西南交通大学机械原理2003—2004 学年(1)学期考试试卷及答案

西南交通大学2003—2004学年（1）学期考试试卷

课程名称 机械原理 （A ） 成绩 班级 学号 姓名

一、 （10分）图示为一个连杆机构的示意图，已知,30mm l AB =mm l BC 50=，mm l CD 70=,mm l AD 85=主动构件1以1ω匀速单向转动，机构的运动输出构件为滑块F 。

1．说明其中的四杆机构ABCD 是否

为曲柄摇杆机构；

2．检验机构是否有急回作用；

3．如果已知机构中所有构件的杆长

和所有固定铰链点的坐标。现要确

定构件5的运动，试按求解顺序写

出求解的位置方程，并说明如何求

解速度和加速度；

二、（16分）图示为一对标准渐开线正常直齿圆柱齿轮传动的啮合图(a)，已知齿轮传动的模数mm m 5=，压力角o 20=α，两个齿轮的齿数相同，且为标准安装，齿轮1为主动轮。

1．标出齿轮1的转向、齿轮1的节圆半径'1r 和齿轮传动的啮合角'α；

2．如果当齿轮齿顶圆恰好彼此通过对方的极限啮合点时，齿轮传动的重合度为1.7378，试确定这对齿轮传动的齿数；

(b)

3．齿轮是否发生根切，为什么？

4．指出这对齿轮传动的主要缺点和存在的问题；

5．如果取齿轮1为运动等效构件，其运动为周期性速度波动，等效阻动力矩r M 在一个运动周期中2л的变化如图（b ）所示，等效驱力矩d M 为

常数，齿轮1的平均角速度min 620r ，系统许用运转不均匀系数01.0=δ。试求安装在齿轮1轴上的飞轮的转动惯量F J （不计其余构件的转动惯量）。

三、 （12分）图示双滑块机构。

1．确定出构件2与机架4之间的速度瞬心

P 24。

2．机构的受力和运动情况如图所示，机构

出现死点位置时，角度α为多少？

3．设计一个与图示机构结构不同的机构，

但可以实现与图示机构相同的运动变换

关系（即：将一个构件沿y 方向的移动

转变为另一个构件沿x 方向的移动）。请

画出您所设计机构的示意图；

四、（25分）图示为一个滚子直动从动件盘形凸轮机构，机构的基圆半径为0r ，滚子半径为r r ，偏距为e 。从动件推程的运动规律为等速运动规律，回程的运动规律为等加速等减速运动规律。

1．试根据给出的从动件的位移线图，画出从动件的速度和加速度线图的示意图；

2．判定机构存在什么样的冲击；

3．图中所画出的凸轮的基圆半径0r 是否正确？

4．写出推程凸轮理论廓线的方程式，并说明如何得到凸轮的实际廓线方程式；

5．标出凸轮廓线上标号为“9”的点对应的凸轮机构的压力角，如果凸轮的压力角α大于许用压力角][α，提出改进设计的措施。

五、（12分）图示轮系。

1．确定当齿轮A 的转向如图所示，

min /300r n A =时，构件H 转速的大

小和方向；

2．若机构中存在复合铰链、局部自由度

和虚约束，请予以指出；

3．为了提高轮系的承载能力，在构件H

上再加两个与齿轮E 完全相同的齿

轮。问这三个齿轮应当如何安装布置

才能使构件H 的转轴上没有

惯性力的影响，请说明理由。

六、（10分）有一个学生想设计

一个贴天花板的储存箱，当要向

储存箱内放东西的时候，将储存

箱放下来，放完东西后，将储存

箱贴在天花板上。他提出了一个

利用铰链四杆机构的设计方案，

如图所示。

1．如果采用图示方案，简要说

明设计该机构中各个构件的

杆长的过程、方法；

2．说明应该检验哪些条件；

3．请帮助他解决机构的操纵、

控制和储存箱的锁紧定位装

置的设计问题，要求操作方

便。

七、（15分）图示为螺旋千斤顶

的机构结构图。设计要求是①当

转动螺杆1时，螺母2、3可以

迅速地聚拢或分离；②螺旋副A

不计其他运动副中的摩擦，为达

到这样的设计要求，问：

1．螺旋副A 、B 的旋向应当相同

还是相反？

2．螺旋副的升角λ应当满足什

么条件？设螺杆1与螺母2、3

之间的当量摩擦系数为V f ；

3．如果起升重量是Q ，如何计算

应当加在螺杆1上的力矩。