為摩擦圓，移動(dòng)副摩擦角為。（1）在圖51上作出機(jī)構(gòu)在圖示位置各運(yùn)動(dòng)副總反力的作用線位置和方向并進(jìn)行標(biāo)注；（10分）（2）寫出構(gòu)件1、3的力平衡方程式，以所給出的力P的長度為基準(zhǔn)，作出構(gòu)件1、3的力多邊形。（5分）圖5圖51P13PAC4BQ22.已知某機(jī)器的等效阻力矩Mvr曲線如圖52所示，其等效驅(qū)動(dòng)力矩Mvd為常數(shù)，取機(jī)器的主軸為等效構(gòu)件，其轉(zhuǎn)速為1000r/min，試求當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻系數(shù)0.05時(shí)，安裝在機(jī)器主軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JF，其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量忽略不計(jì)。（JF[W]/(2m[])=900[W]/(2n2[])]），[W]為最大盈虧功）（10分）/42MvO圖52Mvr封線密

2010~2011學(xué)年第二學(xué)期一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（15分）1.試用圖11所示II級(jí)基本桿組搭接一個(gè)自由度為1，且輸入運(yùn)動(dòng)為單向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線移動(dòng)的平面六桿機(jī)構(gòu)，畫出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖，標(biāo)出原動(dòng)件；（4分）2.圖12所示機(jī)構(gòu)中，凸輪為一偏心圓，圓心在O點(diǎn)。（1）計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度，明確指出機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束；（5分）JDJDBGH圖12AECOEF圖1圖11二、平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)（25分）1.圖21為一平行四邊形機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。曲柄1的角速度為1，角加速度為1，方向如圖所示。（1）標(biāo)出該機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角；（2分）（2）用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求點(diǎn)C的速度vC，構(gòu)件2、3的角速度2、3（要求列出速度向量方程，作出速度多邊形，建議以pb=30mm表示vB，所有作圖線要清晰）；（6分）（3）用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求點(diǎn)C的加速度aC，構(gòu)件2、3的角加速度2、3（要求列出加速度向量方程，作出加速度多邊形，建議以pnB=30mm表示，nBb=30mm表示，所有作圖線要清晰）。（6分）AAD圖21B1C23112.六桿機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為前置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)后接一個(gè)RRR型II級(jí)組。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K1.4，搖桿CD的兩極限位置分別為C1D及C2D，擺角60，其對(duì)應(yīng)輸出構(gòu)件EF的兩條標(biāo)線位置分別為FG1和FG2，擺角30。當(dāng)搖桿處于C2D位置時(shí)，前置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角為30。設(shè)圖22已按比例繪制出C1D、C2D以及FG1、FG2，用圖解法在圖22上設(shè)計(jì)出鉸鏈A、B1、E1（保留作圖線，E1點(diǎn)選在標(biāo)線FG1上）。（11分）DDC1G2G1C2圖22F三、凸輪機(jī)構(gòu)分析（10分）圖3所示偏置移動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪為一偏心圓，圓心在A點(diǎn)，凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中心在O點(diǎn)，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。1.在圖上畫出凸輪的理論輪廓曲線、基圓和偏距圓，標(biāo)注出基圓半徑rb和偏距圓半徑e；（3分）2.在圖上標(biāo)出凸輪機(jī)構(gòu)的推程角和圖示位置機(jī)構(gòu)的壓力角；（3分）3.在圖上標(biāo)出從動(dòng)件從圖示位置上升s后凸輪的轉(zhuǎn)角。