機(jī)械原理試卷及答案兩套

2006～2007學(xué)年第二學(xué)期《機(jī)械原理》試卷〔A卷〕班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：一、填空題〔共計(jì)20分，每空1分〕1、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是：，假設(shè)機(jī)構(gòu)自由度Ｆ>0，而原動(dòng)件數(shù)<F，那么構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)是，假設(shè)機(jī)構(gòu)自由度Ｆ>0，而原動(dòng)件數(shù)>F，那么各構(gòu)件之間。2、瞬心是兩個(gè)作平面相對(duì)運(yùn)動(dòng)剛體上瞬時(shí)為零的。3、移動(dòng)副的自鎖條件是；轉(zhuǎn)動(dòng)副的自鎖條件是。4、在凸輪機(jī)構(gòu)的各種常用從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有剛性沖擊；運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有柔性沖擊。5、內(nèi)嚙合斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件是，，。6、當(dāng)原動(dòng)件為整周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使執(zhí)行構(gòu)件能作往復(fù)擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)有；；。7、等效質(zhì)量和等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可根據(jù)等效原那么：來確定。8、輸出功和輸入功的比值，通常稱為。9、為了減少飛輪的質(zhì)量和尺寸，應(yīng)將飛輪安裝在軸上。10、剛性轉(zhuǎn)子靜平衡條件是；而動(dòng)平衡條件是。二、分析題〔共計(jì)18分〕1、〔此題10分〕如下圖，：BCDEGF，且分別相等，計(jì)算平面機(jī)構(gòu)的自由度。假設(shè)存在復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束，請(qǐng)指出。如果以凸輪為原動(dòng)件，機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)？2、〔此題8分〕在圖示機(jī)構(gòu)中，各桿的長度為L1=28mm，L2=54mm，L3=50mm，L4=72mm。問：〔1〕試闡述鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件；〔2〕以桿4為機(jī)架時(shí)，該機(jī)構(gòu)為何種機(jī)構(gòu)？〔3〕當(dāng)取桿1為機(jī)架時(shí)，將演化為何種機(jī)構(gòu)？〔4〕當(dāng)取桿3為機(jī)架時(shí)，又將演化為何種機(jī)構(gòu)？三、作圖題〔共計(jì)10分〕1、如下圖凸輪機(jī)構(gòu)中，凸輪廓線為圓形,幾何中心在B點(diǎn).請(qǐng)畫出并標(biāo)出1〕凸輪的理論輪廓線；2〕凸輪的基圓；3〕凸輪機(jī)構(gòu)的偏距圓；4〕凸輪與從動(dòng)件在D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角；5〕凸輪與從動(dòng)件從在C接觸到在D點(diǎn)接觸時(shí)凸輪轉(zhuǎn)過的角度。四、計(jì)算題〔共計(jì)36分〕1、〔此題14分〕在某牛頭刨床中，有一對(duì)外嚙合漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，z1＝17，z2＝118，m＝5mm，α＝200，，，a′=337.5mm?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)小齒輪已經(jīng)嚴(yán)重磨損，擬將其報(bào)廢。大齒輪磨損較輕〔沿分度圓齒厚兩側(cè)總的磨損量為0.75mm〕，擬修復(fù)使用，并要求所設(shè)計(jì)的小齒輪的齒頂厚盡可能大些，問如何設(shè)計(jì)這一對(duì)齒輪？并計(jì)算這對(duì)齒輪的分度圓直徑d、齒頂高h(yuǎn)a、齒根高h(yuǎn)f、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df、齒厚s、齒槽寬e和齒距p。2、〔此題10分〕在圖示輪系中，各輪齒數(shù)為：Z1=20，Z2=30，Z3=80，Z4=40，Z5=20。