河南科技大学机械原理期末试卷及答案

1、试卷三（第一页）河南科技大学二00五至二00六学年第一学期期终试卷（A）课程 机械原理 年级、专业 03级机械类各专业 分数_特别提示：所有答案均写在次此试卷上得分一选择题 (每题2分，共20分,把正确选项的序号填在“_”处 ) 1.机构具有确定运动的条件是自由度F0，并且_ 。 F = 1 F1 F = 原动件的数目 2.机械自锁行程的效率_ 。 3.图示四拐曲轴_ 。 静平衡动平衡 既不静平衡又不动平衡 第3题图第4、5题图4.图示铰链四杆机构 ABCD 中，已知各杆长，该机构为_ 。 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 5.图示机构ABCD中，以杆_为主动件，机构有死点位置。 AB B

2、C CD 6.机器中的飞轮能够_ 周期性速度波动。 消除 增大 减小 7.机械系统的等效动力学模型中，等效力矩M e_ 。 产生的瞬时功率等于原系统中相应外力和力矩产生的瞬时功率 等于原系统中的力矩之和 等于原系统中的力和力矩之和 8.反转法设计滚子从动件盘形凸轮机构时， 凸轮的实际轮廓曲线是_ 。 滚子中心的轨迹 滚子圆的包络线 理论轮廓曲线沿导路减去滚子半径后的曲线 9.当齿轮的安装中心距a 大于标准中心距 a 时，其传动比_ 。 增大 不变 减小 10.用齿条形刀具范成法切削直齿圆柱齿轮时，发生根切的原因是_ 。 刀具的齿顶线超过了啮合极限点 被切齿轮的齿数 Z Zmin Z Z min

3、 得分二(7分)试计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、虚约束，须在图中指出。 得分三(7分)图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1在驱动力矩Md的作用下逆时针方向回转，Q为作用在推杆2上的外载荷，试确定各运动副中的总反力(FR31、FR12、FR32)的方位。图中虚线圆 为摩擦圆，摩擦角为。下一页试卷三（第二页）得分四(14分)在图示机构中,已知各杆的尺寸及构件1的角速度为1。(1).只作出构件1、3的速度瞬心P13 ；(2).用相对运动矢量图解法求构件5的速度，要求写出速度矢量方程，并在的基础上作出速度多边形；(3).在机构图上标出的方向，并写出其表达式。 得分五(6分)某机械系统

4、以其主轴为等效构件。已知主轴稳定运转一个周期的等效阻力矩Mer变化规律如图所示，等效驱动力矩Med为常数。试求：(1).等效驱动力矩Med ； (2).最大盈亏功 ；(3).出现nmax的位置。上一页下一页试卷三（第三页）得分六(5分)偏置曲柄滑块机构ABC如图所示。要求： (1).标出图示位置滑块的压力角；(2).画出机构的极位夹角。 得分七(6分)设计一铰链四杆机构ABCD。已知连架杆AB1、AB2与E1D、E2D 两组对应位置如图所示，并要求满足摇杆在C2D时为极限位置。注：保留作图过程线。得分八(8分)图示偏置直动从动件盘形凸轮机构，A点接触为推杆的起始上升位置。要求：(1).标出凸轮

5、的基圆、偏置圆；(2).标出B点接触时推杆的位移 s 、压力角和相对起始上升位置凸轮转过的角度。得分九(4分)在下图中画出齿条型刀具切制齿轮时刀具中线和节线的位置(示意图)。 切制标准齿轮 切制正变位齿轮上一页下一页试卷三（第四页）得分十.(12分)图示两对外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知模数m =5mm ，Z1 =19 ，Z2=83，x1 =0.5，x2=0.5， Z3 =20，Z480 ， 试问： (1).两对齿轮传动的安装中心距 a 和齿轮1、2的啮合角各为多少 ?(2).齿轮3、4应采用何种传动类型；若满足无侧隙啮合传动，则需要的变位系数和 x 为多少 ? (3).若齿轮3、4采用标准斜齿

6、轮传动，标准参数不变，则需要的螺旋角为多大 ? 注： 得分十一.(11分)在图示轮系中,已知各轮齿数为Z1= Z2=Z3=20，Z2=30，Z4=60，Z4=40，Z5=1(右旋)， n1 =150r/min ， n5=160r/min ，转向如图示。试求n2 、n4、nH 的大小和方向。 上一页返 回试卷三参考答案（第一页）河南科技大学二00五至二00六学年第一学期期终试卷（A）课程 机械原理 年级、专业 03级机械类各专业 分数_特别提示：所有答案均写在次此试卷上得分一选择题 (每题2分，共20分,把正确选项的序号填在“_”处 ) 1.机构具有确定运动的条件是自由度 F0，并且_ 。 F

