机械原理期末测试题及答案

2010～2011学年第二学期机械制造及自动化专业机械原理课程期末试卷（答案）专业___________班级___________姓名__________学号___________大题一二三四五成绩成绩一、是非题(用“Y”表示正确，“N”表示错误填在题末的括号中)。(本大题共10小题，每小题1分，总计10分)1．机构具有确定相对运动的条件为：其的自由度F0。(n)2．构件是机构或机器中独立运动的单元体，也是机械原理研究的对象。(y)3．在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构的最小传动角γmin=0º；而取导杆为原动件时，则机构的最小传动角γmin=90º。(n)4．机构当出现死点时，对运动传递是不利的，因此应设法避免；而在夹具设计时，却需要利用机构的死点性质。(y)5．当其它条件不变时，凸轮的基圆半径越大，则凸轮机构的压力角就越小，机构传力效果越好。(y)6．在蜗杆传动中，蜗杆的升角等于蜗轮的螺旋角，且蜗杆与蜗轮的螺旋线旋向相同。(y)7．渐开线直齿圆锥齿轮的标准参数取在大端上。(y)8．为了减小飞轮的尺寸，在机器的低速轴上安装飞轮后，可以较好地降低机器的速度波动。(n)9．机器等效动力学模型中的等效质量(或转动惯量)是一个假想质量(或转动惯量)，它不是原机器中各运动构件的质量(或转动惯量)之和，而是根据动能相等的原则转化后计算得出的。(y)10．不论刚性回转体上有多少个不平衡质量，也不论它们如何分布，只需要在任意选定两个平面内，分别适当地加平衡质量即可达到动平衡。(y)二、填空题(将正确的答案填在题中横线上方空格处)。(本大题共5小题，每空2分，总计10分)1．速度影像的相似原理只能应用于同一构件上的各点，而不能应用于机构的不同构件上的各点。2．机械中三角带(即Ｖ带)传动比平型带传动用得更为广泛,从摩擦角度来看，其主要原因是：三角带属槽面摩擦性质，当量摩擦系数较平面摩擦系数大，故传力大。3．在四杆机构中ABBCCDADAD40406060,,,,为机架，该机构是:曲柄摇杆机构。4．用作图法绘制直动从动件盘形凸轮廓线时，常采用反转法。即假设凸轮静止不动，从动件作作绕凸轮轴线的反向转动(-ω1方向转动)和沿从动件导路方向的往复移动的复合运动。5．渐开线直齿圆柱齿轮齿廓上任一点的曲率半径等于过该点的法线与基圆的切点至该点间的距离；渐开线齿廓在基圆上的曲率半径等于零；渐开线齿条齿廓上任一点的曲率半径等于无穷大。三、选择题(将正确的代码A、B、C、D填入横线上方的空格处)。(本大题共5小题，每小题2分，总计10分)1．三角螺纹的摩擦(C)矩形螺纹的摩擦，因此，前者多用于(E)。(A)小于；(B)等于；(C)大于；(D)传动；(E)紧固联接。2．凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生(B)冲击。它适用于(E)场合。(A)刚性；(B)柔性；(C)无刚性也无柔性；(D)低速；(E)中速；(F)高速。3．一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度是(C)变化的。(A)由小到大逐渐；(C)由大到小逐渐；(C)由小到大再到小逐渐；(D)始终保持定值。4．设机器的等效转动惯量为常数，其等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化如图示，可判断该机器的运转情况应是(B)。(A)匀速稳定运转；(B)变速稳定运转；(C)加速过程；(D)减速过程。5．机械平衡研究的内容是(C)(A)驱动力与阻力间的平衡(B)各构件作用力间的平衡(C)惯性力系间的平衡(D)输入功率与输出功率间的平衡四、计算题(列出计算公式，计算出题目所要求解的有关参数)。(本大题共3小题，每小题10分，总计30分)1．计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度和虚约束，需明确指出。并指出该机构是否具有确定的相对运动。解：铰链C处为具有两个转动副的复合铰链，(1分)移动副E、E’中有一个为虚约束，(1分)滚子F处有局部自由度，(1分)则npp791,,,LH(3分)Fnpp32372912LH，(2分)该机构中有两个原动件(曲柄AB和凸轮O)，并等于机构的自由度数F，故该机构具有确定的相对运动。(2分)2．已知图示机构的尺寸(可从图中量取尺寸，μl=0.001m/mm)及原动件１的角速度1＝48.78rad/s。(1)标出所有瞬心位置；(2)用瞬心法计算构件2的角速度ω2，并确定出其方向。(3)构件2上Ｍ点的速度ＶＭ，并确定出其方向。解：(1)瞬心数目N＝K(K－1)/2＝4×(4－1)/2＝6,各瞬心位置如图所示；(4分)(2)2112141224llPPPP/＝ω1×P12P14／P12P24＝48.78×20／80＝12.195(rad/s),方向与1同向，逆时针方向；（3分）(3)vlMPM224＝ω2μlMP24＝12.195×0.001×82＝1m/s，方向：vPMM24，如图所示。(4分)３．图示为里程表中的齿轮传动，已知各轮的齿数为z117，z268，z323，z419，z420'，z524。试求传动比i15。(1)齿轮z1、z2为定轴轮系。izz122168174(2分)(2)齿轮z3、z4、z4'、z5、H组成行星轮系。iizzzzHH553435411120232419'1114(6分)(3)iiiH151254114456()()(2分)五、图解题(通过图解求解题目所要求的有关参数)。(本大题共3小题，前一小题10分，后两小题各15分，总计40分)1．如图示曲柄滑块机构的运动简图，试确定当曲柄1等速转动时，(1)机构的行程速度变化系数K；(2)最小传动角min的大小；(3)滑块3往复运动时向左的平均速度大还是向右的平均速度大(4)当滑块3为主动时，机构是否出现死点，为什么？(在图中用作图法求解)解：(1)101801801901701118,()().K。(2分)(2)min57。(3分)(3)向左大。(2分)(4)会出现，因为在连杆与曲柄共线时传动角0。(3分)2.如图所示，有一对心直动滚子从动件偏心圆凸轮机构，O为凸轮几何中心，O1为凸轮转动中心，直线ACBD，O1O＝OA/2，圆盘半径R＝60mm，滚子半径rr=10mm。试根据上述条件确定基圆半径r0、行程h，C点压力角αc和D点接触时的位移hD、压力角αD。(要求在图中画出并同时计算出)解：(1)rOAr0140rmm；(3分)(2)h60mm；(3分)(3)C0；(3分)(4)hOORrrD12203616().rmm(3分)(5)DOOODarctg().12320(3分)3．直齿圆柱齿轮与齿条无侧隙啮合如图所示，已知m10mm，＝20，ha*1，c*.025。(1)由图量取分度圆半径，求齿轮齿数；(2)计算基圆半径、基圆齿距pb；(3)作图求实际啮合线段长，并用以求重合度；(4)作图表示齿条和齿轮的实际工作段；(5)由图量取齿条分度线与节线的距离，求齿轮的变位系数，并回答是正变位还是负变位；(6)说明齿轮有无根切。解：(1)量得r60mm，zrm22601012/(2分)(2)rrbcoscos.602056382mmpmbcoscos.102029521mm(3分)(3)作图如下，量得BB2144mm；BBp2144295149//..b(4分)(4)如图中阴影部分。(2分)(5)量得xm3mm，xxmm//.31003；是正变位(2分)(6)无根切，因xxmin，xmin()/.1217170294(2分)或：由于齿条的齿顶线在极限啮合点N1的下侧，故无根切