机械原理试卷及答案.pdf

机械原理机械原理（课程名）期末考试试卷(A 卷)（闭卷）一、填空选择题（共一、填空选择题（共 1818 分）分）1 1、(2(2 分分)对于绕固定轴回转的构件，可以采用的方法使构件上所有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。2 2、(2(2 分分)渐开线圆锥齿轮的齿廓曲线是，设计时用上的渐开线来近似地代替它。3 3、(2(2 分分)斜齿圆柱齿轮的重合度将随着和的增大而增大。4 4、（、（4 4 分）分）在图示 a、b、c 三根曲轴中，已知44332211rmrmrmrm，并作轴向等间隔布置，且都在曲轴的同一含轴平面内，则其中轴已达静平衡，轴已达动平衡。5 5、（、（2 2 分）分）反 行 程 自 锁 的 机 构，其正 行 程 效 率，反 行 程 效 率。A);1B)1;C)01 ;D)0;6 6、(3(3 分分)图 示 轴 颈1 在 驱 动 力 矩dM作 用 下 等 速 运 转，Q为 载 荷，图 中 半 径 为的 细 线 圆 为 摩 擦 圆，则 轴 承2作 用 到 轴 颈1 上 的 全 反 力21R应 是 图 中 所 示 的 作 用 线。1)A；2)B；3)C；4)D；5)E7 7、(3(3 分分)下图两对蜗杆传动中，a 图蜗轮的转向为。b 图蜗杆的螺旋方向为。(请将所有答案写在答题纸上)二、（二、（1010 分）分）试求图示机构的自由度，进行高副低代和结构分析，并判别机构级别。三、（三、（1010 分）分）图示为一铰链四杆机构的运动简图、速度多边形和加速度多边形。要求：(1)根据两个矢量多边形所示的矢量关系，标出多边形各杆所代表的矢量，并列出相应的矢量方程；(2)求出构件2上速度为零的点以及加速度为零的点。四、（四、（1212 分）分）在图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度25ABlmm，55BClmm，40CDlmm，50ADlmm。（1）问该机构是否有曲柄，如有，指明哪个构件是曲柄；（2）该机构是否有摇杆，如有，用作图法求出摇杆的摆角范围；（3）以AB杆为主动件时，该机构有无急回性？用作图法求出其极位夹角，并计算行程速度变化系数K；（4）以AB杆为主动件，确定机构的max和min。五、（五、（1010 分）分）如图所示，用一个偏心圆盘作凸轮，绕A轴转动，该圆盘的几何中心在O点。（1）为减小从动件在推程中的压力角，试确定凸轮的合理转向；（2）该图是按比例画出的，试在该图上确定凸轮从图示位置转过90时的机构压力角，并注明构成角的两矢量（如v、Fn或n-等）的物理含义，并标出从动件位移量s。六、（六、（1616 分分）在图示行星轮系中,已知：461z,142z,143z,444z各轮的模数m=4mm，行星轮轴线与中心轮轴线之间的距离=120mm。试求：(1)指出1、2轮的传动类型，并说明理由；(2)按不发生根切的条件定出1x,2x的大小；(3)计算1、2两轮的齿顶圆半径1ar,2ar；(4)指出3、4两轮的传动类型，并说明理由。七、七、（1212 分）分）图示为卷扬机传动机构简图，已知各轮齿数：zzzz123318193935,z4130,zzz456183078,试计算确定：（1）传动比i16？（2）当n1500 r/min时，n6?,并确定转动方向。（3）由于工作需要从轴5输出运动，试确定n5?,并确定转动方向。八八、（、（1212 分）分）一机器作稳定运动，其中一个运动循环中的等效阻力矩rM与等效驱动力矩Md的变化线如图示。机器的等效转动惯量J=1kgm2，在运动循环开始时，等效构件的角速度020rad/s，试求：(1)等效驱动力矩Md；(2)等效构件的最大、最小角速度max与min；并指出其出现的位置；确定运转速度不均匀系数；(3)最大盈亏功maxW;(4)若运转速度不均匀系数0.1=，则应在等效构件上加多大转动惯量的飞轮？机械原理试卷（机械原理试卷（B B）一、填空题（一、填空题（8 8 分）（将正确的答案填在题中横线上方空格处）。