北京信息科技大学卡考试试题附答案

北京信息科技大学2005~2006学年第二学期机械原理（课程名）期末考试试卷(A 卷) （闭卷） 一、填空选择题（共18分）1、(2分)对于绕固定轴回转的构件，可以采用 的方法使构件上所有质量的惯性力形成平衡力系，达到回转构件的平衡。

2、(2分)渐开线圆锥齿轮的齿廓曲线是 ，设计时用 上的渐开线来近似地代替它。

3、(2分)斜齿圆柱齿轮的重合度将随着 和 的增大而增大。

4、（4分）在图示a 、b 、c 三根曲轴中，已知44332211r m r m r m r m ===，并作轴向等间隔布置，且都在曲轴的同一含轴平面内，则其中 轴已达静平衡， 轴已达动平衡。

5、（2分）反 行 程 自 锁 的 机 构， 其正 行 程 效 率 ， 反 行 程 效 率 。

A) η＞;1B) η=1; C) 01＜＜;η D) η≤0; 6、 (3分)图 示 轴 颈1 在 驱 动 力 矩d M 作 用 下 等 速 运 转，Q为 载荷， 图 中 半 径 为ρ的 细 线 圆 为 摩 擦 圆，则 轴 承2作 用 到 轴颈1 上 的 全 反 力21R应 是 图 中 所 示 的 作 用 线。

1) A ； 2) B ； 3) C ； 4) D ； 5) E7、(3分)下图两对蜗杆传动中，a 图蜗轮的转向为 。

b 图蜗杆的螺旋方向为 。

(请将所有答案写在答题纸上) 二、（10分）试求图示机构的自由度，进行高副低代和结构分析，并判别机构级别。

三、（10分）图示为一铰链四杆机构的运动简图、速度多边形和加速度多边形。

要求：(1)根据两个矢量多边形所示的矢量关系，标出多边形各杆所代表的矢量，并列出相应的矢量方程；(2)求出构件2上速度为零的点以及加速度为零的点。

四、（12分）在图示铰链四杆机构中，已知各构件的长度25=AB l mm ，55=BC l mm ，40=CD l mm ，50=AD l mm 。

（1）问该机构是否有曲柄，如有，指明哪个构件是曲柄；（2）该机构是否有摇杆，如有，用作图法求出摇杆的摆角范围；（3）以AB 杆为主动件时，该机构有无急回性？用作图法求出其极位夹角θ，并计算行程速度变化系数K ；（4）以AB 杆为主动件，确定机构的max α和min γ。

五、（10分）如图所示，用一个偏心圆盘作凸轮，绕A 轴转动，该圆盘的几何中心在O 点。

（1）为减小从动件在推程中的压力角，试确定凸轮的合理转向；（2）该图是按比例画出的，试在该图上确定凸轮从图示位置转过90时的机构压力角α，并注明构成α角的两矢量（如v 、F n 或n-等）的物理含义，并标出从动件位移量s 。

六、（16分）在图示行星轮系中,已知：461=z ,142=z ,143=z ,444=z 各轮的模数m =4mm ，行星轮轴线与中心轮轴线之间的距离=120mm 。

试求： (1)指出1、2轮的传动类型，并说明理由； (2)按不发生根切的条件定出1x ,2x 的大小； (3)计算1、2两轮的齿顶圆半径1a r ,2a r ； (4)指出3、4两轮的传动类型，并说明理由。

七、（12分）图示为卷扬机传动机构简图，已知各轮齿数：z z z z 123318193935====,,,,'z 4130=,z z z 456183078',,,===试计算确定： （1）传动比i 16=？（2）当n 1500= r/min 时，n 6=?,并确定转动方向。

（3）由于工作需要从轴5输出运动，试确定n 5=?,并确定转动方向。

八、（12分）一机器作稳定运动，其中一个运动循环中的等效阻力矩r M 与等效驱动力矩M d 的变化线如图示。

机器的等效转动惯量J =1kg ⋅m 2，在运动循环开始时，等效构件的角速度ω0=20rad/s ，试求： (1)等效驱动力矩M d ；(2)等效构件的最大、最小角速度max ω与min ω；并指出其出现的位置；确定运转速度不均匀系数； (3)最大盈亏功max W ∆;(4)若运转速度不均匀系数0.1= δ，则应在等效构件上加多大转动惯量的飞轮？《机械原理》试题A 答案一、填空题（每空2分，共10分） 1、重新调整构件上各质量的大小和分布 2、球面渐开线；当量齿轮 3、齿数；齿宽 4、a, b, c ; c 5、c ；d 6、c7、逆时针；右旋二、总分：10分。

(1)4分；(2)2分；(3)4分 (1)计算自由度F n p p =--=⨯-⨯-=32342511L H (2)高副低代，机构简图见图a 。

(3)结构分析(图b)该机构为Ⅱ级机构。

三、总分10分。

(1)6分；(2)4分 (1)CBB C v v v +=，t n t n CB CB B C C Ca a a a a a ++=+=，v pb B v =μ，v pc C v =μ，v bc CB v =μa b B a =πμ '，a bn CB a n =''2μ，a n c CB a t =2''μ，a n C a n=πμ3'，a n c C a t =3''μ，a c C a =πμ ' (2)∆BCE ∆bcp ，得E 点，vE =0；∆BCF ∆bc ''π，得F 点，a F =0四、总分12分（1）l l l l AB BC min max +=+=80mm 其它二杆之和l l AD CD +=90mm即l l min max +<其它二杆之和，且连架杆l AB 为l min 。

