机械原理B卷答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——机械原理B卷答案考试科目：机械原理考试时间：120分钟试卷总分100

分

一.填充题（每题4分，共12分）

1.斜齿圆柱齿轮传动的主要优点有啮合传动平稳、重合度大、结构紧凑

、可用螺旋角调中心距等；主要缺点会产生轴向力。

2．凸轮机构的运动规律中，如出现速度不连续，则机构将产生刚性冲击；如出现加速度不连续，则机构将产生柔性冲击。

3．齿轮分度圆是指具有标准模数和标准压力角的圆，节圆是指齿轮传动过程中作纯滚动的圆。

4．在平面四杆机构中，能实现急回运动的机构有曲柄摇杆机构，偏置曲柄滑块机构，摇摆导杆机构。二.填图题：（每题6分，共18分）

1.试在图1）中标出凸轮机构的基圆以及压力角αB。

2.图2）所示的楔型块机构，各接触面间的摩擦系数均为f，已知驱动力P和生产阻力Q，试在图中分别绘出两楔型块的受力分析图。3.试标出图3）所示连杆机构中各构件间的瞬心。

解：

三、计算机构的自由度，并分析组成此机构的基本杆组。假使在该机构中改选FG为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否发生变化。（此题12分）

解、n=7，pl=10，ph=0

F?3n?2Pl?Ph?3?7?2?10?0?1

Ⅱ级组Ⅲ级组

当以构件AB为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。

Ⅱ级组Ⅱ级组

Ⅱ

级

组

当以构件FG为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。

可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。

四、在图示的齿轮--连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与3的传动比ω1/ω2。（此题10分）

解：

1）计算此机构所有瞬心的数目

K=N（N-1）/2=6（6-1）/2=15；

2）如下图，为了求传动比ω1/ω2，需找出瞬心P16、P36、P12、P23，并依照三心定理找出P13；

3)根据P13的定义可推得传动比ω1/ω2计算公式如下：

?1P36PDK13???2PAK16P13

由于构件1、3在K点的速度方向一致，从而只?3和?1同向。

五、已知一对标准安装（无侧隙安装）的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的中心

距a=360mm,传动比i12=3,两轮模数m=10mm,且均为正常齿制。试求：两轮齿数，分度圆直径、齿顶圆直径和齿根圆直径、齿厚和齿槽宽，以及两轮的节圆直径和顶隙c。（此题12分）

解、

m10(z1?z2)?(z1?z2)?36022z1?18z2i12??3z1由于所以z2?54

a?根据渐开线标准直齿圆柱齿轮传动几何尺寸de1计算公式，有：

d1=mz1=10×18=180mmd2=mz2=10×54=540mmda1=d1+2ha=180+20=200mmda2=d2+2ha=540+20=560mm

*df1?m(z1?2ha?2c*)?10?(18?2?1?2?0.25)?155mm

*df2?m(z2?2ha?2c*)?10?(54?2?1?2?0.25)?515mm?m3.14?10s?e???15.7mm22

/?d2?540mmd1/?d1?180mmd2c?c*m?0.25?10?2.5mm

六、设计一铰链四杆机构，已知摇杆CD的行程速比系数K=1，摇杆的长度LCD=150mm，摇杆的极限位置与机架所成角度φ’=30o和φ〞=90o。要求：（1）求曲柄、连杆和机架的长度LAB、LBC和LAD；

（2）判别该机构是否具有曲柄存在。（此题12分）

解：

1）机构的极位夹角，θ=180°=180°=0°

因此连杆在两极位时共线，如下图：在?DC1C2中因DC1=DC2，∠C1DC2=60°故?DC1C2为等边三角形，在直角?ADC2中∠DAC2=30°，故?C1DA为等腰三角形（∠C1DA=φ1=30°）因此有BC-AB=AC1=150mm和BC+AB=AC2=300mm解得：BC=225mm,AB=75mm且有AD=2C1Dcos30°=262.5mm,故：LAB=75mm,LBC=225mm,LCD=150mm（已知）,LAD=262.5mm

2)由于LAB+LAD=75+262.5=337.5＜LBC+LCD=375,故满足杆长条件;又最短杆AB为一连架杆，所以AB为曲柄。

C2

C1B2

七、在图示轮系中，单头右旋蜗杆1的回转方向如图，各轮齿数分别为：Z2=37，Z2’=15，Z3=25，Z3’=20，Z4=60，蜗杆1的转速n1=1450r/min，方向如图。试求构件H的转速nH的大小和方向。（此题12分）

解

1)蜗杆1与蜗轮2组成定轴轮系，

n2=Z2n1/Z1=1×1500/37=39.189rpm，n2方向如下图，且设为正方向。2）其余部分组成以2，和4为中心轮，3-3，为行星轮，2为系杆的行星轮系。对整个行星轮系

H42?H2?42'

n?n2/i2?H?39.189/6?6.5315H转动方向与n2方向一致。

i?1?iZ?Z325?60?1?(?)?1??6Z?Z3'15?20

八、在某机器中，设取其主轴为等效构件，已知其在一个稳定运动循环（2?）中的等效阻力矩Mer如下图，又已知其等效驱动力矩Med为常数。若不计机器中各构件的等效转动惯量。试求为保证机器主轴在1500r/min的转速下运转，且运转不均匀系数?=0.05时，应在主轴上加装的飞轮的转动惯量JF及主轴的最大和最小角速度?max、?min。（此题12分）解：

nH

（1）

Med?3???20?2??(1600?20)????42????217.5N?m2?

（2）由nmax?nminnmax?nmin???0.05?2nm?3000及nm可得、

nmax?1537.5rpmnmin?1462.5rpm

（3）

?Wma