A机械原理卷(08-09)

江汉大学 2008 —— 2009 学年第 二 学期
考 试 试 卷
课程编号： 课程名称： 机械原理
试卷类型：
、
卷
卷 考试时间： 120 分钟
一、 填空题（每空一分，本大题20分。

）
1、列式计算图示机构自由度F = 3×6-2×8-1＝1_。

机构中引入的局部自由度的构件是_凸轮从动件滚子_.
第2题图
2、在图示铰链四杆机构中,已知l BC =100,l CD =70,l AD =60,AD 为机架,若此机构为曲柄摇杆机构且AB 为曲柄,则l AB 最大值为30_.
3、一对渐开线齿廓的_啮合线_,_公法线_及两基圆公切线三线重合.
4、写出实现间歇运动的机构名称两种_几轮机构、槽轮机构（不完全齿轮机构等）_.
5、 移动副中驱动力作用于__摩擦角_内将发生自锁；传动副中驱动力为一单力且作用于_摩擦圆
_内将发生自锁。

6、 曲柄摇杆机构有死点位置时，_摇杆_是主动件，此时_曲柄_与_连杆_共线。

7、 蜗杆机构传动的主动件是__蜗杆_（蜗杆、蜗轮、蜗杆蜗轮皆可）。

8、 质量分布在同一平面内的回转体，经静平衡后_一定_（一定、不一定、一定不）满足动平衡，
经动平衡后一定_（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_不一定_（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后_一定_（一定、不一定、一定不）满足静平衡。

9、 斜齿轮的模数和压力角在__法面_（法面、端面、轴面）内取标准值；锥齿轮当量齿数
Z V =_Z/_C OS £__。

10 图示三凸轮轴的不平衡情况属于 动 不平衡，应选择 2个平衡基面予以平衡。

二、 计算下列机构的自由度，并在图上指出局部自由度、复合
铰、虚约束。

(本大题共2小题，每小题5分，共10分)
1、计算图(a)机构的自由度
2、 计算图(b)机构的自由度
(1) F= 3×4-2×4-2=2 (2) F=3×6-2×8-1=1
三、 图示偏置滚子直动从动件盘形凸轮机构，凸轮为偏心轮，
转向如图，E 、F 为凸轮和从动件滚子的两个接触点。

试在图上绘出：(1) 凸轮理论轮廓线和基圆，并确定基圆半
径的大小；(2) 从E 点接触到F 点接触从动件的位移s ；(3) 从E 点接触到
F 点接触凸轮所转过的角度φ；(4) F 点接触时从动件压力角F α。

(本题12
分)
基圆半径mm r 150=，E F S S S -=，其它如图。

四、如图所示为斜面传动机构反行程时的受力图，其中Q 为反行程
驱动力，'P 为反行程有效负载，21R 为反行程约束反力。

试证明当
反行程自锁时，正行程的机械效率小于等于50％。

(本题12分)
解：（1）作出图示状态下滑块的受力分析
图；
Q
R
（2）根据受力分析图可知
)tan('ϕα-=Q P ，则α
tan '0Q P =，所以反行程效率α
ϕαηtan )tan('/''0-=
=
P P
由反行程自锁可得0'≤η，有ϕ
α≤
（3）求正行程效率
正行程中P 为驱动力，Q 为有效载荷，则有
)tan(/tan ϕααη+=，由ϕ
α≤，则有
%
502
tan 12tan tan 2
≤-=≤α
α
αη
五、一对斜齿圆柱标准齿轮外啮合传动，已知：mm m n 4=，241=z ，
482=z ，1*
=an h ，mm a 150=。

试问：
（1）螺旋角β为多少？（2）两轮得分度圆直径21,d d 各为多少？ （3）两轮的齿顶圆直径21,a a d d 各为多少？(本题14分)
解：由mm
z z m a n 150cos
2/)(21=+=β，得︒==26.16)300/72*4arccos(β
R
mm m m n t 17.426.16cos /4cos /=︒==β，mm
z m d t 1002417.411
=⨯==， mm
z m d t 20017.44822=⨯==，mm
h d d a a 108142100211
=⨯⨯+=+=
mm
h d d a a 208142200222=⨯⨯+=+=
六、在图示轮系中，已知各轮齿数为301=z ，1542==z z ，45'1=z ，
20'4'2==z
z ，4053==z z 。

试求传动比31i ，35i 。

(本题10分)
解：1－2－2’－3－H 构成差动轮系 1’－4－4’－5构成定轴轮系 对于差动轮系有
120
301540'
21323113-=⨯⨯-
=-
=--=
z z z z n n n n i H
H H
（1）
对于定轴轮系有
3
220
451540)
1('
4'1452
5
'15'1=
⨯⨯=
-==
z z z z n n i （2）
H
n n =5 （3）
联立求解上述3式得
12
/32/31311-=--n n n n ，有2
1
331-==
n n i ；
13/25
35
5-=--n n n n ，有3
45
335=
=
n n i
七、如图所示曲柄滑块机构中，l AB =20mm ，l BC =70mm ，偏距e =10mm 。

请选择合适的比例尺，用作图法确定： （1）滑块的行程长度H ；
（2）极位夹角θ；
1'
4
4'
5
3
1
22'H
（3）出现机构最小传动角的位置C B A ''及最小传动角m in γ；
（4）如果该机构用作曲柄压力机，滑块朝右运动是冲压工件的工作过程，请确定曲柄的合理转向和传力效果最好的机构瞬时位置，并说明最大传动角？(本题10分)
1， 以A 为原点，以AB+BC=90mm,BC-AB=50mm 为半径作园交滑块位移方向如图；则C ’C ”为
滑块行程长度H.测量H=41mm 2， AC ’与AC ”夹角为极位角。

θ=6º
3， 机构出现最小传动角位置为B 距离滑块平面最远时。

如图B 0。

如图。

m in γ=57º 4， 因为θ不为零。

则该传动具有急回特性。

根据分析，冲压需要工作时间短，
则该曲柄需要顺时针运动。

BC 杆定长。

B 点到滑块的运动线路的距离决定压力角的大小。

当AB 垂直于运动线路时。

距离最大。

如图AB 0。

传力效果最佳时，压力角最小，传动角最大。

为AB 与BC 共线时，如图AB 1
八、 用矢量方程图解法求导杆机构在图示位置 (AB ⊥CD)
时，导杆CD 的角速度。

要求列出矢量方程，分析各矢量的
大小和方向，画出速度多边形。

(本题12分)
说明：1、选择B 作为牵连参考点。

2、在图示位置时。

V B1
垂直于AB ，沿CD 方向，
V B2B1沿CD 方向。

3、根据速度合成定理：
V B2=V B1+V B2B1
V B2=0。