机械原理试卷2答案

《机械原理与设计》（一）（答案）

班级： 姓名：

一 二

三

四

五

六

七

八

九

总分

一、计算图示机构的自由度自由度,若含复合铰链, 局部自由度或虚约束请明

确指出,并说明原动件数是否合适。（10） 解:

7=n ,9=L P ,1=H P

自由度:21927323=-⨯-⨯=--=H L P P n F

二、用速度瞬心法求出图示机构C 点的速度方向。（10）

解:

等宽凸轮

复合铰链

虚约束

46P 56

P 34

P 35

P 36

P

90v

三、破碎机原理简图如图所示.设要破碎的料块为圆柱形,其重量忽略不计, 料块和动鄂板之间的摩擦系数是f .求料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角α应

多大?。（10）

解：

不考虑料块的重量时，料块的受力方程为： ϕϕαcos )-cos(21F F =

ϕϕαsin )-sin(21F F ≤

式中：f arctan =ϕ 联立两个方程得：

ϕϕαtan )-tan(≤

ϕϕα≤-

料块被夹紧又不会向上滑脱时鄂板夹角α应为:

ϕα2≤

四、图示凸轮机构中, 凸轮廓线为圆形,几何中心在B 点.请标出:（10） 1）凸轮的理论廓线； 2）凸轮的基圆； 3）凸轮机构的偏距圆；

4）凸轮与从动件在D 点接触时的压力角；

5）凸轮与从动件从在C 接触到在D 点接触时凸轮转过的角度。

2F 1

F

ϕϕ

α

ϕ+- 90

解：

凸轮与从动件在D 凸轮与从动件从在C 接触到在D 点接触时凸轮转过的角度为:ψ

五、图中给出了一对齿轮的齿顶圆和基圆，轮1

为主动轮且实际中心距大于标准中心距，试在此图上画出齿轮的啮合线，并标出：极限啮合点N 1、N 2，实际啮合的开始点和终止点B 2、B 1，啮合角'α，节圆并说明两轮的节圆是否与各自的分度圆重合。（10） 解：

六、在如图所示轮中，已知各轮齿数及齿轮1Z 的角速度1ω，求齿轮1Z 与系杆H 的传动比11?H

H

i ωω==（12）

解：该轮系可视为由1z '、5z 、4z '、H 组成的差动轮系和1z 、2z 、3z （3z '）、4z 组成的定轴轮系，将差动轮差封闭而构成混合轮系。 在1

z '、5z 、4z '、H 组成的差动轮系中， 1

4

4141z z ωωωωi H H H ''-=-'-'='

' 在1z 、2z 、3z （3z '）、4z 组成的定轴轮系中， 341341

14z z z z ωωi '⋅-==

14

33

14z z z z ωω'-

= 由轮系的简图可知：11

ωω='，44ωω=' 于是 431431

4341

1

1z z z z z z z )z z z (ωωi H H ''-''+'==

七、现有一薄壁转盘其质量为m ,经静平衡试验测定其质心偏距为r ,方向如图所示垂直向下，由于该回转平面上不允许安装平衡质量，只能在平面I 和II 上进行调整，试求在平衡基面I 和II 上的平衡质径积][mr 及其方向。（10）

解：根据动平衡的平衡条件，有 在平衡基面I 上：

b mr a b mr ⨯=-⨯-)(][I 故有：mr a b b

mr ⨯--

=)

(][I 方向向上， 在平衡基面II 上：

a mr a

b mr ⨯=-⨯-)(][II 故有：mr a)

(b a

mr ⨯--

=II ][ 方向向下。 八、已知机组在稳定运转时期的等效阻力矩的变化曲线M r -ϕ如图所示，等效驱动力矩为常数M d =19.6 N.m ,主轴的平均角速度m ω=10rad/s . 为了减小主轴的速度波动，现装一个飞轮，飞轮的转动惯量J F =9.8kg.m 2

,(主轴本身的等效转动惯量不计)，试求，运转不均匀系数δ。（10）

π⨯⨯=

⨯max r d M πM 2

2 (Nm)47861944..M M d max r =⨯==

最大盈亏功为:min max max E E W -=Δ r M 的变化规律为：

⎪⎩

⎪⎨⎧≤≤+-=≤≤-=π

.π.M ππ .π.M r r

23

223581562 47881563333φπφφφ 求出点a 和点b 的横坐标 点a 的横坐标：πφ8

53= 点b 的横坐标：πφ811

3=

设在点O 系统的动能为：0E

在点a 系统的动能为：πππ025112

)

21

85(61900.E .E E a +=+⨯+

= 在点b 系统的动能为：

ππππ02511E 05222

)85811(

)619478(0..E ..E E a a b -=-=-⨯--

=

最大盈亏功为:(J)0522Δ.E E E E W b a min max max =-=-= 由：max

2

()

m F W J J δω∆=

+ 其中：设0=J ，代入已知数据， 022508

91005

222...=⨯=

δ