2机械原理考试试题（卷）与答案解析

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1、试题1一、填空题（每空2分，共20分）1、两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。2、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点：啮合性能好，重合度大，结构紧凑。二、简答题（15分）1、何谓四杆机构的“死点”？答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0，主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为死点。2、用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？答：出现根切现象的原因：刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m）超过了被切齿轮的啮合极限点N

2、1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。避免根切的方法：a)减小齿顶高系数ha*b)加大刀具角αc)变位修正三、计算题（45分）1、计算如图1所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2）a图1bABCDABCDEFG小题a：其中A、B处各有一个转动副，B处有一个移动副，C、D处的移动副记作一个移动副。即；所以该机构自由度为：小题b：其中A、B、C、G、H处各有一个转动副，F处为复合铰链有两个转动副，B处有一个局部自由度，D、E处的两个移动副记作一个移动副。即；所以该机构自由度为：1、如图2所示机构中，各尺寸为：lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50mm，l

3、DE=40mm，曲柄以等角速度ω1=10rad/s运动，试用图解法求机构在时，点D和E的加速度，以及构件2的角速度和角加速度。（15分）图2BA1Dω1E234图c图b图a解：以μl=0.0025m/mm作机构的位置简图，如图a所示。此机构中构件2和摇块3组成移动副，且构件2作平面一般运动，选C（C2和C3）为重合点，则Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0,ω3=ω2，α3=α2。i.速度分析取μv=0.005m·s-1/mm作上式的速度图（图b），再根据速度影像原理得点d及e。i.加速度分析以μa=0.04m·s-2/mm作加速度图（图c），再加速度影像原理得点d’

4、和e’，由图可得：3、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。已知z1=18，z2=36，模数m=3，压力角α与齿顶高系数为标准值，试求：（10分）1)该圆柱齿轮机构的传动比i122)两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆上齿厚3)求两轮的中心距答：a)该圆柱齿轮机构的传动比b)两轮的分度圆直径：齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径：分度圆上齿厚：a)两轮中心距：一、设计题（10分）设计一导杆机构，已知机架长度100mm，行程速比系数K=1.5。（要求保留作图轨迹，以及必要的文字说明）解：导杆机构的极位夹角根据导杆机构的特性知：；其中为导杆的摆角作图步

5、骤：a)作b)作的角平分线，在该线上取（即机架长度）c)过A点作导杆任一极位的垂线AC1（或AC2），其即为曲柄，故试题2二、简答题（每小题5分，共25分）3、机械的“平衡”与“调速”都可以减轻机械中的动载荷，但两者有何本质区别？答：1)机械平衡是通过消除或减小惯性力和惯性力矩来减轻机械中的动载荷。2)调速是使机械的运动避开其共振区域，从而减小轴的挠度，获得减轻机械中动载荷的目的。4、简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优缺点？答：优点：（1）啮合性能好：逐渐啮入，逐渐啮出，传动平稳，噪音小。（2）重合度大：降低每对齿轮的载荷，提高承载能力。（3）结构紧凑：避免根切的最小

6、齿数小。缺点：运转时有轴向力。三、计算题（共45分）ABCDHGFE2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度.答：见图所示。活动构件n=7；低副pl=10；所以机构的自由度为3、试求机构在图示位置的全部瞬心。(5分)ABCP12123P13P23答：A点为P13；B点为P12；P23由三心定理求得，见图。4、在图示导杆机构中，，曲柄AB以等角速度转动，试用相对运动图解法求构件3的角速度和角加速度。(15分)ACB2341解：以μl=0.001m/mm作机构的位置简图，如图a所示。a)速度分析求（方向垂直AB转向同ω1）求取μv=0.01m·s-1/mm作上式的速度图

7、（图b）a)加速度分析以μa=1m·s-2/mm作加速度图（图c）1254H32’5、图示轮系中，已知：。试求传动比i41。（10分）答：（1）（2）由式1、2联立可得：四、设计题（10分）如图所示，设已知破碎机的行程速比系数K=1.2，颚板长度，颚板摆角，曲柄长60mm。试设计该四杆机构。解：作图步骤：a)由给定的行程速比变化系数K，得曲柄摇杆机构的极位夹角a)作出摇杆两个极限位置C1D和C2D，使b)连接C1、C2，并作C1M垂直于C1C2。c)作，N与M相交于P点，由图可见，。d)利用余弦定理求AC1（令为x）量得代入求得连杆的长度