西南交通大学2003—2004(1)机械原理A期末答案.doc

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1、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，,主动构件1以匀速单向转动，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；(a)(b)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，压力角，两个齿

2、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的节圆半径和齿轮传动的啮合角；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；3．齿轮是否发生根切，为什么？1．指出这对齿轮传动的主要缺点和存在的问题；2．如果取齿轮1为运动等效构件，其运动为周期性速度波动，等效阻动力矩在一个运动周期中2л的变化如图（b）所示，等效驱力矩为常数，齿轮1的平均角速度，系统许用运转不均匀系数。试求安装在齿轮1轴上的飞轮的转动惯量（不计其余构件的转动惯量）。三、

3、（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P24。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，滚子半径为，偏距为。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

4、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，如果凸轮的压力角大于许用压力角，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，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

5、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、B能够自锁。如果只考虑螺

6、旋副中的摩擦，而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；3．如果起升重量是Q，如何计算应当加在螺杆1上的力矩。一．解：1.最短杆――连架杆AB最长杆――AD杆Lmin+Lmax=30+85=115<其余两杆长度之和=50+70=120mm∴四杆机构ABCD是曲柄摇杆机构。杆AB为曲柄。2.作图：lAD=85mmlC1D=lC2D=70mmAC1=lBC–lAB=50-30=20mmAC2=lBC+

7、lAB=50+30=80mm作图得极位夹角θ>0∴四杆机构ABCD有急回作用。3.1)xB=lABcosφ1yB=lABsinφ12)由（xC－xB）2＋（yC－yB）2－lBC2=0（xC－xD）2＋（yC－yD）2－lCD2=0解出xC和yC3)由（xE－xC）2＋（yE－yC）2－lCE2=0（xE－xD）2＋（yE－yD）2－lED2=0解出xE和yE4)由（xF－xE）2＋（yF－yE）2－lEF2=0yF=yA解出xF和yF5)以上方程对时间求一阶、二阶导数，得到以B、C、E、F各点速度、加速度为未知数的线性

8、方程组，方程个数等于未知数个数，可解出速度和加速度。二．解：1.齿轮1顺时针转动。1.题设标准齿轮、标准安装，z1=z2,则推论出’==20°a1=a2ra1=ra2且两齿轮其它对应参数都相等，以下省略下标1和2。由题设N1在齿轮2齿顶圆上，又在齿轮2齿廓渐开线上，故a=∠N1O2N2①又由题设2.齿轮发生根切。因为