机械原理试卷

1机械原理试卷（参考答案）《机械原理试卷参考答案》（№1）一、填空题：（30分）1．机构中的速度瞬心是两构件上（相对速度）为零的重合点，它用于平面机构（速度）分析。2．下列机构中，若给定各杆长度，以最长杆为连架杆时，第一组为（双摇杆机构）机构；第二组为（曲柄摇杆机构）机构。bac(1)a=250b=200c=80d=100；(2)a=90b=200c=210d=100。3.机构和零件不同，构件是（运动的单元），而零件是（制造的单元）。4．凸轮的基圆半径越小，则机构尺寸（越大）但过于小的基圆半径会导致压力角（增大）。5．用齿条型刀具范成法切制渐开线齿轮时，为使标准齿轮不发生根切，应使刀具的（齿顶线不超过极限啮合点）。6．当要求凸轮机构从动件的运动没有冲击时，应选用（摆线运动）规律。7．间歇凸轮机构是将（主动轮的连续转动）转化为（从动转盘的间歇）2的运动。8．刚性转子的平衡中，当转子的质量分布不在一个平面内时，应采用（动平衡）方法平衡。其平衡条件为（∑M=O；∑F=0）。1．9．机械的等效动力学模型的建立，其等效原则是：等效构件所具有的动能应（等于整个系统的总动能）。等效力、等效力矩所作的功或瞬时功率应（等于整个系统的所有力，所有力矩所作的功或所产生的功率之和）。10．平面机构结构分析中，基本杆组的结构公式是（3n=2PL）。而动态静力分析中，静定条件是（3n=2PL）。一、选择题：（20分）1．渐开线齿轮齿条啮合时，若齿条相对齿轮作远离圆心的平移，其啮合角（B）。A)增大；B)不变；C)减少。2．为保证一对渐开线齿轮可靠地连续传动，应便实际啮合线长度（C）基圆齿距。A)等于；B)小于；C)大于。3．高副低代中的虚拟构件的自由度为（A）。A)-1；B)+1；C)0；4．压力角是在不考虑摩擦情况下，作用力与作用点的（B）方向的夹角。A)法线；B)速度；C)加速度；D)切线；5．理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮，3其推杆的运动规律是（A）。A)相同的；B)不相同的；C)不一定的。6．飞轮调速是因为它能（C①）能量，装飞轮后以后，机器的速度波动可以（B②）。①A)生产；B)消耗；C)储存和放出。②A)消除；B)减小；C)增大。7．作平面运动的三个构件有被此相关的三个瞬心。这三个瞬心（C）。A)是重合的；B)不在同一条直线上；C)在一条直线上的。8．渐开线标准齿轮在标准安装情况下，两齿轮分度圆的相对位置应该是（C）。A)相交的；B)分离的；C)相切的。9．齿轮根切的现象发生在（D）的场合。A)模数较大；B)模数较小；C)齿数较多；D)齿数较少10．重合度61.表示一对轮齿啮合的时间在齿轮转过一个基圆齿距的时间内占（A）。A)40%；B)60%；C)25%三．计算下列机构自由度。(10分)43-1图3-2图F=3×5－2×6－1=2F=3×8－2×11－1=1四、图示轮系中，已知Z1＝1（右旋），Z2＝60，Z3＝40，Z4＝20，Z5＝18，齿轮3、4、5、6的模数和压力角分别相等。求Z6齿数和传动比i1H。(10分)123456H解：区分轮系3-4-5-6-H为行星轮系，1-2为定轴轮系。由同心条件：Z6=Z3－Z4+Z5=40－20+18=38181184038201115364363ZZZZiiHH601601212ZZi∵n3=n2310181603121HHiii五．作图求出图示凸轮机构滚子中心B1到B2时凸轮转角φ，B2点时的压力角α和基圆半径R。5B1B2R。OAC1C2φα解：作图步骤：（每一步骤2分）1）以A为圆心，AB1为半径，作出凸轮的理论轮廓圆。2）以O为圆心作与导路线相切的偏距圆，切点为C1。3）过B2点作偏距圆的切线，切点为C2。OC1与OC2的夹角即为所求的凸轮转角φ。4）作法线AB2与切线C2B2的夹角即为所求位置的凸轮压力角α。