重庆大学2011-2012(1)机械原理试题B卷

重庆大学机械原理课程试卷

2011 ~2012学年第一学期

开课学院：机械工程课程号：11033635 考试日期：

考试方式：考试时间：120 分钟

一、平面机构结构分析（15分）

1. 在图1所示机构中，AB⊥AD，AC=BC=CD，原动件为偏心圆盘凸轮，AC杆为输出

构件。计算该机构的自由度，明确指出其中的复合铰链、局部自由度或虚约束；（6分）

2. 画出图1所示机构图示瞬时除去虚约束后的低副替代机构示意图；（3分）

3. 对低副替代机构进行结构分析。要求画出拆分机构后的驱动杆组（原动件和机架）和

基本杆组，并确定机构的级别。（6分）二、平面连杆机构分析与设计（25分）

1. 图2为取比例尺μl画出的某机构运动简图，构件1以角速度ω

1

匀速转动。（13分）

（1）在图上标注出该机构在图示瞬时的压力角α；

（2）该机构在运动过程中，其传动角γ是否变化？

（3）用相对运动图解法求图示瞬时构件3的速度v3（自选速度比例尺μv，列出速度矢

量方程式，并画出速度多边形）；

（4）求该机构构件3的加速度矢量方程式中是

否含有哥氏加速度？

图1

命

题

人

：

机

械

原

理

教

学

组

组

题

人

：

秦

伟

审

题

人

：

宋

立

权

命

题

时

间

：

2011.12

教

务

处

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、

班

年

级

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姓

名

公

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、

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绝

作

弊

封

线

密

图 2

2. 欲设计一夹紧机构（铰链四杆机构），已知连杆BC 的长度l BC =400mm ，它的两个位置如图3所示，现要求到达夹紧位置B 2C 2时，机构处于死点位置，且摇杆C 2D 处于垂直位置。试用图解法求构件尺寸l AB 、l CD 、l AD （直接在图3中作图，保留作图线。图中：μl =0.01m/mm ）。（12分）

三、凸轮机构分析（10分）

图4所示凸轮机构，凸轮为一偏心圆盘轮。

1. 在图中画出凸轮的理论轮廓曲线、基圆和偏距圆，标注出基圆半径r b ；（4分）

2. 画出图示瞬时从动件的位移s 1和机构的压力角α；（2分）

3. 画出凸轮从图示位置沿ω转过30︒时从动件的位移s 2；（2分）

4. 机构中从动件偏置在凸轮转动中心的右侧，说明偏置方位是否正确，为什么？（2分）

四、齿轮机构分析及参数计算（10分）

1. 填空（5分）

渐开线齿轮啮合传动时，其接触点的轨迹称为_____ _；一对齿轮连续传动

的条件是___ ______；

齿条刀具远离被加工轮坯中心，则加工出来的齿轮为_ _____齿轮；

渐开线标准齿轮其分度圆压力角一般为___ ____；一对内啮合的平行轴斜齿圆柱齿轮传动，其正确啮合条件是_____________ _______；

2. 一对渐开线外啮合标准直齿圆柱齿轮，其齿数分别为z 1=30，z 2=60，m =4mm 。（5分） （1）试计算齿顶圆半径r a1、齿根圆半径r f1、基圆半径r b1；

（2）若安装中心距a '=185mm ，计算两齿轮的节圆半径r 1'、r 2'。

五、轮系传动比计算（15分）

图5所示轮系，各齿轮的齿数分别为：z 1=20，z 2=34，z 3=17，z 4=36，z 5=78，z 7＝44，且齿轮5、6、7为同模数标准安装的标准齿轮。 1. 确定z 6；（2分）

2. 该轮系由哪些基本轮系组成？若给定齿轮1的转速n 1，系杆H 的转速n H 是否确定？（3分）

3. 设n 1=100r/min ，确定n H 的大小并说明其与n 1转向是否相同。（10分）

图3

B

2︒

图 4

6

H

图5

5

4

3

2

1

7

重庆大学试卷 教务处07版 第 3 页 共 3 页

六、机械动力学（25分）

图6a 所示发动机配气凸轮机构，M 1为驱动力矩，Q 为气门对摇臂的阻力。图中的细实线圆分别为凸轮1和摇臂2与机架3（图中未示出）组成的转动副的摩擦圆，凸轮1与摇臂2接触点的公法线为N －N ，其摩擦角为ϕ。（10分）

（1）在图6a 上画出图示位置作用在各运动副中的总反力的作用线及其指向，并对总反

力进行标注；

（2）写出构件2的力平衡方程式，以所给出的力Q 的长度为基准，在图6b 上作出构件

2的力多边形。

2. 某机器稳定运转的一个周期内，其

等效阻力矩M vr

随等效构件转角变化的规律如图7所示，设等效驱动力矩M vd 为常量，等效构件的等效转动惯量J v =1.2kg·m 2，平均角速度

ωm =40 1/s 。（

15分）

（1）求等效驱动力矩M vd ； （2）用“＋”和“－”符号在图上标注出等效力矩M v 做盈功和亏功的区域，并确定最大盈亏功max A ∆； （3）取许用速度不均匀系数[δ ]=0.03，

求应安装在等效构件上的飞轮转动惯量J F 。

（a ）

（b ）

图6

ϕ

图7