分）（将正确的答案填在题中横线上方空格处）。1 1、(4(4 分分)凸轮机构中的从动件速度随凸轮转角变化的线图如图所示。在凸轮转角处存在刚性冲击，在处，存在柔性冲击。2 2、(4(4 分分)在下图两对蜗杆传动中，a 图蜗轮的转向为。b 图蜗杆的螺旋方向为。二、是非题（用二、是非题（用“Y”“Y”表示正确，表示正确，“N”“N”表示错误填在题末的括号中）。表示错误填在题末的括号中）。(每小题每小题2 2 分分,共共 6 6 分分)1 1、用齿轮滚刀加工一个渐开线直齿圆柱标准齿轮，如不发生根切则改用齿轮插刀加工该标准齿轮时，也必定不会发生根切。-()2 2、机器稳定运转的含义是指原动件(机器主轴)作等速转动。-（）3 3、经过动平衡校正的刚性转子，任一回转面内仍可能存在偏心质量。-()三、试求以下各题。三、试求以下各题。(本大题共本大题共 2 2 小题，总计小题，总计 3030 分分)1 1、(本小题本小题 1515 分分)如图所示为一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动，1、2分别为主动轮1和从动轮2的角速度，rb1、rb2为两轮的基圆半径；ra1、ra2为两轮的顶圆半径，r1、r2为两轮的节圆半径。试在图中标出理论啮合线N N12、实际啮合线B B12;啮合角和齿廓在顶圆上的压力角a1、a2。2 2、(本小题本小题 1515 分分)图示一行星轮系起吊装置。给定各轮的传动比为i144，i1 2=2，i1580，lH 0 04.m，各轮质心均在相对转动轴线上，J1=J2=0.001 kgm2,J4=0.016kg m2,J5=1.6 kg m2，m33kg，重物W=100 N，鼓轮半径R=0.1 m，试求：(1)以轮1为等效构件时的等效转动惯量；(2)使重物等速上升，在轮1上应施加多大的力矩Md?(计算中不计摩擦)(3)所加力矩的方向如何？四、四、(16(16 分分 )在图示铰链四杆机构中，已知最短杆a=100 mm，最长杆b=300 mm，c=200 mm。（1）若此机构为曲柄摇杆机构，试求d的取值范围；（2）若以a为原动件，当d=250 mm 时，用作图法求该机构的最小传动角min的大小。五、计算题（列出计算公式，计算出题目所要求解的有关参数）。五、计算题（列出计算公式，计算出题目所要求解的有关参数）。(本大题本大题 2020分分 )在图示对心直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一个圆，圆心在A点，其半径R 40mm，凸轮绕轴心线O逆时针方向转动，lOA 25mm，滚子半径rr=10mm，试问：（1）该凸轮的理论廓线为何种廓线？（2）基圆半径r0 为多少？（3）从动件的行程h 为多少？（4）推程中的最大压力角为多少？（5）若把滚子半径改为rr=15 mm，从动件的运动规律有无变化？为什么？六、计算题（列出计算公式，计算出题目所要求解的有关参数）。六、计算题（列出计算公式，计算出题目所要求解的有关参数）。(本大题本大题 2020分分 )图示轮系中，已知各轮齿数分别为zzzz1234306015040?,z550，z675，z715，zzzn37811801501800,/min r。试求轮7的转速n7及其转向。机械原理试卷（机械原理试卷（A）一、选择题（每空一、选择题（每空 1 1 分，共分，共 1010 分）分）1、在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为 A。A.虚约束 B.局部自由度 C.复合铰链2、单运动副机械自锁的原因是驱动力 B 摩擦圆。A.切于 B.交于 C.远离3、对于双摇杆机构，最短杆与最长杆长度之和 B 大于其余两杆长度之和。A.一定 B.不一定 C.一定不4、设计凸轮廓线时，若减小凸轮的基圆半径，则凸轮压力角将 C。A.增大 B.不变 C.减小5、在减速蜗杆传动中，用 C 来计算传动比是错误的。