（4分）ωωAs圖3O四、齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算（10分）圖441312111在圖4所示的回歸輪系中，已知z20，z2=48，m1=m2=2mm，z3=18，z4=36，m3=m4=2.5mm，該兩對(duì)齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪，且安裝中心距相等，=20，h*a圖4413121111.兩對(duì)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)中心距a12、a34分別為多少？（2分）2.當(dāng)以a12為安裝中心距時(shí)，齒輪3與齒輪4應(yīng)采取何種傳動(dòng)才能保證無側(cè)隙嚙合？計(jì)算其嚙合角34和齒輪3的節(jié)圓半徑r3；（4分）3.仍以a12為安裝中心距，當(dāng)齒輪3與齒輪4采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，其法面模數(shù)mn3=mn4=2.5mm，齒數(shù)不變，計(jì)算其分度圓螺旋角以及齒輪3和齒輪4的分度圓半徑r3、r4。（4分）五、輪系傳動(dòng)比計(jì)算（15分）圖5所示輪系，軸I為輸入軸，轉(zhuǎn)向已標(biāo)注在圖中，軸II為輸出軸。已知各齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝，且m4=m5=2mm，各齒輪的齒數(shù)分別為：z1=30，z2=40，z2=20，z3=60，z3=30，z4=60，z4=100，z5=150。1.a=？；（3分）II圖5Ia123II圖5Ia123235446六、機(jī)械動(dòng)力學(xué)（25分）圖6所示顎式破碎機(jī)，1、2為皮帶輪，傳動(dòng)比=2，LBC=2LAB，物料7與動(dòng)顎板4在D點(diǎn)接觸，接觸點(diǎn)公法線為nn，4和7之間的摩擦角為，細(xì)實(shí)線圓為摩擦圓。1.考慮摩擦的四桿機(jī)構(gòu)O2ABC的靜力分析（1）在圖6上作出機(jī)構(gòu)在圖示位置各構(gòu)件總反力的作用線位置和方向并進(jìn)行標(biāo)注；（10分）（2）寫出構(gòu)件4的力平衡方程式，定性作出力多邊形（設(shè)物料7對(duì)動(dòng)顎板4的正壓力為Q，沿n-n方向，如圖示）。（5分）2.設(shè)電機(jī)及輪1繞O1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J1，輪2繞O2的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J2，構(gòu)件4繞質(zhì)心（位于構(gòu)件4的中點(diǎn)）S4的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J4，質(zhì)量為m4，構(gòu)件5繞質(zhì)心C點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J5，忽略皮帶質(zhì)量，當(dāng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)至O2A⊥AB時(shí)，有BC⊥AB，以輪1為等效構(gòu)件。（1）寫出在該位置時(shí)等效阻力矩Mrv的表達(dá)式（阻力為Q）；（5分）（2）寫出在該位置時(shí)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jv的表達(dá)式。（5分）圖6圖612O1DB5CQS4A7nnO2ω1436

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2010~2011學(xué)年第一學(xué)期一二三四五六七八九十總分得分一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（15分）1.圖11所示機(jī)構(gòu)由凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)組合而成，計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度，請(qǐng)明確指出機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束；（6分）2.說明該機(jī)構(gòu)采用局部自由度或虛約束結(jié)構(gòu)的目的；（3分）3.圖12所示機(jī)構(gòu)中，點(diǎn)O為機(jī)架與從動(dòng)件滾子接觸點(diǎn)C的曲率中心，畫出該機(jī)構(gòu)在圖示瞬時(shí)的低副替代機(jī)構(gòu)，并對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。要求畫出拆分機(jī)構(gòu)后的驅(qū)動(dòng)桿組（原動(dòng)件和機(jī)架）和基本桿組，并確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。（6分）CCB圖11EDAFGCC圖12OBADEG二、平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)（30分）1.