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 成 绩 一 二 三 四 五 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γ件时，则机构的最小传动角γ

min

min

=0o；而取导杆为原动

=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AB?40,BC?40,CD?60,AD?60,AD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)

?pL?9,?pH?1, (3分) 则n?7,F?3n?2pL?pH?3?7?2?9?1?2， (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，μ

?1＝48.78rad/s。 l=0.001m/mm)及原动件１的角速度

(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＝6,

各瞬心位置如图所示； (4分)

(2)?2??1lP12P14/lP12P24＝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)vM??2lP24M＝ω2μ

l

×(4－1)/2

P24M＝

12.195×0.001×82＝1m/s，方向：如图所示。 (4分)

vM?P24M，

３．图示为里程表中的齿轮传动，已知各轮的齿数为z1?17，z2?68，z3?23，z4?19，z4'?20，z5?24。试求传动比i15。

(1)齿轮z1、z2为定轴轮系。

i??12z2z1??6817??4 (2分)

(2)齿轮z3、z4、z4'、z5、H 组成行星轮系。

i5H?1?i53?1?

Hz4'z3z5z4?1?20?2324?19

??1114

(6分)

?i?iH5?(?4)?(?114)?456 1512(3)i (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)

118。(2分) 解：(1)??10,K?(180??)(180??)?190170?1.???(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)r0?O1A?rr?40mm ； (3分) (2)h?60mm ； (3分) (3)?C?0； (3分) (4)hD??O1O2?(R?rr)2?r0?36.16mm

(3分)

(5)

?D?arctg(O1OOD)?23.20? (3分)

ha*?1?＝20?3．直齿圆柱齿轮与齿条无侧隙啮合如图所示，已知m?10mm，，，c?0.25。

*(1)由图量取分度圆半径，求齿轮齿数；

p(2)计算基圆半径、基圆齿距b；

(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，z?2r/m?2?60?10?12 (2)

rb?rcos??60?cos20??56.382mm

pb??mcos????10?cos20??29.521mm (3)作图如下，量得B2B1?44mm；??B2B1/pb?44/29.5?1.49(4)如图中阴影部分。 (5)量得xm?3mm，x?xm/m?3/10?0.3；是正变位 (6)无根切，因x?xmin，xmin?(12?17)/17?0.294 或：由于齿条的齿顶线在极限啮合点N1的下侧，故无根切

(2分) 分)

(4分)

(2分) (2分) (2分) (3

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