机械原理模拟试卷9及答案

30o C1 E1 D
d 图 9.8题 D’
R23
ϕ
R43
R32
V34
构件 ：R41 + R21 = 0 11 构件 ：
r
r
A 3 C 4 Q
ω 23 ω12
R12
r r r 2 构件 构件： ：P + R32 + R12 = 0 r r r 3构件 ：Q + R43 + R23 = 0 3 构件：
R 41
1
ω14
B
R21
2
P
2、
5 6
E
4
D 2
r r r 解： v B3 = v B2 + v B3 B2
图 9.6题
ω1
A
大小 ？ l ABω12 ？
B
1 3
方向 ⊥ BC ⊥ AB //BC
选µv，取 P 点，画速度图。影像 vD。见图 9.7 题。
r r r vE = v D + v ED
大小 ？ ∨
C µv d b3 e µa b2＇ k＇ b3
r0 理论廓线
Ο1 ω1
ω 在升程段 s + ro2 − e 2
v
图 9.5 题
希望α小，即公式中 e 前应取“-”号。当瞬心与导路在转轴同侧时 e 前取“-”号。此题中的导路偏置方 位在升程段满足上述条件，故此题中的凸轮机构有利于机构传动。
九、1、 解： ϕ = arctan f 。各构件受力图如右 图 9.6 题，受力平衡方程如下：
lCA − lAB sinθ1 = lCB sinθ3 lCA −lAB = lCB
C 4
3 θ3
C、 − l AB cosθ1 = lCB cos θ3
图 9.1
lCA − lAB sinθ1 = lCB sinθ3
D 、 lAB cos θ1 = lCB cosθ3
lCA + lAB sinθ1 = lCB sinθ3
∴ aE = p′e′ ⋅ µ a ( → ).
KU
十、解：θ = 180o
k− 1 = 36o ； k+ 1
C2 E2 B2 A B1
ϕ
ω1
在 AB2 的延长线上任找一点 E2，并在 B1A 的延长线上找对应点 E1。连接 E2DB2， 使△B2E2D≌△B1E1D’ ，将△ B2E2 D 的 B2E2 边与 B1E1 重合得到 D’点。然后求出 C1 和 C2 点。图解见图 9.8 题， AB1C1D 和 AB2C2 D 为机构的第一位置和第二位置。各杆长度如下； lCD=C1D·µl lBC=B1C1·µl
〃
？ ⊥ ED
b2
方向 水平 ∨
ω2 = ω3 =
P(c)
vB3 lBC
=
pb3 ⋅ µ v v de ⋅ µ v （逆） ( 逆 )；ω 4 = ED = lBC lED lED
vB3 B2 = b2b3 ⋅ µ v 方向如图； v E = pe ⋅ µ v ( ← ) 。
r n rτ r rk rr aB + aB3 = aB3 + aB + aB 3 3 B2 3 B2 ? ∨ 2ω2 vB3B2 ? 大小 : ω32 lAB
三、简答题（10 分） 1、标准齿轮的定义是什么？ 2、什么叫根切？根切产生的原因是什么？ 3、能实现间歇运动和直线运动的机构有哪些，各列举四个例子。 H 4、周转轮系中 i AB 与 iAB 有何区别？符号如何确定？
5、何种刚性转子需要动平衡？刚性转子的动平衡条件是什么？ 四、如图 9.2 所示：1） 图示机构的自由度为多少？2） 机构在结构上是否合理？若合理需要几个原动件？ 若不合理，针对不合理部分提出修改方案，并计算修改后机构的自由度。 （8 分）
H i AB =
n A − nH n H ,i AB = A ，可见 i AB 是相对传动比，是 A、 B 两构件相对于 H nB − nH nB H 所列的传动比； i AB 是 A、 B 两构件的绝对传动比。 i AB 的符号取决与 nA、nB 和 nH 三构件的转速大小、方
向和各轮的齿数； i AB 的符号取决与 nA、nB 的转向。 5、刚性转子，其转子的长径比 b/D ≥0.2 时需要动平衡。刚性转子的动平衡条件为：转子的离心惯性 力之和为零，且离心惯性力矩之和也为零，即：Σ F = 0， Σ M = 0。
ω1 Α Β2 ϕ D
KU
模拟试题九（机械原理 A）答案
一、1.×；2.×；3.√；4. √ ；5.√ ；6.√；7.×；8.×；9.×；10.√。 二、1.A、C；2.B；3.B；4.C；5.B；6. A；7.A；8.A。
* 三、1、具有标准齿廓参数( m, α , ha , c* )，而且分度圆齿厚与齿槽宽相等的齿轮称标准齿轮。
P＇(c＇)
e＇
方向: B → C ⊥ BC ∨ ⊥ BC //导路
r＇ b3＇ e〃 d＇
选µa，取 P’点，画加速度图。影像 aD。见图 9.7 题。
源自文库
ST
r r rn rτ aE = a D + a ED + a ED ?