A.B.C.21i12zzi 12ddi 6、在其他条件相同时，斜齿圆柱齿轮传动比直齿圆柱齿轮传动重合度 C。A.小 B.相等 C.大7、棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了 A。A.防止棘轮反转 B.保证棘轮每次转过相同角度 C.对棘轮双向定位8、利用飞轮进行调速的原因是它能 B 能量。A.产生 B.消耗 C.储存和放出9、对于结构尺寸的不平衡刚性转子，需进行 A。5BD A.动平衡 B.静平衡 C.不用平衡10、自由度为 2 的周转轮系是 B。A.差动轮系 B.行星轮系 C.复合轮系二、二、(本小题本小题 8 分分)计算图示机构的自由度，并判断机构的级别。F=3*7-2*10=1三、三、(本小题本小题 10 分分)图示四杆机构，作图比例尺，求全部瞬心并用瞬心法求0.001lmmm120rad s点的速度大小及方向。E0405 第二学期四、四、(本小题本小题 12 分分)试在图示凸轮机构中，(1)标出从动件与凸轮从接触点到接触点时，该凸轮转过的转角CD；(2)标出从动件与凸轮在点接D触的压力角；(3)标出在点接D触时的从动件的位移。s五、五、(本小题本小题 10 分分)设计曲柄摇杆机构。已知其行程速度变化系数，曲柄长，连杆长，1.4K 30amm80bmm摇杆的摆角。求摇杆长度及机架长度。40cd六、六、(本小题本小题 12 分分)已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩如图所示，等效驱动力矩为常数，等效构件的rMdM最大及最小角速度分别为：及。试求：(1)等效驱动力矩的max200rad smin180rad sdM大小；(2)运转的速度不均匀系数；(3)当要求在 0.05 范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯量。FJABCD1234E七、七、(本小题本小题 10 分分)在图示轮系中，单头右旋蜗杆 1 的转速，回转方向如图，各轮齿数分别为11450minnr，。试求轴 B 的转速的大小及方向。237z 215z 325z 320z 460z Bn八、八、(本小题本小题 10 分分)图示凸轮机构，作图比例尺，已知阻力矩，摩擦圆半径0.001lmmm2.5rMNm，摩擦角，求驱动力矩。3mm101M九、九、(本小题本小题 18 分分)一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，己知齿数，模数2 mm，125z 255z m，=1，=0.2 5。求：(1)齿轮 1 在分度圆上齿廓的曲率半径；(2)齿轮 2 在齿顶20*ah*c圆上的压力角；(3)如果这对齿轮安装后的实际中心距，求啮合角和两轮节圆半2a81amm径、1r2r机械原理试卷班级_ 学号_ 姓名_ 教师_1231MrM一、填空及选择题（每空 1 分，共 20 分）1 机器的制造单元是_，运动单元是_；机构具有确定运动的条件是其自由度数等于_数。2 曲柄摇杆机构有死点位置时，_是主动件，此时_与_共线。3 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是_。4 斜齿轮的模数和压力角在_（法面、端面、轴面）内取标准值；锥齿轮当量齿数ZV=_。5 蜗杆机构传动的主动件是_（蜗杆、蜗轮、蜗杆蜗轮皆可）。6 移动副中驱动力作用于_内将发生自锁；传动副中驱动力为一单力且作用于_内将发生自锁。7 质量分布在同一平面内的回转体，经静平衡后_（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后_（一定、不一定、一定不）满足静平衡；质量分布于不同平回转面内的回转体，经静平衡后_（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后_（一定、不一定、一定不）满足静平衡。