5）以O为圆心作与凸轮的理论轮廓圆相切的圆，即为所求的基圆，半径为R0。六．设一对渐开线正常齿制标准直齿轮啮合，Z1=33，Z2=67,m=3。若在安装时，将中心距比标准中心距增大1.5mm,求此时啮合角及重合度。(10分)解：标准中心距1503673321212121mZZrra实际安装中心距515151..aacoscoscaa52120515115011.cos.coscoscosaa51546211.cosmZrb43994222.cosmZrb552354911..mhrraa51033510022..mhrraa625271111.cosabarr153242212.cosabarrtantantantan221121aaZZ26115211532467521625273321..tan.tan.tan.tan七、设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆一极限位置与机架夹角为ψ=60°，行程速比系数K=1.4，摇杆CD=40mm，机架AD=50mm。图解出曲柄AB及连杆BC的长度。并作出所设计机构的最小传动角。(10分)6解：求出极位夹角3014114118011180..KKDCA1C2B2B1B4B3C3C4θminψ作图步骤：1）连接AC，作∠CAC2=θ　2）以D为圆心，CD为半径，做圆弧与AC2交于C2。3）AB=（AC-AC2）/2=22；BC=（AC+AC2）/2=824）作曲柄AB与机架AD两次共线位置。ΔDC3B3和ΔDC2B2确定∠DC3B3为最小传动角.γ7《机械原理试卷参考答案》（№2）一、填空题（每题3分，共30分）1.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件（两轮模数和压力角相等）2．用齿条形刀具范成法加工渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，刀具的齿顶线（圆）应低于极限啮合点N1。其最少齿数为17。1．3．机器产生速度波动的类型有周期性速度波动、非周期性速度波动分别用飞轮，和调速器来调节。4．刚性回转件的平衡有两种，一种是静平衡其质量分布特点是在一同平面内另一种是动平衡其质量分布特点是不在同一平面内。5．构件与零件不同，构件是运动单元，零件是制造单元。6．斜齿轮的标准参数在法面上，圆锥齿轮的标准参数在大端面。7．槽轮机构是将主动销轮的连续旋转运动转换成从动槽轮的间歇转动运动。8．曲柄摇杆机构出现最小转动角的位置是曲柄与机架两次共线位置。9．三角螺纹主要用于联接；矩形螺纹主要用于传递运动。这是因为三角螺纹比矩形螺纹摩擦力矩大。810如图铰链四杆机构中，d的长度在28＜d＜44范围内为曲柄摇杆机ABCDa=20b=28c=36d=?构；在d＜12范围内为双曲柄机构。二、计算下列机构的自由度10分a)图b)图F=3n–2PL–PH=3×4－2×5－1=1F=3n–2PL–PH=3×4－2×5－1=1三、图示提升机构，已知各轮齿数Z1=15，Z2=25，Z2‘=23，Z3=69，Z4=30，Z5=40，绳轮半径R=0.2m重物Q=1000N，该机械总效率η=0.9，重物匀速提升速度V=3m/min。15分求：（1）该机构的总传动比（2）轴1的转速η1及转向（3）轴1的输入功率N191H322'Q绳轮45解：区分轮系：1-2-2‘-3（4）为行星轮系，4-5为定轴轮系。i1H=i14=1－iH13=1－(-1)Z2Z3／Z1Z2’=1+(25×69)／(15×23)=6i45=－Z5／Z4=－4／3i15=i14.i45=6×(－4／3)=－8n1=n5×i45=v／(2πR)*i15=3／(2π×0.2)×8=19.1转／分N1=N5／η=QV／η=1000×3／(60×0.9)=55.6W四、在图示凸轮机构中，已知偏心圆盘为凸轮实际轮廓，其余尺寸如图μ=0.001m/mm.。