7、= 1 F 1 F = 原动件的数目 2.机械自锁行程的效率_ 。 3.图示四拐曲轴_ 。 静平衡动平衡既不静平衡又不动平衡 第3题图第4、5题图4.图示铰链四杆机构 ABCD 中，已知各杆长，该机构为_ 。 曲柄摇杆机构 双曲柄机构 双摇杆机构 5.图示机构ABCD中，以杆_为主动件，机构有死点位置。 AB BC CD 6.机器中的飞轮能够_ 周期性速度波动。 消除 增大 减小 7.机械系统的等效动力学模型中，等效力矩M e_ 。 产生的瞬时功率等于原系统中相应外力和力矩产生的瞬时功率 等于原系统中的力矩之和 等于原系统中的力和力矩之和 8.反转法设计滚子从动件盘形凸轮机构时， 凸轮的实际轮

8、廓曲线是_ 。 滚子中心的轨迹 滚子圆的包络线 理论轮廓曲线沿导路减去滚子半径后的曲线 9.当齿轮的安装中心距a 大于标准中心距 a 时，其传动比_ 。 增大 不变 减小 10.用齿条形刀具范成法切削直齿圆柱齿轮时，发生根切的原因是_ 。 刀具的齿顶线超过了啮合极限点 被切齿轮的齿数 Z Zmin Z Z min 得分二(7分)试计算图示机构的自由度，如有复合铰链、局部自由度、虚约束，须在图中指出。解：复合铰链、局部自由度如图示。解法一：解法二： 得分三(7分)图示为一摆动推杆盘形凸轮机构，凸轮1在驱动力矩Md的作用下逆时针方向回转，Q为作用在推杆2上的外载荷，试确定各运动副中的总反力(FR3

9、1、FR12、FR32)的方位。图中虚线圆为摩擦圆，摩擦角为。下一页试卷三参考答案（第二页）得分四(14分)在图示机构中,已知各杆的尺寸及构件1的角速度为1。(1).只作出构件1、3的速度瞬心P13 ；(2).用相对运动矢量图解法求构件5的速度，要求写出速度矢量方程，并在的基础上作出速度多边形；(3).在机构图上标出的方向，并写出其表达式。 解：(1) 连线的交点即为P13如图示。(2) 方向 平行BC 水平 大小 ？1lAB？ ？ ？ 由影像原理求得 。 速度多边形如图示。 (3) 方向如图示，大小为 得分五(6分)某机械系统以其主轴为等效构件。已知主轴稳定运转一个周期的等效阻力矩Mer变化

10、规律如图所示，等效驱动力矩Med为常数。试求：(1).等效驱动力矩Med ； (2).最大盈亏功 ；(3).出现nmax的位置。解： (1). 一个运动循环之内 W d = W r Md =15 Nm(2). (3).出现nmax 的位置： 处。上一页下一页试卷三参考答案（第三页）得分六(5分)偏置曲柄滑块机构ABC如图所示。要求： (1).标出图示位置滑块的压力角；(2).画出机构的极位夹角。 得分七(6分)设计一铰链四杆机构ABCD。已知连架杆AB1、AB2与E1D、E2D 两组对应位置如图所示，并要求满足摇杆在C2D时为极限位置。注：保留作图过程线。得分八(8分)图示偏置直动从动件盘形凸

11、轮机构，A点接触为推杆的起始上升位置。要求：(1).标出凸轮的基圆、偏置圆；(2).标出B点接触时推杆的位移 s 、压力角和相对起始上升位置凸轮转过的角度。得分九(4分)在下图中画出齿条型刀具切制齿轮时刀具中线和节线的位置(示意图)。 切制标准齿轮 切制正变位齿轮上一页下一页试卷三参考答案（第四页）得分十.(12分)图示两对外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知模数m =5mm ，Z1 =19 ，Z2=83，x1 =0.5，x2=0.5， Z3 =20，Z480 ， 。试问： (1).两对齿轮传动的安装中心距 a 和齿轮1、2的啮合角a12 各为多少 ?(2).齿轮3、4应采用何种传动类型；若满足无侧隙啮合传动，则需要的变位系数和 x 为多少 ? (3).若齿轮3、4采用标准斜齿轮传动，标准参数不变，则需要的螺旋角为多大 ? 注：解：(1)齿轮1、2为等移距变位传动(2) 应采用正传动 (3) 得分十一.(11分)在图示轮系中,已知各轮齿数为Z1= Z2=Z3=20，Z2=30，Z4=60，Z4=40，Z5=1(右旋)