2 大小 ？ ∨ ω 4 l ED
图 9.7题
方向 水平 ∨ E → D ⊥ ED
模拟试题九（机械原理 A）
一、判断题（10 分）[对者画√，错者画 × ] 1、机构具有确定运动的条件是机构的自由度大于零。 （ ） 2、在铰链四杆机构中只要满足曲柄存在的杆长条件就一定有曲柄存在。( ) 3、凸轮机构中从动件的运动规律为等速运动时，则存在刚性冲击。 （ ） 4、斜齿圆柱齿轮的当量齿轮为一虚拟的直齿圆柱齿轮。 （ ） 5、直齿圆锥齿轮的传动比与分度圆锥角有关。 （ ） 6、一对渐开线齿轮的中心距永远等于两轮节圆半径之和。 （ ） 7、飞轮在调节周期性速度波动时，可将速度调节在一恒定值上。 （ ） 8、从受力的观点看，要求传动角越小越好。 （ ） 9、两销四槽的槽轮机构，其槽轮的运动时间大于槽轮的静止时间。 （ ） 10、在四杆机构中有三个绝对瞬心。 （ ） 二、选择题（10 分） 1、在加工变位齿轮时，当刀具向远离轮坯方向移动时，加工出的齿轮称为___。 其齿顶_____。 A、正变位齿轮； B、负变位齿轮； C、变尖； D 、变宽。 2、在铰链四杆机构中，当满足“最长杆长度+最短杆长度≤其余两杆长度之和”时，以 ____为机架， 该机构为双摇杆机构。 A、最短杆； B、最短杆的对边； C、最短杆的邻边。 3、由六个构件组成的机构共有______瞬心。 A、6 个； B、15 个； C、18 个； D、12 个。 4、正变位齿轮分度圆上的压力角与标准齿轮分度圆上的压力角相比，其大小____。 A、变大； B、变小； C、不变。 5、在曲柄滑块机构中，当____为主动件时，机构存在死点位置。 A、 曲柄； B、滑块； C、连杆。 6、在分析机构受力时，摩擦圆的大小与机构的受力____。 A、 无关； B、有关； C、成正比； D、成反比。 7、平底与导路垂直的平底直动从动件盘形凸轮机构，其压力角为____。 A、α=0ο； B、α=常数； C、α≠0ο； D、α≠常数。 8、将图 9.1 所示的机构放在直角坐标系下，其杆长矢量均为已知，与该机构相对应的数学模型为____。 （2 分）
KU
2 B x
ST
y θ1 A
ω1
lCA + l AB = lCB lCA + lAB sinθ1 = lCB sinθ3
lCA + l AB = lCB
lCA − l AB = lCB
B、 − l AB cos θ1 = lCB cosθ3
1
A、 l AB cosθ1 = lCB cosθ3
C D O2 B O1 A 图 9.2 E 齿轮 6 3 2 1
5 7
4 n7
8
n1
图 9.3
五、 设计一无根切的齿轮齿条机构。已知：Ζ1 =15， m=10mm，α=200，h∗ =1，c∗ =0.25。求：1）齿轮 的分度圆半径 r1，节圆半径 r1’ ，分度圆齿厚 s1，齿顶高 ha1，齿根高 hf1，齿顶圆半径 ra1，齿根圆半径 rf1， 2）齿条上的分度线齿厚 s2，齿顶高 ha2，齿根高 hf2，3）齿轮中心至齿条分度线之间的距离 L。 （12 分） 六、已知图 9.3 所示轮系中各轮齿数为：Z1 =40，Z2 =10，Z3=20，Z4=25，Z5=1（左旋） ，Z6 =25，Z7 =10， Z8=40，n1 =100rpm，n7 =100rpm 方向如图。求： n6=？并将方向标在图上？