(10分)求：（1）基圆半径R。（2）图示位置凸轮机构压力角α（3）凸轮由图示位置转60°后，推杆移动距离S。10B1S60°ABB0α五、如图已知机架AD=50mm，摇杆离机架最近的极限位置β=45°。且CD=40mm，该机构为曲柄摇杆机构，位置速比系数K=1.4，试用作图法求出曲柄AB和连杆BC的长度，并绘出机构图。（写出作图步骤，保留各作图线）（10分）1130°B1B2C21解求极位夹角θ=180°（K-1）/（K+1）=30°连接AC1，作角C1AC2=30°与以D为圆心DC长为半径的圆弧交于C2点。AB=（AC2-AC1）/2，BC=（AC2+AC1）/2。ADC六、在图示凸轮机构中，已知偏心圆凸轮半径R=50，图中OA=22，AC=80，凸轮1的角速度ω1=10rad/s,逆时针转动。用瞬心法求从动件2的角速度ω2。（10分）1OAC390°B2p12p13p23解：由三心定理，构件1、2、3共有三个瞬心P12、P13、P23，并在一条直线上。连接OB与AC相交得相对瞬心P12。∴ω2=ω1×P12P13／P12、P2312=10×14／54=2.61/S方向为逆时针.七、图示为一渐开线标准直齿圆柱齿轮中心度O1O2为标准中心距，试在图上画出（15分）1）基圆rb、分度圆r、节圆r’、节点C。2）理论啮合线B2B1、实距啮合线N1N2。3）啮合角α。4）两轮齿廓的实际工作段。5）由图求出重分度ε。6）单齿、双齿啮合区。rb1ra2O2rb2r1r2ra1O1N1N2B2B1Pα'pbpb13《机械原理试卷参考答案》（№3）班级：学号：姓名：评分一、填空题：（30分）1.在曲柄摇杆机构中（曲柄）与（机架）两次共线位置时可能出现最小传动角。2．连杆机构的急回特性用（行程速比系数K）表达。3．转动副摩擦中，总反力的作用应与（摩擦圆）相切。其轴承对轴颈的摩擦力矩的方向与（相对角速度ω）方向（相反）。4．一对渐开线标准直齿轮非标准安装时，节圆和分度圆（不重合）分度圆的大小取决于（基圆），节圆的大小取决于（啮合角）。5．渐开线齿轮传动须满足三个条件为（正确啮合条件、连续传动条件、无侧隙啮合条件）。6．槽轮机构是将（主动销的连续转动）转换为（槽轮的单向间歇）运动。7．行星轮系中各轮齿数的确定需要满足的条件为（传动比条件、同心条件、装配条件和邻接条件）。8．机械产生速度波动的原因是（等效驱动力矩不等于等效阻力矩，使机械的动能发生变化引起的）。9．机械在稳定运转时期，在一个运动循环周期的始末，驱动功和阻抗功的大小（相等），动能的增量（等于零）。10．在具有自锁性的机械中，正行程的效率应（大于零）反行程的效率14应（小于零）。二．选择题：（20分）1．在移动滚子从动件盘型凸轮机构中，若凸轮实际廓线保持不变，而增大或减小滚子半径，从动件运动规律会（B）。A）改变；B）不变2．齿轮渐开线在（B）上的压力角，曲率半径最小。A）根圆；B）基圆；C）分度圆；D）齿顶圆。3．速度瞬心是（A）为零的重合点。A）相对速度；B）绝对速度；C）加速度。4．要将一个曲柄摇杆机构转化成为双摇杆机构，可将（C）。A）原机构的曲柄作机架；B）原机构的连杆作机架；C）原机构的摇杆作机架。5．渐开线齿轮采用齿条型刀具加工时，刀具向轮坯中心靠近，是采用（B）。A）正变位；B）负变位；C）零变位。6．在建立等效动力模型时，等效力（或等效力矩）来代替作用在系统中的所有外力，它是按（A）原则确定的。A）作功相等B）动能相等7．为减小机器运转中非周期性速度波动的程度，应在机械系统中安装（C）A）飞轮；B）变速装置；C）调速器。158．高副低代的方法是（A）A）加上一个含有两低副的虚拟构件；B）加上一个含有一个低副的构件；C）减去一个构件和两个低副。9．在机构力分析中，具有惯性力，又有惯性力矩的构件是（C）A）作平面移动的构件；B）绕通过质心的定轴转动构件；C）作平面复合运动的构件。1