该机构为曲柄摇杆机构。

有曲柄，即AB 杆为曲柄。

（3分）（2）该机构为曲柄摇杆机构，故有摇杆。

摇杆摆角范围ϕ=90。

（3分） （3）有急回性，且θ=30，故K =+-=+-=()()()().180180180301803014θθ。

（3分）（4）αmax 或γmin 发生曲柄与机架两次共线的位置，作其二位置AB 'C 'D 和AB "C "D ， 由图得αmax 或F n 发生在AB "C "D 位置处故量得：αmax =60 γmin =30（3分）五、总分10分。

(1)4分；(2)6分(1)为减小从动件在推程中的压力角，凸轮应逆时针转动。

(2)以O 点为圆心，以R +r r 为半径作理论轮廓曲线β，它与从动件的导路线交于B 0，B 0即为滚子从动件的起始位置。

再以L AB0为半径，以为A 为圆心画凸轮的基圆。

以A 为圆心，以偏距e 为半径作偏距圆，K 0为从动件导路线与偏距圆的切点。

沿(-ω)方向作∠K 0AK =90︒。

过偏距圆上的K 点作偏距圆的切线KB 与凸轮的理论轮廓曲线β相交于B 点，过B 引直线OB 即代表从动件的法向力F n 的作用线，而KB 代表从动件的速度方向线，故OB 与KB 的夹角α即为所求之压力角。

KB 与基圆的交点C 相当于滚子中心的初始位置，所以线段CB 即为从动件的位移s 。

六、总分16分；(1)a m z z 12122446142120=+=⨯+=()()mm可见'=a a 12z z 2<min故1，2两轮应为等变位齿轮传动。

（4分）(2)x 217141701765≥-=(). 取x 2018=.x 1018=-. （4分） (3)r mzh m xm a a *(.).11122446210189528=++=⨯+-=mm r m z h x a a *()(.).2222414210183272=++=⨯++=mm （4分）(4)a m z z 34342414442116=+=⨯+=()()mm <'=a 120mm故3，4两轮应为正传动。

（4分） 七、总分12分1)i n n n n z z z z HH H 1414234131391301835805=--=-=⨯⨯=().'i n n n n n n H 14616466=-- =i n n z z 464664781843''.==-=-=- n i n n 4466643==-'. n n n n i nn 16661616438054167---===-...(6分)2)n n i 6116500416712==-=-.r/min与构件1的转向相反。

(3分)3)i n n z z 5656657830===n i n 5566783012312==⨯-=-().r/min与构件6的转向相同。

(3分)八、总分：12分。

(1)2分；(2)(a)2分；(b)2分；(c)2分；(3)2分；(4)2分 (1)设起始角为0︒，252100/d =⎪⎭⎫ ⎝⎛2⨯=ππM N ⋅m(2)最大角速度在ϕ=π处，最小角速度在ϕ=32π处。

(a)求()()22max 0r d max 21:ωωϕωπ-=-⎰J d M Mωmax 2222520=⨯+π ωmax .=236rad/s(b)同理()22min 202/75252+-⨯=ππωωmin .=179rad/s()75.2021min max m =+=ωωωrad/s (c)δ=-=23617920750275....(3)∆W max..=⨯==253237511781ππJ (4)J F ....=⨯-=11781207501117362kg ⋅m 2机械原理试卷（B ） 一、填 空 题 （8分）（将 正 确 的 答 案 填 在 题 中 横 线 上 方 空 格 处）。

1、(4分)凸轮机构中的从动件速度随凸轮转角变化的线图如图所示。

在凸轮转角 处存在刚性冲击，在 处，存在柔性冲击。

2、(4分)在下图两对蜗杆传动中，a 图蜗轮的转向为 。

b 图蜗杆的螺旋方向为 。

二、是非题（用“Y”表示正确 ，“N”表示错误填在题末的括号中）。

(每小题2分, 共6分)1、用齿轮滚刀加工一个渐开线直齿圆柱标准齿轮，如不发生根切则改用齿轮插刀加工该 标准齿轮时，也必定不会发生根切。

- - - - - - - - -( ) 2、 机 器 稳 定 运 转 的 含 义 是 指 原 动 件(机 器 主 轴) 作 等 速 转 动。

- - - - - - - - - - - - - （ ）3、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 。

- - - - ( )三、试求以下各题 。

(本大题共2小题，总计30分)1、(本小题15分)如 图 所 示 为 一 对 外 啮 合 渐 开 线 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动，ω1、ω2分 别 为 主 动 轮1 和 从 动 轮2的 角 速 度，r b 1、r b 2为两 轮 的 基 圆 半 径；r a 1、r a 2为 两 轮 的 顶 圆 半 径，r 1'、r 2'为 两 轮 的 节 圆 半 径。