2013-2014(2)机械原理试卷(A)..

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重庆大学

姓名

课程试卷 juan 2013 — 2014 学年 第 二 学期

开课学院： 机械工程

课程号： 11033635 考试日期： 2014.xx.xx

考试时间： 120 分钟 总 分

考试方式：

密

命 题 人 ： 机 械 原 理 教 学 组

学号

题 号 得 分

一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

二、平面连杆机构分析与设计（25 分）

图 2 所示为按比例绘制的铰链四杆机构运动简图。 1.该机构为哪种铰链四杆机构。 （2 分） 2.在图上标出机构传动角。 （2 分） 3.在图上画出机构极位夹角。 （2 分） 4.设1 为常数，用相对运动图解法进行机构运动分析。列出求解构件 2、3 角速度和角加速度方程， 在方程中标注已知量 （写出表达式） 和未知量 （用 “？”号表示） 、画出速度图。 （9 分） 5.设摇杆 3 和机架 4 的长度不变，摇杆的最大摆角不变，用图解法设计无急 回运动特性的铰链四杆机构。 （另外作图，保留作图线，求出 AB、BC 的 图上尺寸。 ） （10 分）

2 C 3

公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊

考试提示

1.严禁随身携带通讯工具等电子设备参加考试； 2.考试作弊，留校察看，毕业当年不授学位；请人代考、 替他人考试、两次及以上作弊等，属严重作弊，开除学籍。

封

组 题 人 ： 宋 立 权 审 题 人 ： 陈 同 杰 命 题 时 间 ：

2014.6

年级

专业、班

一、平面机构结构分析（15 分）

1. 计算图 1 所示机构的自由度，在图 上标注出复合铰链、局部自由度和 虚约束。 （8 分） 2.对机构进行高副低代。 （2 分） 3. 以凸轮为 原动件作 机构的结构分 析。 （5 分） （图中，EF=FG=HI=IJ，EH=FI=GJ）

线 C

B E F A B D 图 1 G J H K I 1 A

1

图 2 D

教 务 处 制

学院

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四、齿轮机构（10 分,每空 0.5 分，计算 5 分） 三、凸轮机构分析（10 分）

图 3 所示为对心直动滚子式凸轮机构，正方形边长为 150mm，滚子的 半径为 20mm，凸轮的转动中心在正方形的几何中心，凸轮以 ω=10rad/s 沿 图示方向转动。 （1）画出凸轮的理论轮廓； （1 分） （2）凸轮的基圆半径？并在图中画出基圆； （1 分） （3）在图中标出凸轮的推程角  ，回程角  ' ； （2 分） （4） 当凸轮从图示位置逆时针转过 30 时， 在图中标出该位置的压力角 α 及从动件的位移 S ； （2 分） （5）若滚子半径改为 30mm，从动件的运动规律有无变化？（1 分） （6）凸轮可否改为顺时针转动？为什么？（2 分） （7）若从动件设计推程和回程均为余弦加速度运动规律，且远休止角和 近休止角都为零，是否有冲击？若有，则说明是何种冲击？（1 分） 1 、渐开线上离基圆越

远，则其压力角 _______ （越大、越小） ，曲率半径 ________（越大、越小） 。 2、 当一对标准渐开线直齿圆柱齿轮的安装中心距比标准中心距增大了 5mm， 则其传动比将________（增大、减小、不变） ，啮合角将___________（增大、 减小、不变） 。 3、渐开线齿轮连续传动的条件是基圆上的齿距__________（大于、小于、 等于）实际啮合线的长度；若一对齿轮传动其重合度为 2.2 ，则最多时有 _______对齿轮参与啮合。 4、一对平行轴外啮合的斜齿轮的正确啮合条件除法面内模数相同、压力角 相同外，还有一个条件是_________________。斜齿轮传动的螺旋角的增大， 则其轴向分力__________。 5、若一对啮合齿轮的变位系数分别为：x1=0.1 和 x2=-0.2，则其传动类型是 ____________（标准齿轮传动、等变位传动、正传动、负传动） ，无齿侧隙 安装的中心距___________（大于、小于、等于）标准中心距。 6、在机床的主轴箱中有一直齿圆柱渐开线标准齿轮，发现某齿轮已经 损坏需重做更换，经测量，其跨 5 齿的公法线长度 L5=27.512mm，跨 6 齿的 公法线长度 L6=33.426mm，数得其齿数为 40。试确定该齿轮的模数、计算其 齿距、齿全高、分度圆半径、齿顶圆压力角（5 分） （摘录部分标准模数：1.5、 2、2.5、3）

图3

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五、轮系（15 分）

1、图 4 所示传动装置中，已知各齿轮均为标准齿轮标准安装，各轮齿数为: z1=20， z3=30，z1=80，z5=50，z5=20, z4=44，z3=40，6 为右旋三头蜗杆，7 为蜗轮，z7=63，1 和 5 齿轮的模数 m=4。试问： 1）齿轮 2 的齿数？（2 分） 2）该轮系有哪些基本轮系组成？（4 分） 2、当轴 A 以 nA=60 r/min 的转速按图示方向回转时，蜗轮 7 的转速 n7 为多 少? 并用箭头标注其转向? （9 分）

六、机械系统动力学（25 分）

1. 图 5-1a 所示为摩托车 CG 发动机配气机构， 凸轮 1 上作用驱动力矩 M， 凸轮 1 与下摇臂 2 在接触点 P 处的公法线为 n-n，摩擦角为 φ，汽门对上摇 臂 4 的阻力为 Q，回转副 A、B 处的虚线小圆为摩擦圆，回转副 C、D、E 处 的摩擦忽略不计。 （12 分） 1）在图 6-1a 上作出各力的作用线并标注； （6 分） 2）以图 6-1b 所示 Q 的大小为基准，作出构件 2 和构件 4 的力多边形， 并写这 2 个构件的力平衡方程式。 （6 分）

图4

图 5-1

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2. 电机驱动的机械系统中，已知电机转速为 1500rpm，折算到电机轴上的等 效阻力矩 Mrv 如图 5-2 所示，设驱动力矩为常数，系统中各构件转动惯量忽 略不计，许用运转不均匀系数 [ ] =0.05。 （13 分） （1）求等效驱动力矩 Mvd，在图上用“+”号和

“-”号标出盈功与亏功的 区域，求安装在电机轴上的飞轮转动惯量 J F ； （9 分） （2）求电机最高转速 nmax 和最低转速 nmin 。 （4 分）

图 5-2

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