重庆大学2012-2013(2)机械原理试题A卷

重庆大学 机械原理 课程试卷

2012 ~2013学年 第 二 学期

开课学院： 机械工程 课程号： 11033635

考试日期：2013.06.09

考试方式：

考试时间： 120 分钟

一、平面机构结构分析（15分）

1. 计算图1所示剪切机构的自由度，在图上标注出

复合铰链、局部自由度和虚约束。（5分） 2. 对机构进行高副低代并作机构的结构分析。（8分）

3. 说明为何要在该机构中引入虚约束。（2分） （图中，FE =DC =HG ，FD =EC ，DH =CG ） 图1

二、平面连杆机构分析与设计（25分）

1. 标出图2-1所示机构的所有瞬心。（4分）

2. 画出图2-2

所示机构的最小传动角。（2分） 3. 画出图2-3所示机构的极位夹角。（2分）

图2-1 图2-2 图2-3

4. 在图2-4所示的机构运动简图中，AB ⊥BC ⊥CD ，ω1为常数。试用相对运动图解法求点C 的速度v C 、加速度a C 、构件2的角速度ω2、构件3的角速度ω3、构件2的角加速度ε2和构件3的角加速度ε3。（10分）

图 2-4

命

题人：机械原理教学组

组题人：宁先雄

审题人：秦伟 宋立权 陈同杰 命题时间：

2013.05

教务处制

学院 专业、班 年级 学号 姓名

公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊

封

线

密

5. 已知曲柄摇杆机构摇杆的两个极限位置，机架AD水平布置，K=1.4，如图2-5所示。

试在图上设计该机构，求曲柄长度a和连杆长度b（图上尺寸）。（7分）

图2-5

三、凸轮机构分析（10分）

图3所示凸轮机构的凸轮为一偏心

圆盘。试在图上：

1. 画出偏距圆；（1分）

2. 画出凸轮的理论廓线；（1分）

3. 画出凸轮的基圆；（1分）

4. 画出凸轮从当前位置逆时针转过90︒时

从动件位移s和机构压力角α；（4分）

5. 画出从动件升程h；（1分）

6. 在图中标出推程角Ф和回程角Ф'。（2

分）

图3

四、齿轮机构参数计算（10分）

一对渐开线外啮合正常齿制圆柱齿轮，已知z1=30，z2=100，标准模数为2mm，标准压力角为20°。

1. 若为标准直齿轮，试求r2、r a2、r b2和a；（4分）

2. 若为标准直齿轮，以中心距a'=132mm安装，有何不妥？（2分）

3. 若为变位直齿轮，以中心距a'=132mm无侧隙安装，求啮合角α'。（2分）

4. 若为标准斜齿轮，以中心距a=132mm无侧隙安装，求螺旋β。（2分）

五、轮系传动比计算（15分）

图5所示轮系，2为3头左旋蜗杆，设n1=60 r/min，n2=1200

r/min，转向如图所示。各圆柱齿轮均为零传动类型，已知z1=60，

z3=120，z3'=140，试求：

1. 齿轮4的齿数z4？（3分）

2. 当蜗杆2静止不动时，n H的大小和方向？（5分）

3. 当n1、n2同时运动时，n H的大小和方向？（7分）

图5

C C

六、机械动力学（25分）

1. 在图6-1所示曲柄滑块机构中，P为驱动力，Q为阻力，移动副的摩擦角为φ，图中

回转副处小圆摩擦圆，作考虑摩擦的机构静力分析。（共10分）

（1）在图6-1a上作出各力的作用线并标注；（4分）

（2）写出构件3和构件1的力平衡方程式；（2分）

（3）在图6-1b中，力P已按比例绘出，试在图6-1b上作出构件3和构件1的力多边形。（4分）

（a）（b）

图6-1

2. 牛头刨床机构如图6-2a所示。设l AB=50mm，l CD=360mm，l AC=250mm，曲柄额定转

速n1=60 r/min，在曲柄转过π/3≤φ≤2π/3时，刨刀的切削速度v可近似看作常数，v的大小按最大切削速度计算，切削阻力Q=1000N，其余曲柄转角范围Q=0。（共15分）（1）以曲柄为等效构件，在图6-2b上作出等效阻力矩M vr的线段；（5分）

（2）设作用在曲柄上的驱动力矩为常数，求该等效驱动力矩M vd，并在图6-2b上作出，标出机器作盈功和亏功的区域（盈功标“＋”、亏功标“－”）。（5分）

（3）若只考虑等效转动惯量中的常数部分，J C=24kg.m2，设许用运转不均匀系数[δ]=0.05，求应加在等效构件上的飞轮转动惯量J F。（5分）（提示：（1）当曲柄转角φ=90°，刨刀具有最大切削速度；（2）

F C

22

900[]

[]

W

J J

nπδ

=-）

（a）（b）

图6-2