設(shè)計(jì)一曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，已知搖桿CD的長度lCD38mm，行程速比系數(shù)K=1.4，機(jī)架長度lAD=50mm，搖桿的一個(gè)極限位置C1D與機(jī)架的夾角為45°，另一個(gè)極限位置為C2D。（1）求曲柄長度lAB和連桿長度lBC（按l0.001m/mm在圖21上作圖，保留作圖線）；（10分）（2）以曲柄AB為主動(dòng)件（逆時(shí)針轉(zhuǎn)向），在圖22上標(biāo)出曲柄與機(jī)架的夾角為90°時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角，并標(biāo)出機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角min；（6分）（3）取構(gòu)件AB為機(jī)架，機(jī)構(gòu)為何種機(jī)構(gòu)？取構(gòu)件CD為機(jī)架，機(jī)構(gòu)為何種機(jī)構(gòu)？（4分）CC2圖21C1AD圖2圖221AD2.連桿機(jī)構(gòu)如圖23所示，已知各構(gòu)件長度及1，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求圖示瞬時(shí)構(gòu)件6的速度v6及C點(diǎn)加速度aC。要求：直接在圖24上作速度多邊形，在圖26上作加速度多邊形，寫出全部向量方程式，應(yīng)用了影像原理要作出說明（圖23中，E點(diǎn)位于BC中點(diǎn)，圖24中，pb表示vB。圖25中給出了法向加速度對(duì)應(yīng)的線段長度，圖26中，pb表示aB）。（10分）DDBACE11圖2323456pb圖24ppb圖26圖25aCBnaCDn三、凸輪機(jī)構(gòu)分析（10分）圖31所示滾子移動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪為一偏心圓，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向，已知參數(shù)：R20mm，lOA10mm，e8mm，rr5mm。1.畫出凸輪的理論輪廓曲線，并求其基圓半徑rb；（4分）rr圖31eGEArr圖31eGEAORF3.從動(dòng)件與凸輪在F點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角F。（2分）四、齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算（10分）正常齒制。1.計(jì)算z1、z2、r1、r2、ra1、ra2；（6分）2.當(dāng)這對(duì)齒輪的參數(shù)不變，中心距改變?yōu)閍130mm，計(jì)算r1、r2以及。（4分）五、輪系傳動(dòng)比計(jì)算（15分）圖示51輪系中，已知各齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝，且齒輪1、2、3、3、4的模數(shù)相同，各齒輪的齒數(shù)分別為z118，z180，z336，z324，z470，z480，z550，z758，6為雙頭蝸桿，旋向如圖所示。圖5圖51n123451346712.求齒數(shù)z2；（3分）3.求傳動(dòng)比i17，并指出輪7的轉(zhuǎn)向。（10分）六、機(jī)械動(dòng)力學(xué)（20分）12433IIIIIIIV圖6121.如圖61所示，與電機(jī)軸固聯(lián)的小帶輪1通過皮帶驅(qū)動(dòng)大帶輪2，與大帶輪2固聯(lián)的小齒輪2驅(qū)動(dòng)大齒輪3，與大齒輪3固聯(lián)的錐齒輪3驅(qū)動(dòng)錐齒輪4。已知小帶輪直徑d1、大帶輪直徑d2、各齒輪齒數(shù)Z2′、Z3、Z3′、Z4、各軸系繞其轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量JⅠ、JⅡ、JⅢ、JⅣ12433IIIIIIIV圖6122.圖62所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，其摩擦圓、摩擦角、驅(qū)動(dòng)力矩Md以及阻力Fr均在圖中表示出，試在該圖中畫出機(jī)構(gòu)在圖示位置各運(yùn)動(dòng)副的總反力作用線及方向。（10分）圖6圖62Md3214Fr

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2010~2011學(xué)年第一學(xué)期一二三四五六七八九十總分得分一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（15分）1.計(jì)算圖11所示機(jī)構(gòu)的自由度，請(qǐng)明確指出機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束；（6分）2.說明該機(jī)構(gòu)采用局部自由度和虛約束結(jié)構(gòu)的目的；（3分）CDOOCDOO1AB圖12圖11AEDCBFGH二、平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)（30分）1.圖21所示六桿機(jī)構(gòu)可以視為由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成。