試求此輪系的傳動(dòng)比i15。3、〔此題12分〕某機(jī)械一個(gè)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)循環(huán)內(nèi)的等效力矩如下圖，等效驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，等效構(gòu)件的最大及最小角速度分別為：及。試求：等效驅(qū)動(dòng)力矩的大??；運(yùn)轉(zhuǎn)的速度不均勻系數(shù)；當(dāng)要求在0.05范圍內(nèi)，并不計(jì)其余構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，應(yīng)裝在等效構(gòu)件上的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。100100五、綜合題〔16分〕1、如下圖機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件1為原動(dòng)件，P為作用在構(gòu)件3上的力，轉(zhuǎn)動(dòng)副B和C上所畫的虛線小圓為摩擦圓?！?〕試分析該瞬時(shí)位置時(shí)，機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角γ，壓力角α；〔2〕作出機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)的速度圖及加速度圖〔不要求嚴(yán)格按比例作圖，要求寫出矢量方程式及方程式中各量的方向和大小的表達(dá)式〕；〔3〕確定ω21和ω23的方向；ABCPABCP1234Mdω1一、填空題〔共20分，每一空1分〕1．機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)；不確定的；不能運(yùn)動(dòng)或產(chǎn)生破壞。2．相對(duì)速度；重合點(diǎn)。3．驅(qū)動(dòng)力與接觸面法線方向的夾角小于摩擦角；驅(qū)動(dòng)力的作用線距軸心偏距h小于摩擦圓半徑ρ。4．等速〔或一次多項(xiàng)方式〕；等加速等減速〔或二次多項(xiàng)式動(dòng)或余弦加速度或簡諧運(yùn)〕；正弦加速度〔或擺線運(yùn)動(dòng)或五次多項(xiàng)式〕。5．模數(shù)相等；壓力角相等；螺旋角大小相等且旋向相同。6．曲柄搖桿機(jī)構(gòu)；曲柄搖塊機(jī)構(gòu)；擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)；擺動(dòng)從動(dòng)件空間凸輪機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu)等。7．等效構(gòu)件的等效質(zhì)量或等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所具有的動(dòng)能等于機(jī)器所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的總動(dòng)能之和。8．機(jī)械效率。9．高速。10.不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力的矢量和等于零；不平衡質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩的矢量都等于零。二、分析題〔共計(jì)18分〕1、〔此題10分〕解：n=61分PL=81分PH=11分F＝3n－2PL－PH1分＝3×6－2×8－11分＝11分B處存在局部自由度1分DE桿存在虛約束1分I、J之一為虛約束1分當(dāng)以凸輪為原動(dòng)件時(shí)，原動(dòng)件數(shù)等于機(jī)構(gòu)的自由度，故機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。1分2、〔此題8分〕解：〔1〕鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件：①最短桿與最長桿之和小于或等于其他兩桿長度之和，1分②最短桿是連架桿或機(jī)架。1分〔2〕L1+L4=28+72<L2+L3=54+50滿足桿長條件，且最短桿L1為連架桿，因此該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。