8 机器周期性速度波动的调节方法一般是加装_，非周期性速度波动调节方法是除机器本身有自调性的外一般加装_。9 说出两种变回转运动为直线运动的机构：_，_ _。二、计算图示机构的自由度（5 分）三、如下图所示行程速度变化系数为 1 的曲柄摇杆机构，已知曲柄连架杆固定铰链中心处图示机架平面（直线 OO）位置上，并已知摇杆的两个极限位置 C1D，C2D 及摇杆长度 CD=C1D=C2D，求其余三个构件的杆长。（8 分）四、如图所示凸轮机构，凸轮廓为以 A 为圆心，R 为半径的圆，凸轮逆时针方向回转，要求：（10 分）1 说出该凸轮机构的名称；2 标出凸轮基圆半径 r0；3 标出从动件从 B 点接触到 C 点接触凸轮转过的角度；4 标出从动件从 B 点接触到 C 点接触从动件位移 S；5 标出从动件从 B 点接触时从动件压力角 B；五、一对直齿圆柱齿轮机构，已知压力角=20 度，齿轮 2 的齿数 Z2=28，模数 m=3mm，传动比 i12=2，安装中心距 a=65mm，求：（15 分）1 齿轮 1 的齿数 Z1；2 两轮分度圆半径 r1，r2；3 啮合角，两轮节圆半径 r1，r2；4 设计该传动类型；5 计算分度圆齿厚 S1，S2；角度INVtgcos200.0150.3640.9418.50.0120.3350.94824.40.0280.4540.919128.50.0460.5430.879六、图示复合轮系中，各齿轮齿数如图中括号中所示，求传动比 i1H。（10 分）七、图示曲柄滑块机构中，曲柄 1 上作用驱动力距 M，滑块 3 上作用阻力 F。若不计各活动构件质量，标出机构在图示位置时各运动副总反力作用线（给定摩擦角）（8 分）A AB BC C1 12 24 43 3MMF F八、某内燃机的曲柄输出力矩 Md与曲柄转角 关系曲线如图所示，运动周期为 T=180 度，曲柄转速为600r/min，如用此内燃机驱动一阻力为常量的机械，并要求不均匀系数=0.01，求在主轴上应装的飞轮转动惯量 JF（不考虑其它构件的转动惯量）（9 分）九、摆动导杆机构，已知机构运动简图，原动件为 1 以等角速度 1逆时针方向回转，用相对运动图解法求在图示位置时，1 构件 3 的角速度 3，角加速度 3的大小及方向；2 构件 3 上 D 点的速度和加速度的大小和方向；（注：所求各量大小用公式表示，不必计算出数值大小）（15 分）机械原理试卷答案一、填空及选择（每题 1 分，共 20 分）1 零件、构件、原动件-3 分2 摇杆 连杆 从动曲柄-3 分3 模数相等，压力角相等-1 分4 Z/cos-1 分5 蜗杆蜗轮皆可-1 分6 摩擦角 摩擦圆-2 分7 一定 一定 不一定 一定-1 分8 飞轮 调速器-2 分9 曲柄滑块 齿轮齿条-2 分二、解：-5 分 F=3721001三、解：-8 分ABBCAC242.5BCABAC120.5,AB=11,BC=31.5四、解-10 分1）它是滚子从动件盘形凸轮机构-2 分2）如图所示-2 分3）如图所示-2 分4）如图所示-2 分5）如图所示-2 分五、解-15 分1）i12=z2/z1=2 z1=142）r1=1/2 mz1=21mm r2=1/2 mz2=42mm3）cos=a/acos=63/65 cos20 r1=65/63r1 r2=65/63r2 4）采用正传动 5）S1=m(/2+2x1tg)六、解-10 分区分轮系-5 分行星轮系HK541321分别计算-5 分在中K3212060233113zznnnnikkK在中H54130605 1515 1zznnnniHHK211HHnni七、如图所示-8 分八、解-9 分 Wd=0.5/6 300+/6300+0.52/3 300=175 W=1/2Wd=87.5 JF=900W/2n2=6.966九、解-15 分ABBBrBBkBBBBnBBABBBBBBlaabkkbbbbbBDBDABBCCBaaaaaVlVbbpbpbBDABBCVVV212332233 32323233323232232323/00/