机械原理期末考试试卷及答案

一、填空及选择题（每空1分，共20分）

1． 机器的制造单元是______，运动单元是__________；机构具有确定运动的条件是其自由度数等于_________数。

2． 曲柄摇杆机构有死点位置时，__________是主动件，此时_______与__________共线。

3． 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是_____________。

4． 斜齿轮的模数和压力角在__________（法面、端面、轴面）内取标准值；锥齿轮当量齿数ZV=______________。

5． 蜗杆机构传动的主动件是__________（蜗杆、蜗轮、蜗杆蜗轮皆可）。 6． 移动副中驱动力作用于______内将发生自锁；传动副中驱动力为一单力且作用于_______内将发生自锁。

7． 质量分布在同一平面内的回转体，经静平衡后_______________（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后___________（一定、不一定、一定不）满足静平衡；质量分布于不同平回转面内的回转体，经静平衡后____________（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后____________（一定、不一定、一定不）满足静平衡。

8． 机器周期性速度波动的调节方法一般是加装________________，非周期性速度波动调节方法是除机器本身有自调性的外一般加装 ____________。 9. 说出两种变回转运动为直线运动的机构：______， _______。

1.零件、构件、原动件-------------------------------------------------------------------3分 2.摇杆 连杆 从动曲柄----------------------------------------------------------------3分 3.模数相等，压力角相等----------------------------------------------------------------1分 4.法面 Z / cosδ------------------------------------------------------------------------1分 5.蜗杆蜗轮皆可----------------------------------------------------------------------------1分 6.摩擦角 摩擦圆------------------------------------------------------------------------2分 7.一定 一定 不一定 一定----------------------------------------------------------1分 8.飞轮 调速器----------------------------------------------------------------------------2分

9.曲柄滑块 齿轮齿条----------------------------------------------------------------2分 二、计算图示机构的自由度（5分）

F=3×7－2×10－0＝1

三、如下图所示行程速度变化系数为1 的曲柄摇杆机构，已知曲柄连架杆固定铰链

中心处图示机架平面（直线OO’）位置上，并已知摇杆的两个极限位置C1D，C2D及摇杆长度CD= C1D=C2D，求其余三个构件的杆长。（8 分）

四、如图所示凸轮机构，凸轮廓为以A为圆心，R为半径的圆，凸轮逆时针方向回转，要求：（10分） 1． 说出该凸轮机构的名称； 2． 标出凸轮基圆半径r0； 3． 标出从动件从B点接触到C点接触凸轮转过的角度Φ； 4． 标出从动件从B点接触到C点接触从动件位移S； 5． 标出从动件从B点接触时从动件压力角αB；

它是偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构-

五、一对直齿圆柱齿轮机构，已知压力角α=20度，齿轮2的齿数Z2=28，模数

m=3mm，传动比i12=2，安装中心距a’=65mm，求：（15分） 1． 齿轮1的齿数Z1； 2． 两轮分度圆半径r1，r2； 3． 啮合角α’，两轮节圆半径r’1，r’2； 4． 设计该传动类型； 5． 计算分度圆齿厚S1，S2； 角度 INVα tgα cosα 20 0.015 0.364 0.94 18.5 24.4 28.5 0.012 0.028 0.046 0.335 0.454 0.543 0.948 0.9191 0.879

六、图示复合轮系中，各齿轮齿数如图中括号中所示，求传动比i1H。（10分）

解-------------------------------------------------------------------------------------------10分 区分轮系----------------------------------------------------5分

145H 行星轮系123K分别计算----------------------------------------------------5分

'在123K中

Ki13n1nkz603

n3nkz220n'1nHz560

n5nHz1'30在145H中

'i1K'5i1Hn12 nH

七、图示曲柄滑块机构中，曲柄1上作用驱动力距M，滑块3上作用阻力F。若不

计各活动构件质量，标出机构在图示位置时各运动副总反力作用线（给定摩擦角）（8分） φ

八、某内燃机的曲柄输出力矩Md与曲柄转角φ关系曲线如图所示，运动周期为T=180

度，曲柄转速为600r/min，如用此内燃机驱动一阻力为常量的机械，并要求不均匀系数δ=0.01，求在主轴上应装的飞轮转动惯量JF（不考虑其它构件的转动惯量）（9分）

摆动导杆机构，已知机构运动简图，原动件为1以等角速度ω1逆时针方向回转，用相对运动图解法求在图示位置时，

1） 构件3的角速度ω3，角加速度α3的大小及方向； 2） 构件3 上D点的速度和加速度的大小和方向；

（注：所求各量大小用公式表示，不必计算出数值大小）

（15分）

VB3VB2VB3B2BCAB//BDpb3pb2b2b3VB2lABVB30230 nkraBaaaa3B3B2B3B2B3B2BCBCBABDaB3aB212lAB

//BDk'b'3b3''b''3b'3b'2b'2k'机 械 原 理 试 卷 答 案

二．解：------------------------------------------------------------------------------------------5分

F=3×7－2×10－0＝1

三．解：------------------------------------------------------------------------------------------8分

AB＋BC＝AC2＝42.5

BC－AB＝AC1＝20.5, ∴AB =11, BC =31.5

四．解-------------------------------------------------------------10分

3）它是滚子从动件盘形凸轮机构------------------------------2分 4）如图所示------------------------------------------------2分 5）如图所示------------------------------------------------2分 6）如图所示------------------------------------------------2分 7）如图所示------------------------------------------------2分

五、解-------------------------------------------------------------15分 1）i12 = z2 /z1 =2 z1 =14

2）r1 =1/2 mz1 =21mm r2 =1/2 mz2 =42mm 3）cosα’=a/a’cosα=63/65 cos20 r’1=65/63r1 r’2=65/63r2 4）采用正传动

5）S1=m(π/2+2x1tgα)

七、如图所示------------------------------------------------------------------------------------8分

八、解--------------------------------------------------------------------------------------------9分 Wd=0.5×π/6 ×300+π/6×300+0.5×2π/3 ×300=175π [W] =1/2Wd =87.5π JF=900[W]/δπ2n2 =6.966

九、解--------------------------------------------------------------------------------------------15分