2分〔3〕由于桿長條件沒變，當(dāng)取最短桿L1為機(jī)架時(shí)將演化為雙曲柄機(jī)構(gòu)2分〔4〕由于桿長條件沒變，當(dāng)取最短桿的對(duì)邊L3為機(jī)架時(shí)將演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)2分三、作圖題〔共計(jì)10分〕1、〔此題10分〕解：理論輪廓線基圓理論輪廓線基圓偏距圓壓力角畫出并標(biāo)出凸輪與從動(dòng)件在D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角為：αD=002分畫出并標(biāo)出理論輪廓線2分畫出并標(biāo)出基圓2分畫出并標(biāo)出偏距圓2分畫出并標(biāo)出凸輪與從動(dòng)件從在C接觸到在D點(diǎn)接觸時(shí)凸輪轉(zhuǎn)過的角度ψ2分四、計(jì)算題〔共計(jì)36分〕1、〔此題14分〕解：〔1〕確定傳動(dòng)類型：1分因?yàn)閍＝a′，故應(yīng)采用等變位齒輪傳動(dòng)。2分〔2〕確定兩齒輪變位系數(shù)：2分故x1＝0.206，x2＝－0.2061分〔3〕計(jì)算齒輪幾何尺寸8分〔每一項(xiàng)1分〕小齒輪〔單位：mm〕大齒輪〔單位：mm〕d1=mz1=5×17=85d2=mz2=5×118=590da1=d1+2ha1=85+2×da2=d2+2ha2=590+2×df1=d1－2hf1=85－2×5.22=74.56df2=d2－2hf2=590－2×7.28=575.44p1=s1+e1=8.61+7.1=15.71p1=s1+e1=8.61+7.1=15.712、〔此題10分〕解：該輪系為復(fù)合輪系，1－2－3－H和機(jī)架組成行星輪系，4－5和機(jī)架組成定軸輪系。2分〔1〕在1－2－3－H和機(jī)架組成的行星輪系中，3分〔2〕在4－5和機(jī)架組成的定軸輪系中，2分n3=0，nH=n42分i15=n1/n5=-2.51分3、〔此題12分〕解：〔1〕根據(jù)一個(gè)周期中等效驅(qū)動(dòng)力矩的功和阻力矩的功相等來求等效驅(qū)動(dòng)力矩：由得4分〔2〕直接利用公式求：2分2分〔3〕求出最大盈虧功后，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可利用公式求解2分2分五、綜合題〔16分〕解：〔1〕速度分析大?。?？ω1lAB?方向：//AC⊥AB⊥BC2分取μv作多邊形如圖b所示?！?〕加速度分析大?。?？ω21lABω21lCB?方向：//ACA→BB→C⊥CB2分選適當(dāng)μa作加速度如圖c所示。2006～2007學(xué)年第二學(xué)期《機(jī)械原理》試卷〔B卷〕班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：一、填空題〔每空1分，共計(jì)20分〕1、平面運(yùn)動(dòng)副的最大約束數(shù)為，最小約束數(shù)為；引入一個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副為，引入兩個(gè)約束的運(yùn)動(dòng)副為。2、凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律中，如出現(xiàn)速度不連續(xù)，那么機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生沖擊；如出現(xiàn)加速度不連續(xù)，那么機(jī)構(gòu)將產(chǎn)生沖擊；3、如果一個(gè)機(jī)構(gòu)由k個(gè)構(gòu)件所組成，那么它的順心總數(shù)N=。4、直齒圓錐齒輪幾何尺寸的計(jì)算是以為準(zhǔn)，其當(dāng)量齒數(shù)的計(jì)算公式為。5、機(jī)器中安裝飛輪的目的是和。6、能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有、、。7、漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的可分性是指不受中心距變化的影響。8、周轉(zhuǎn)輪系根據(jù)自由度不同可分為和，其自由度分別為和。如下圖，小圓為摩擦圓，軸頸1受到驅(qū)動(dòng)力的作用，那么軸頸1應(yīng)作運(yùn)動(dòng)。二、分析題〔共計(jì)22分〕1、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖如下圖，〔8分〕〔1〕計(jì)算該機(jī)構(gòu)的自由度；假設(shè)存在復(fù)合鉸鏈、局部自由度及虛約束，請(qǐng)指出；如果以1為原動(dòng)件，并說明機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)?！?〕如果以1為原動(dòng)件，根據(jù)機(jī)構(gòu)的組成原理，將其拆分為根本桿組。