（10 分） 七、机器主轴在稳定运动循环中，等效阻力矩 Mr 曲线如图所示，等效驱动力矩 Md 为常数。主轴的平 均转速为 nm=760rpm，要求不均匀系数δ≤0.05。求：装在主轴上的飞轮转动惯量 JF=?主轴的ωmax =?ωmin =? 各出现在何位置上(10 分) 八 、已知图示的凸轮机构。在图上标出：1）基圆半径 r0；2）图示位置的位移 s 和压力角α；3）从动 件的升程 h 和推程运动角δ0；4）说明从动件导路偏置的方位是否有利于机构传动？为什么？（10 分）
C
四、1）n=5，Pl=7，Ph=1，F=0； 2）此机构的 C 点在结构上不合理， 应在 C 点结构中进行该进，改进
D O2 B
E 齿轮
改进后机构的自由度如下： n=6，Pl=8，Ph=1，F=1。
ST
±e
后的机构图如图 9.2 题所示。
O1 A 图 9.2 题
六、n6=17(逆)
， 七、Md=275（Nm） ，ΔWmax=358.71（Nm） JF=1.134（kgm ） ，ωm=79.55（1/s） ，
2、用范成法加工齿轮时，有时刀具顶部将被加工齿轮根部渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为根 切。根切产生的原因是刀具的齿顶线（齿条型刀具）或顶圆（齿轮插刀）与啮合线的交点超过了被切轮齿 的啮合极限点。 3、槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构和凸轮机构。曲柄滑块机构、牛头刨床机构、齿轮齿条机 构和直动从动件凸轮机构。 4、
M （Nm） 600 A 5 B 1 2 6 P E 4 D 2 1 3 C 图 9.6 B
Mr
ST
3 C Ο1 ω1 4 图 9.5 Q 图 9.8
ω1
A
200
0 π/2 3π/4 π 2π
ϕ
图 9.4
图 9.7 九、 下列两题任选一题。 （10 分） 1、图 9.6 所示为一压水井机构。已知机构位置和各部分尺寸，接触面的摩擦系数为 f，A、B、C 处的 虚线圆为摩擦圆。P 为驱动力，Q 为阻力。画出图示位置各构件中总反力的作用线位置和方向。要求写出 各构件的力平衡方程式。 2、已知图 9.7 所示机构的位置、尺寸，ω1为常数。试用矢量方程图解法求 E 点的速度和加速度 vE=？ a E=？要求列出矢量方程，画出速度和加速度矢量图。比例尺任选。
2
KU
五、1）r1=75= r1′，取 x1=xmin=2/17，s1=16.56，ha1=11.17，hf 1=11.32，ra1=86.17，rf1=63.68； α 2）s2=15.7，ha2=10，hf 2=12.5； 3)L=75.12。
s
h
δ0
δ
ωmax=81.54（1/s） ，在ϕ=0.5π 处， ωmin=77.56（1/s） ，在ϕ =0.9525π 处。 八、解：1） 、 2）和 3）的图解见图 9.5 题； 4）由公式 tan α =
十、 设计一铰链四杆机构。已知：机构的行程速比系数 K=1.4，机架长 lAD=120mm，曲柄 lAB=20mm， 曲柄的第二个极限位置 AB2 与机架夹角ϕ=450，曲柄逆时针转动。机构位置如图 9.8 所示。试用图解法确 定摇杆 lCD=？连杆长度 lBC=？（图中比例 µ l =0.001m/mm）(10 分）