机械原理期末测试题

中 原 工 学 院

2005～2006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___________

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．机器中独立运动的单元体，称为零件。 ( N ) 2．当机构的自由度F >0，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动。

( 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 =90º；而取导杆为原动件时，则机构的最小传动角γmin =0º。 ( Y )

4．任何机构当出现死点时，都是不利的，因此应设法避免。 ( N ) 5．凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生柔性冲击。它适用于中速场合。 ( Y )

6．在蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮的旋向相同，且它们的螺旋角相等。 ( N ) 7．在斜齿圆柱齿轮传动中，为满足给定的中心距，只能采用移距变位法。( N ) 8．为了减轻飞轮的重量，最好将飞轮安装在转速较高的轴上。 ( Y ) 9．机器等效动力学模型中的等效力(矩) 是一个假想力(矩) ，它的大小等于原机器所有作用外力的矢量和。 ( N )

10．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。 ( 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，每小题2分，总计10分)

1．三角螺纹的摩擦 大于 矩形螺纹的摩擦，因此，前者多用于 紧固联结 。 2．试将下页左图a) 、b) 所示直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角数值填入括号内。

a) 图：α=( 30°) ； b)图：α=( 0°) 。

题2. 图

题3．图

3．在题3. 图两对蜗杆传动中，a) 图蜗轮的转向为： 逆时针 。b) 图蜗杆的螺旋方向为： 左旋 。

4．机器中安装飞轮的目的是 降低速度波动 和 低电动机功率 。 5．刚性转子静平衡的力学条件是： 质径积的向量和等于零 ，而动平衡的力学条件是： 质径积的向量和等于零，且离心力引起的合力矩等于零 。

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．根据机械效率η，判别机械自锁的条件是 (C) 。

(A)η≥1； (B) 0

2．为使机构具有急回运动，要求行程速比系数 (B) 。

(A) K =1； (B) K >1； (C) K

3．用同一凸轮驱动不同类型(尖顶、滚子或平底式；直动或摆动式) 的从动件时，各从动件的运动规律 (B) 。

(A)相同； (B)不同； (C)在无偏距时相同。 4．增加斜齿轮传动的螺旋角，将引起 (D) 。

(A ) 重合度减小，轴向力增加； (B ) 重合度减小，轴向力减小； (C ) 重合度增加，轴向力减小； (D ) 重合度增加，轴向力增加。 5．机器运转出现周期性速度波动的原因是 (C) 。

(A)机器中存在往复运动构件，惯性力难以平衡； (B)机器中各回转构件的质量分布不均匀；

(C)在等效转动惯量为常数时，各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等，但

其平均值相等，且有公共周期；

(D)机器中各运动副的位置布置不合理。

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，每小题各10分，总计30分)

１．计算图示机构的自由度(若有复合铰链、局部自由度和虚约束，(指明所在之) 。

解：

两滚子处有局部自由度，（2分）

p L =6, p L =2, 则n =5, （6分）

F =3n -2p L -p H

=3⨯5-2⨯6-2=1

（2分）

l AB =65mm ，l DC =90mm ，l AD =l BC =125mm ，ϕ1=15︒。2．在图示的四杆机构中，

当构件1以等角速度ω1=10rad/s逆时针方向转动时，用瞬心法求C 点的速度。

解：

v P 13=ω11314⋅μl =ω31334⋅μl ， （4分） ω3=

ω1131410⨯55

==4. 66

1181334

rad/s， （3分）

v C =ω3l 66⨯0. 09=0. 42 m/s （3分） CD =4. μl =0. 002

m/mm

３．起重卷扬机机构运动简图如图所示，电机以n 1=750r/min，按图示方向转动，各齿轮的齿数为

z 1=40，z 2=z 2' =20，试求卷筒的

转速和旋转方向。

解：

（1）z 3=z 1+2z 2=40+2⨯20=80

（2分）

H

-2) =3 1H =1-i 13=1-(，i ，（5分）

i =13

（2）

H

n 1-n H

i 31H （3） r/min，与n 1同向。 （3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，前两小题各10分，第3小题15分，总计35分)

1．图示为偏置曲柄滑块机构ABC ，偏距为e 。试在图上标出滑块的压力角αC 和传动角

n H =

n 3-n H z 1n 1750

=

=-

z 3

=-

8040

=-2

=250

γC ，画出最小传动角γmin 及极位

夹角θ。并求出该机构有曲柄的条件。

解：（1）压力角αC 和传动

角γC 如图所示。（2分）

（2）当曲柄与导路垂直且B 点距导路最远位置，即机构处于AB 'C '时出现最小传动角γm i n 如图示。（3分）

（3）以A 为圆心，以曲柄AB 与连杆BC 之和为半径画弧交导路于C 2点，以

A 为圆心，以连杆与曲柄之差为半径画弧

交导路于C 1点，则∠C 1AC 2即为极位夹角θ如图所示。（2分）

（4）当曲柄滑块机构的最短杆能够达到与滑块C 的导路中心垂线垂直的位置时，此最短杆才能作全周转动，故有曲

BC 。（3分） 柄条件为l AB +e

2. 如图所示，有一对心直动尖顶从动件偏心圆凸轮机构，

O 为凸轮几何中心，O 1为凸轮转动中心，直线ＡＣ ⊥ＢＤ ，O 1O ＝

1

2OA ，圆盘半径R = 60 mm

。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：

0=O 1A =30mm ； (3分) (1)r

(2)h =O 1C -O 1A =60mm ； (3分)

(3)αC =0； (3分)

2

h =O O +OD D 1(4)

2

-O 1A =37. 08mm (3

分)

O O αD =arctg (1) =26. 57

OD (5) (3

分)

3．一对按标准中心距安装的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮，主动轮1作

*h z =34z =22︒，a =1，c *=0. 25；中心距a =140mm 。顺时针转动。已知1，2，α＝20

001m/mm作图，试求：两轮的分度圆、齿顶圆、齿根圆和基圆半径；并按μl =0.

画出实际啮合线21，计算其重合度ε。 解：

a =m (z 1+z 2)

1

2

, m =5mm, （2分）

r mz 1=551=

11

r =mz 2=852

22mm, mm （2分）

*

=90r =r +h m =60r a2a 11a

mm,

mm, （2分）

**

=78. 75r =r -(h +c ) m =48. 75r f 11a mm, f 2mm （2分）

mm, b 2mm, （2分）

作图过程 （3分）

r b 1=r cos α=51. 6831

r =79. 874

B 1B 2

πm cos α

5mm, 由图得B 1B 2=24.

ε==1. 66

（2分）