机自2003级机械原理试卷B答案-2004-2005

1题1.3图正弦机构A0ω1A4322P中国矿业大学2004～2005学年第2学期《机械原理》考试（B）卷答案卷考试时间：120分钟考试方式：闭卷机自2003级（2005.6.6）学院班级姓名学号题号一二三四五六七八九总分满分16121041010141014100得分评阅人一．选择题（每题2分，选对了得2分，选错或不选不得分，共16分）1.飞轮应优先装在被调速系统的①上。①高速轴；②中间轴；③低速轴。2.直齿圆锥齿轮标准参数取在②处；在对其进行强度计算时，取③处对应的当量齿轮进行计算。①圆锥的小端；②圆锥的大端；③齿宽中点；④分度圆锥。3.图示正弦机构中滑块2上P点的轨迹应是②。①直线；②圆；③椭圆；④复杂平面曲线。4.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会②。①增多；②减少；③不变。5.齿轮的渐开线形状取决于它的③直径。①齿顶圆；②分度圆；③基圆；④齿根圆。6.对于双摇杆机构，如取不同构件为机架，②使其成为曲柄摇杆机构。①一定；②有可能；③不能。7.渐开线直齿圆柱齿轮中，齿距p，法节pn，基节pb三者之间的关系为①。①pb＝pn＜p；②pb＜pn＜p；③pb＞pn＞p；④pb＞pn＝p。8.对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用③运动规律。①等速；②等加速等减速；③正弦加速度。2二．填空题（每题2分，填对了得2分，填错或不填不得分，共12分）1.在偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，当凸轮逆时针方向转动时，为了减小机构的压力角，应使从动件导路位置偏置于凸轮回转中心的左侧。2.机器运转时的速度波动区分为周期性速度波动和非周期性速度波动两种，前者采用飞轮，后者采用调节器进行调节。3.铰链四杆机构连杆点轨迹的形状和位置取决于9个机构参数；用铰链四杆机构能精确再现4个给定的连杆平面位置。4.在传动比i大于1的直齿圆锥齿轮传动中，小齿轮上的径向力Fr1与大齿轮上的Fa1大小相等，方向相反；小齿轮上的扭矩T1与大齿轮上的扭矩T2之关系为T2=iT1。5.能实现间歇运动的机构有不完全齿轮机构、棘轮机构、槽轮机构。6.当四杆机构的压力角α＝90°时，传动角等于0，该机构处于自锁位置。三．计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。（每题5分，共10分）F1＝3n－2PL－PH＝3×4－2×5－1×1＝1或F1＝3n－2PL－PH＝3×5－2×6－1×1－1＝1F2＝3n－2PL－PH＝3×4－2×5－1×1＝1或F2＝3n－2PL－PH＝3×5－2×6－1×1－1＝1图中CDFE和EFGH均成平行四边形题3-1图题3-2图3四．图示机构中偏心盘2和杆3组成何种运动副？弧形滑块4与机架1组成何种运动副？并按图示尺寸画出该机构的运动简图。其中O2为偏心盘的几何中心，O1为圆弧导轨的圆心。（共4分）五．一稳定运转的机械系统，以主轴为等效构件时，其等效阻力矩Mr的变化规律如图示。设等效驱动力矩为常数，运动周期φD＝2π。系统的等效转动惯量为常数（不包括飞轮的），J＝1kgm2。主轴平均转速nm＝1500r/min，运转速度不均匀系数［δ］＝0.01。试求：（共10分）（1）等效驱动力矩Md；（3分）（2）最大盈亏功ΔWmax；（4分）（3）安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。（3分）1000MrφM/(N.m)0π/23π/22ππ1000M1φM/(N.m)0π/23π/22ππMdφa750W1W2W3题5图的机构的运动简图题5图解：偏心盘2和杆3组成转动副弧形滑块4与机架1组成转动副机构的运动简图如下题4图的机构的运动简图题4图1234AO2BO14解：Med×(2π)＝1000×π＋1000×(π/2)Med＝750Nmφa/(0.5π)＝750/1000，φa＝0.750×0.5×π＝0.375πW1＝750×0.3750π/2＝441.786Nm，W2＝－π＋π＋2(0.5π－0.375π)]×250/2＝π(1＋0.125)×250＝－883.573Nm，W3＝750×0.3750π/2＝441.786Nm，0＋W1＝441.786Nm，W1＋W2＝441.786－883.573＝－441.786Nm，W1＋W2＋W3＝441.786－883.573＋441.786＝0。Wmax＝441.786Nm，Wmin＝－441.786Nm，ΔWmax＝883.573Nm。ω1＝2πnm/60＝2π×1500/60＝157.1rad/sJF＝ΔWmax/(ω21[δ])－Je＝883.573/(157.12×0.01)－1＝2.58kgm2。六．图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮以等角速度ω1逆时针方向转动。试在图上：（共10分）(1)画出该凸轮的基圆和理论廓线；（4分）(2)标出该位置时从动件的压力角α；（2分）(3)标出该位置时从动件的位移S，并写出该位置时从动件速度的表达式。（4分）解：(1)、(2)、(3)如图所示，该位置时从动件速度的表达式为V＝AO×ω1题6图SαV5七．已知一对标准安装(无侧隙安装)的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮的中心距a＝360mm，i12＝3，m＝10mm，α＝20，ha*＝1，c*＝0.25。试求：两轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径、齿厚和齿槽宽，以及两轮的节圆直径和顶隙c。（14分）解：a＝m(Z1＋Z2)/2＝mZ1(1＋i12)/2＝10Z1(1＋3)/2＝360，Z1＝18，Z2＝54，d1＝Z1m＝18×10＝180mm，d2＝Z2m＝54×10＝540mmda1＝(Z1+2*ah)m＝(18＋2×1)10＝200mm，da2＝(Z2+2*ah)m＝(54＋2×1)10＝560mmdf1＝(Z1－2*ah－2c*)m＝(18－2×1－2×0.25)10＝155mm，df2＝(Z2－2*ah－2c*)m＝(54－2×1－2×0.25)10＝515mm，s＝mπ/2＝10π/2＝15.708mm，e＝mπ/2＝10π/2＝15.708mmd'1＝d1＝180mm，d'2＝d2＝540mm，c＝c*m＝0.25×10＝2.5mm八．计算图示轮系的传动比i1H，并确定输出杆H的转向。已知各轮齿数z1＝1，z2＝40，z2'＝24，z3＝72，z3'＝18，z4＝114，蜗杆左旋，n1转向如图示。（10分）解40122112zzi；1918114247203423HH2H4H2H4H2H24ZZZZi；HH219，H220；8002040H221H1H1i。题8图的转向题8图nH6九．图示为齿轮连杆机构运动简图，已知：z1＝24，z2＝36，z3＝96，m＝4mm，ω1＝1rad/s，顺时针方向转动，∠ABC＝90°，各齿轮均为标准齿轮。试求：(1)此机构的自由度；(2)此位置时构件5相对构件6的相对速度V56以及构件5的角速度ω5(用相对运动图解法，列出必要解算式。（14分）解F＝3n－2PL－PH＝3×5－2×6－1×2＝1，V56＝AB×ω1＝ω1m(z1＋z2)/2＝1×4(24＋36)/2＝120mm/s，因为AB⊥BC，所以ω5＝0。VC5=VB+VC5B＝VC6＋VC5C6方向∥BC⊥AB⊥BC0∥BC大小？ω1·BA？0？