机械原理试题和答案

《机械原理》试卷（1）答案

一、填空题（每小题2分共20分）

8、推动力与从动件被推动点速度间的所夹锐角称为凸轮机构的压力角，其值越小，则传动越好。

9、刚性转子的静平衡条件是ΣF=0。

10、行星轮系的自由度为 1 。

二、选择题（每小题2分，共20分）：

4、一对渐开线圆柱直齿轮正确啮合条件是使两轮的（C）分别相等。

A. 分度圆半径和模数

B. 压力角和分度圆半径

C. 压力角和模数

D. 齿顶圆半径和分度圆半径

5、基本周转轮系中，若无固定中心轮，则此轮系称为（B）

A．定轴轮系；B．差动轮系；C．行星轮系。

6、以m n和m t分别表示一个斜齿圆柱齿轮的法面和端面模数，则（C）

A、m n=m t ； B 、m t＜m n； C m n＜m t

7、对于动平衡的回转件，则( A )

A 、一定是静平衡的；

B 、不一定是静平衡的；

C 、必定不是静平衡的。

8、螺纹的自锁条件（ A ）（其中α为螺旋角，φ为摩擦角）

A 、α≤φ；

B 、α≥φC、不能确定。

9、铰链四杆机构ABCD中，AB为曲柄，CD为摇杆，BC为连杆。若l AB=30mm，l BC=70mm，l CD=80mm，则机架最大杆长为（ C ）

A 、 80mm ；

B 、 150mm ；

C 、 120mm。

10．凸轮机构从动件采用等速运动规律时（ B ）

A 、无冲击；

B 、有刚性冲击；

C 、有柔性冲击。

三、简答题（共30分）

1、（9分）图1所示机构中，要求：

（1）判定其有无急回特性，并说明原因；

（2）该机构是否存在死点位置？若存在，试画出其死点位置并标出机构的原动件；

（3）构件1为原动件时，作图标出其最小传动角r min 。

图1

答：（1）无急回特性；

（2）均有死点，机构的极限位置为死点，此时构件3为原动件。

（3）见图。

2、（5分）为了测量和计算方便，通常取圆锥齿轮的那个端面的参数作为标准值？一对圆锥齿轮直齿轮正确啮合的条件是什么？

答：为了测量和计算方便，通常取圆锥齿轮的大端面的参数作为标准值。一对圆锥齿轮直齿轮正确啮合的条件是大端模数和压力角分别相等，且锥距相等。

3、（6分）图2示凸轮机构运动简图中，凸轮为主动件，转向如图2所示，试在图上标出当前位置的压力角，并用作图法求出从动件的行程h。

图2

解：

4、（5分）刚性转子的动平衡条件是什么？

答：刚性转子的动平衡条件是ΣF=0，ΣM=0。

5、（5分）什么叫外啮合渐开线标准圆柱直齿轮的标准中心距a？如何计算？

答：一对外啮合渐开线标准直齿轮，如果安装成分度圆相切的状态，也就是两轮节圆与分度圆相重合，则这种安装称为标准安装，这时的中心距称为标准中心距。

2

)(212121z z m r r r r a +=+='+'= 四、分析计算题（每题10分,共30分）

1、（10分）计算图3示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度、虚约束必须明确指出。

图3

解：有一处复合铰链，一处局部自由度

机构自由度为：F = 3n -( 2P l + P h ) =3×7-（2×9+1）=2

2．（10分）一对按标准中心距安装的外啮合渐开线标准齿轮传动，其中小齿轮已损坏不能使用，而大齿轮则未损坏仍可继续使用，故需重新配置一个小齿轮。今测得两轮轴中心距为a ＝310mm,大齿轮的齿数z 2=100, 齿顶圆直径为d a2=408mm ，压力角为α=20°。试确定小齿轮的基本参数（齿数z 1，模数m ，压力角α，齿顶高系数，顶隙系数c *

=0.25）和分度圆直径d 1、齿根圆直径d f1及基圆直径d b1。

解：由 100

408)(3102)(2*2221==+===+=

z ha z m d m z z a a

得：m=4

Z 1=55

α=20°

)(22055411mm Z m d =⨯=⋅=

)

(2104)25.01(2220*)*(221211mm m h c d h d d a f f =⨯+⨯-=⋅+-=-=)(7.20620cos 220cos 11mm d d b =⨯=⋅= α

3、图4示轮系中，各轮均为正确安装的标准渐开线圆柱直齿轮。已知轮1的齿数z 1=18

，

轮2的齿数z 2=36，1232z z z +=，而轮5的分度圆半径为轮４的两倍。轮１的转速大小为1200r/min ，转向如图所示。求从轮1到轮5的传动比i 15及轮5的转速大小与转向。

图4

解：行星轮系1-2-3-4，902123=+=z z z

618

901111341314=+=+=-=z z i i 对定轴轮系4-5

24

54545-=-=-=d d z z i 12451415-=⋅=∴i i i

min /1001515r i n n -==∴（方向与n 相反）

5、在图示的轮系中，已知各轮的齿数

20,50,40,60,2536421======z z z z z z （右旋），且各轮均为正确安装的标准齿轮，各齿轮的模数相同。当轮1以900r/min 按按图示方向转动时，求轮6转速的大小和方向。（15分） 答：

利用右手定则得：蜗轮转向为：↓

轮6、5、4、3、2组成行星轮系部分；

轮1、2组成定轴轮系部分；

其中行星轮系部分的传动比：

8

54040502004635226263-=⨯⨯-=-=--=z z z z n n n i （1） 定轴轮系部分：

302

60122112====z z n n i （2） 由式1、2与已知参数联立可得：

min /75.486r n =方向与蜗轮相同。

3、已知一渐开线标准外啮合圆柱齿轮机构，其模数mm m 10=，中心距mm a 350=，传动比5/912=i ，试计算该齿轮机构的几何尺寸（各轮的齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿厚）。（10分）

答：

a) 该圆柱齿轮机构的传动比：5

91212==z z i mm z z z z m a 350)(2

10)(22121=+=+= 得：45;2521==z z

b) 两轮的分度圆直径：

mm mz d 250251011=⨯== mm mz d 450451022=⨯==

齿顶圆直径：

mm m h z d a a 27010)1225()2(*11=⨯⨯+=+=

mm m h z d a a 47010)1245()2(*22=⨯⨯+=+=

齿根圆直径：

mm m c h z d a f 22510)25.021225()22(**11=⨯⨯-⨯-=--=

mm m c h z d a f 42510)25.021245()22(**22=⨯⨯-⨯-=--=