（1）標(biāo)出該六桿機(jī)構(gòu)在圖示位置的壓力角與傳動(dòng)角；（6分）（2）用相對(duì)運(yùn)動(dòng)圖解法求滑塊5的速度vE，列出速度向量方程，作出求解vE的速度多邊形（圖22中的pb表示vB，直接在圖22作圖）；（10分）（3）寫出求解加速度aE的向量方程式。（4分）11ABCDF1E23456圖21ppb圖222.六桿機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖21所示，前置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K1.4，搖桿CD的兩極限位置分別為C1D及C2D，擺角60，其對(duì)應(yīng)滑塊的兩位置分別為E1及E2，機(jī)架水平布置，C1D與機(jī)架垂直，回轉(zhuǎn)副F的中心在CD連線上。設(shè)圖23已按比例繪制出C1D、C2D以及E1、E2，用圖解法在圖23上設(shè)計(jì)，求出曲柄長度lAB、機(jī)架長度lAD、連桿長度lBC、lFE以及DF長度LDF（保留作圖線）。（10分）DDC1E2E1C2圖23三、凸輪機(jī)構(gòu)分析（10分）圖31所示滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪為一偏心圓，順時(shí)針轉(zhuǎn)向，已知參數(shù)：R20mm，lOA10mm，lOB40mm，lBC33mm，rr5mm。1.畫出凸輪的理論輪廓曲線，并求其基圓半徑rb；（4分）2.在圖上標(biāo)出滾子與凸輪從E點(diǎn)接觸到F點(diǎn)接觸時(shí)，凸輪所轉(zhuǎn)過的角度和從動(dòng)件的角位移；（4分）3.從動(dòng)件與凸輪在F點(diǎn)接觸時(shí)凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角F。（2分）圖3圖31FAORBErrC四、齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算（10分）已知一對(duì)漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，20，z1=19，z2＝42，按標(biāo)準(zhǔn)中心距a152.5mm安裝，試求：1.模數(shù)m；（2分）2.重合度；（6分）3.當(dāng)有一對(duì)輪齒在節(jié)點(diǎn)P處嚙合時(shí)，是否還有其他輪齒也處于嚙合狀態(tài)？當(dāng)一對(duì)輪齒在B1點(diǎn)（即嚙合終止點(diǎn)）處嚙合時(shí)，是否還有其他輪齒也處于嚙合狀態(tài)？（2分）(重合度計(jì)算公式：)五、輪系傳動(dòng)比計(jì)算（15分）圖51所示為一小型起重機(jī)構(gòu)，一般工作情況下，單頭左旋蝸桿5不轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力由電機(jī)M輸入，帶動(dòng)卷筒N轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)發(fā)生故障或慢速吊起重物時(shí)，電動(dòng)機(jī)停機(jī)并剎住，用蝸桿5傳動(dòng)，各齒輪的齒數(shù)分別為：z140，z220，z240，z360，z344，z488。1.計(jì)算一般工作情況下的傳動(dòng)比iH4的大小，并確定H與輪4的轉(zhuǎn)向關(guān)系；（12分）2.當(dāng)起重機(jī)慢速起重時(shí)，蝸桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)傳動(dòng)比i5466，用箭頭標(biāo)注出輪4的轉(zhuǎn)向，并確定齒數(shù)z1。（3分）NN15HM123243圖51六、機(jī)械動(dòng)力學(xué)（20分）1.在圖61所示車床主軸箱系統(tǒng)中，帶輪半徑R040mm，R1120mm，各齒輪齒數(shù)為z1z220，z2z340，各軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為J0=0.1kgm2，JI0.2kgm2，JII0.4kgm2，JIII0.8kgm2，作用在軸Ⅲ上的阻力矩M3=60Nm。當(dāng)取軸Ⅰ為等效構(gòu)件時(shí)，求機(jī)構(gòu)的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J和等效阻力矩Mr；（10分）MM12321R0R1IIIIIIM3圖612.圖62所示為一擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，其摩擦圓、摩擦角、驅(qū)動(dòng)力矩Md以及圖示瞬時(shí)的阻力Fr均在圖中表示出，試在該圖中畫出機(jī)構(gòu)在圖示位置各運(yùn)動(dòng)副的總反力作用線及方向。（10分）FFrMd3142圖62

