北航机械方案期末试卷附标准答案

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1、北京航空航天大学2011－2012学年第二学期期末《机械原理》A卷评分标准2012年6月5日11班级__________学号__________姓名__________成绩__________矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。《机械原理》期末考试卷注意事项：1、请将解答写在试卷上；2、草稿纸上的解答不作为批改试卷的依据；3、图解法解答请保留作图过程和作图辅助线。题目：一、机构自由度计算…………………………………………………………(14分)二、机构运动分析……………………………………………………………(14分)三、连杆机构设计……………………………………………………………(15

2、分)四、凸轮机构…………………………………………………………………(14分)五、齿轮机构…………………………………………………………………(15分)六、轮系………………………………………………………………………(14分)七、机械系统动力学…………………………………………………………(14分)11一、计算图示运动链的自由度。若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须指出。（已知ABCD和CDEF是平行四边形。）聞創沟燴鐺險爱氇谴净。共14分F处为复合铰链（2分）I（或J）为虚约束（1分）CD（或AB）为虚约束（2分）滚子K处为局部自由度（1分）（5分）（3分）二、在下图

3、所示的机构中，已知原动件１以等角速度w1沿逆时针方向转动，试确定：（1）机构的全部瞬心；（2）构件3的速度v3（写出表达式）。11共14分（1）该机构有4个构件，所以共有6个瞬心。通过直接判断，可以得到瞬心P14、P24和P34的位置，如习题2-21解图所示。（3分）残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。依据三心定理，瞬心P12应位于P14和P24的连线上；另外，构件1和2组成高副，所以瞬心P12还应位于构件1和2廓线在接触点处的公法线nn上，这样就得到了瞬心P12的位置，如下图所示。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。同理可得到瞬心P23。再应用三心定理，就可以求得瞬心P13。（6分）（2）

4、因为构件1的运动为已知，而要求的是构件3的速度，所以应用瞬心P13来求得构件3的速度为，方向向上。（5分）三、试用图解法设计一曲柄摇杆机构ABCD（其中AB为曲柄）。已知连杆BC的长度，当机构处于一个极限位置时，连杆处于B1C1（图中S1位置），请确定A、D铰链点的位置，并使机构满足以下条件：（1）当机构处于另一个极限位置时，连杆处于S2这条线上；（2）机构处于S2位置时，其压力角为零，如下图所示（保留作图线，并简要叙述作图步骤）彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。11共15分作图步骤：（1）延长S2与S1相交于A点，A点即为曲柄的固定铰链点（3分）（2）以A为起点，在S2上截

5、取AB2=AB1，得B2点（3分）（3）截取B2C2=B1C1，得C2点（3分）（4）作C1C2的垂直平分线nn，D铰链点应在nn线上（3分）（5）机构处于S2极限位置时，其压力角为0.故作DC2^B2C2交nn于D，D铰链点即为摇杆的固定铰链点。（3分）謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。四、试在图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中，（1）画出凸轮基圆；（2）标出从动件与凸轮从接触点C到接触点D时，该凸轮转过的转角j；（3）标出从动件与凸轮在D点接触的压力角a；（4）标出从动件从最低位置到在D点接触时的位移s。11共14分基圆如图（3分）厦礴恳蹒骈時盡继價骚。j如图示（5分）

6、茕桢广鳓鯡选块网羈泪。a如图示（3分）鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。s如图示（3分）作图结果如下图所示。五、在题图所示的齿轮减速器中，已知两齿轮为用范成法加工的渐开线标准直齿圆柱齿轮，标准安装，传动比i12=2，模数m=5mm，齿顶高系数=1.0，压力角a=20°，箱体内壁的宽度W=270mm，高度H=185mm。试设计这两个齿轮，求出：籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。11（1）齿轮的齿数z1和z2；（2）按标准中心距安装，试画出两齿轮的啮合图，并在图中标出起始啮合点B2，终止啮合点B1，实际啮合线B1B2；（3）求出两齿轮啮合的重合度ea的大小。共15分（1）减速器在宽度方向应满

7、足：（4分）即（1分）考虑加工时齿轮不产生根切，则：（1分）所以得，（2分）减速器在高度方向应满足：（1分）11满足高度方向的要求。（2）齿轮的基圆半径rb1和rb2（要求通过作图求解）127.5mm42.5mm83mm39.94mm79.87mm（4分）預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。（3）两齿轮啮合的重合度ea的大小。（2分）六.在下图所示轮系中，已知各轮齿数为Z1=99，Z2=100，Z2'=101，Z3=100，Z3'=18，Z4=36，Z4'=14，Z5=28，A轴转速为nA=1000r/min，转向如下图，求B轴的转速nB，并指出其转向。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1

8、1共14分