BBA16243DFC5EG2、：機(jī)架長度L=100mm，行程速比系數(shù)K＝1.25，試設(shè)計(jì)一擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，并求曲柄長度R〔要求作圖〕?！?0分〕3、如下圖為一個(gè)簡易的蝸桿蝸輪起重裝置，當(dāng)手柄如下圖轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，要求重物C上升，請(qǐng)問蝸桿和蝸輪的螺旋方向；并在圖上標(biāo)明蝸桿的螺旋方向以及蝸輪的轉(zhuǎn)向?！?分〕三、作圖題〔共18分〕1、偏置直動(dòng)推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)如下圖。AB和CD是兩段直線，BC和DA是以凸輪軸為圓心的兩段圓弧。要求：〔8分〕在圖上畫出理論廓線、基圓和偏距圓；2〕標(biāo)出圖示位置的凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角α和推桿位移S；3〕標(biāo)出推程運(yùn)動(dòng)角δO和遠(yuǎn)休止角δ1。12、在圖示鉸鏈機(jī)構(gòu)中，鉸鏈處各細(xì)線圓為摩擦圓，為驅(qū)動(dòng)力矩，為生產(chǎn)阻力。在圖上畫出以下約束反力的方向與作用位置：、、、。(10分)1四、計(jì)算題〔共40分〕1、現(xiàn)用m=10mm，α=20，ha*=1，c*=0.25，的齒條刀具切制z1=12的直齒圓柱外齒輪，試求：〔12分〕(1)不發(fā)生根切的最小變位系數(shù)；(2)刀具變位加工后的齒輪分度圓齒厚，以及分度圓壓力角；(3)如果要求此變位齒輪與另外一個(gè)齒輪采用等變位齒輪傳動(dòng)類型，那么另外一個(gè)齒輪的最少齒數(shù)z2應(yīng)是多少(取整數(shù))2、輪系主動(dòng)輪轉(zhuǎn)向如下圖，齒輪均為標(biāo)準(zhǔn)齒輪，標(biāo)準(zhǔn)安裝，Z1＝2，Z2＝40，Z2’＝24，Z3＝48，Z4＝120，Z5＝18，Z6＝36，求傳動(dòng)比i16，并標(biāo)出輪2、5、6的轉(zhuǎn)向。(143、圖示為一機(jī)器轉(zhuǎn)化到曲柄上的等效阻力矩曲線，在一個(gè)循環(huán)中，等效驅(qū)動(dòng)力矩不變，機(jī)組活動(dòng)構(gòu)件的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jc＝0.5Kg·m，己知曲柄的角速度ωm＝35rad/s，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)δ＝0.03，試確定安裝在曲柄上的飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jr應(yīng)為多少?！?4分〕2006～2007學(xué)年第二學(xué)期《機(jī)械原理》試卷B標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、填空題〔每空1分，共20分〕2；1；高副；低副。2、剛性；柔性。3、。4、大端；Zv=Z/cosδ。5、降低速度波動(dòng)；降低電動(dòng)機(jī)功率。6、棘輪機(jī)構(gòu)；槽輪機(jī)構(gòu)；不完全齒輪機(jī)構(gòu)或凸輪機(jī)構(gòu)等。。7、傳動(dòng)比。8、差動(dòng)輪系；行星輪系；2；1。9、加速二、分析題〔共計(jì)22分〕1、此題8分解：〔1〕機(jī)構(gòu)的自由度：F＝3n－2PL－PH＝3×5－2×7－0＝12分C處存在復(fù)合鉸鏈，1分F、G之一為虛約束1分假設(shè)以1為原動(dòng)件，那么原動(dòng)件數(shù)＝自由度數(shù)，且F＞0，因此，機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)。1分1分1分1分〔2〕以1為原動(dòng)件拆分桿組，根據(jù)機(jī)構(gòu)的組成原理，桿組2、3組成二級(jí)桿組，桿組4、5組成二級(jí)桿組，圖示如下：1分1分1分2、此題10分解：選擇一定的比例畫出動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖，〔每個(gè)位置的運(yùn)動(dòng)簡圖各占3分〕，共6分2分2分3、此題4分答：蝸桿和蝸輪均為右旋，2分蝸輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。2分三、作圖題〔共18分〕1、此題總分值8分解：基圓2分，其余每項(xiàng)1分此題總分值10分解：畫出一個(gè)給2.5分四、計(jì)算題〔共40分〕1、此題12分解：(1)最小變位系數(shù)〔無根切條件下〕Xmin=ha*(Zmin-Z)/Zmin=1(17-12)/17=0.2944分(2)變位加工后分度園齒厚為，假設(shè)取x=0.3那么mm3分壓力角不變?chǔ)?20