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2009~2010學(xué)年第二學(xué)期題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（15分）1.在圖11所示機(jī)構(gòu)中，凸輪為一圓盤，ABCD和CDEF是平行四邊形。（1）計(jì)算該機(jī)構(gòu)自由度，若有機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，必須明確指出；（9分）（2）畫出該機(jī)構(gòu)的低副替代機(jī)構(gòu)。（3分）AABDCFEHGIJGOLK圖111123456897圖12102.試畫出圖12所示機(jī)構(gòu)的基本桿組（必須將構(gòu)件代號(hào)標(biāo)注在基本桿組中），并確定機(jī)構(gòu)的級(jí)別。（3分）二、平面連桿機(jī)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)（30分）1.確定圖21所示機(jī)構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。若曲柄1的角速度1已知，寫出計(jì)算構(gòu)件3的角速度3的表達(dá)式；（8分）2.畫出機(jī)構(gòu)在圖示位置的傳動(dòng)角；（2分）44CB1321A圖21D3.所示正弦機(jī)構(gòu)中，已知曲柄1以1=20rad/s逆時(shí)針方向等速轉(zhuǎn)動(dòng)，lAB0.1m，試求當(dāng)1=45時(shí)構(gòu)件3的速度v3和加速度a3（要求列出矢量方程，畫出速度多邊形和加速度多邊形）；（10分）圖2圖22CAB113421CAC1DBC2圖234．如圖23所示，，設(shè)已知顎式破碎機(jī)的行程速比系數(shù)K1.4，顎板長度lCD300mm，顎板擺角35，顎板在極限位置C1D時(shí)，鉸鏈C1與A之間的距離lAC1225mm。試用圖解法確定曲柄長度lAB，連桿長度CAC1DBC2圖23三、凸輪機(jī)構(gòu)分析（10分）圖3所示直動(dòng)滾子從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪輪廓線由兩段圓弧和兩段直線組成，凸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。1.試在圖中畫出凸輪的理論輪廓曲線、基圓、從動(dòng)件的最大行程h、凸輪的推程角、近休止角s和回程角；（7分）圖3A2.畫出凸輪轉(zhuǎn)至輪廓線上點(diǎn)A與滾子接觸時(shí)機(jī)構(gòu)壓力角和從動(dòng)件位移s圖3A四、齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算（10分）己知一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，mn=4mm，齒數(shù)分別為：z1=24，z2＝48，a=150mm。試求：1.螺旋角；（3分）2.兩輪的分度圓直徑d1、d2；（4分）3.如改用模數(shù)m=4mm，壓力角為20的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，要求中心距和齒數(shù)都不改變，應(yīng)該采用何種類型的變位齒輪傳動(dòng)？（3分）五、輪系傳動(dòng)比計(jì)算（10分）在圖5所示輪系中，已知各輪齒數(shù)為：z1＝z1＝40，z2=z4＝30，z3=z5=100，試求傳動(dòng)比i1H。圖5圖5234511H六、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（15分）R12Md圖6Q圖6所示為一提升機(jī)的簡(jiǎn)圖，齒輪1由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力矩為Md，提升重物的重量為Q，卷筒半徑為R，齒輪1與齒輪2的齒數(shù)分別為z1、z2，電機(jī)轉(zhuǎn)子和齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為R12Md圖6Q1.；2.重物由靜止到勻速上升的過渡過程中，設(shè)重物作等加速運(yùn)動(dòng)，寫出等效構(gòu)件(t)的表達(dá)式。（7分）七、考慮摩擦的機(jī)構(gòu)靜力分析（10分）圖7所示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，P為驅(qū)動(dòng)力，Q為阻力，圖中小圓為摩擦圓，移動(dòng)副摩擦角為。1.在圖上作出各構(gòu)件總反力并進(jìn)行標(biāo)注；（5分）2.寫出各構(gòu)件的力平衡方程式，以圖中表示P的線段長度為基準(zhǔn)，作出構(gòu)件1和構(gòu)件3的力多邊形。（5分）QQ4B3P1QA圖72C

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2009~2010學(xué)年第一學(xué)期題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分一、平面機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析（15分）1.計(jì)算圖11和圖12所示機(jī)構(gòu)自由度，請(qǐng)明確指出機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束。圖12中，O為凸輪與從動(dòng)件滾子接觸點(diǎn)處曲率中心；（6分）2.對(duì)于圖11所示機(jī)構(gòu)，請(qǐng)說明采用局部自由度和虛約束結(jié)構(gòu)的目的；（3分）3.