湖南大學(xué)《機(jī)械原理》期末試題AB卷附部分答案.pdf

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1 機(jī)械原理期末試題卷(A) 教師___________班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名__________ 題號(hào) 一 二 三 四 五 總分 分?jǐn)?shù) 一．判斷題（對(duì)的填“√” ，錯(cuò)的填“” ） 。 （10 分） 1、根據(jù)漸開(kāi)線(xiàn)性質(zhì)，基圓內(nèi)無(wú)漸開(kāi)線(xiàn)，所以漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的齒根圓必須設(shè)計(jì)比基圓大。 （ ） 2、 m、 a、 h a * 、 * c 都是標(biāo)準(zhǔn)值的的齒輪一定是標(biāo)準(zhǔn)齒輪。 （ ） 3、在設(shè)計(jì)用于傳遞平行軸運(yùn)動(dòng)的齒輪機(jī)構(gòu)時(shí)，若中心距不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距，則只能采 用變位齒輪以配湊實(shí)際中心距。 （ ） 4、在直動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)中，若從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變，增大基圓半 徑，則壓力角將減小。 （ √ ） 5、在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，只要滿(mǎn)足桿長(zhǎng)和條件，則該機(jī)構(gòu)一定有曲柄存在。 （ ） 6、對(duì)于剛性轉(zhuǎn)子，已滿(mǎn)足動(dòng)平衡者，也必滿(mǎn)足靜平衡。 （ √ ） 7、蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件是m X1 = m t2 =m，α X1 =α t2 =20，γ=β 2 。 （ √ ） 8、組成正傳動(dòng)的齒輪應(yīng)是正變位齒輪。 （ ） 9、一對(duì)直齒輪嚙合傳動(dòng)，模數(shù)越大，重合度也越大 。 （ ） 10、在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若以搖桿為原動(dòng)件時(shí)，機(jī)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)死點(diǎn)位置。 （ √ ） 二、填空題。 （20分） 1、機(jī)器的制造單元是_零件_，運(yùn)動(dòng)單元是_構(gòu)件；機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是其自由度 數(shù)等于__原動(dòng)件__數(shù)。 2 2、圖示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中已知 AB =40mm，BC =110mm，CD =80mm，AD =100mm，則 當(dāng) AB為機(jī)架時(shí)是 雙曲柄機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)； BC為機(jī)架時(shí)是 曲柄搖桿機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)； CD為機(jī)架時(shí)是 雙搖桿機(jī)構(gòu) 機(jī)構(gòu)。 3、平面連桿機(jī)構(gòu)當(dāng)行程速比系數(shù)K_>1_時(shí)，機(jī)構(gòu)就具有急回特性。 。 4、 當(dāng)主動(dòng)件作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)， 需要從動(dòng)件作單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 可采用 槽輪機(jī)構(gòu) 、 棘 輪機(jī)構(gòu) 、 不完全齒輪 機(jī)構(gòu)。 5、周轉(zhuǎn)輪系中， H AB i 表示的意思是 轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比 ，i AB 表示的意思是 構(gòu)件 A、B 的傳動(dòng)比。 6、惰輪對(duì) 傳動(dòng)比 并無(wú)影響，但卻能改變從動(dòng)輪的 轉(zhuǎn)向。 7、直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的正確嚙合條件是 m 1 =m 2 =m 、 α 1 =α 2 =α。 8、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng) 曲柄 與 機(jī)架 共線(xiàn)時(shí)，機(jī)構(gòu)可能出現(xiàn)最小傳動(dòng)角γ min 。 9、機(jī)器產(chǎn)生速度波動(dòng)的類(lèi)型有 周期性速度波動(dòng) 和 非周期性速度波動(dòng) 兩種。 三、選擇填空題。 （10分） 1、移動(dòng)副中驅(qū)動(dòng)力作用于___________內(nèi)將發(fā)生自鎖。 A 摩擦角 B 摩擦圓 2、下述幾種規(guī)律中， B 不會(huì)產(chǎn)生柔性沖擊，可用于高速場(chǎng)合。 A、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 B、擺線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律（正弦加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律） C、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 D、簡(jiǎn)詣運(yùn)動(dòng)規(guī)律（余弦加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律） 3、齒輪漸開(kāi)線(xiàn)在 D 上的壓力角最小。 A 齒根圓 B 齒頂圓 C 分度圓 D 基圓 4、斜齒輪的模數(shù)和壓力角在_________內(nèi)取標(biāo)準(zhǔn)值。 3 A 法面 B 端面 C 軸面 5、機(jī)械自鎖的效率條件是 C 。 A 效率為無(wú)窮大 B 效率大于等于1 C 效率小于零 四、計(jì)算題： （共60分） 1、計(jì)算下列機(jī)構(gòu)的自由度。(若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度或虛約束，需明確指出，并在 圖中標(biāo)出構(gòu)件序號(hào)。)（10分） 2、速度瞬心及其應(yīng)用。 （共計(jì)16分） （1）指出圖示機(jī)構(gòu)有多小個(gè)瞬心 P ij ，畫(huà)出其全部瞬心，并說(shuō)明哪些是絕對(duì)瞬心。 （8 分） 1 1 11 2 8 3 2 3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? H L P P n F 4 （2）用瞬心法求圖示凸輪機(jī)構(gòu)從動(dòng)件的線(xiàn)速度（已知凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為w） 。 （ 8 分 ） 解：由瞬心定義： 3、 一對(duì)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 已知壓力角α=20度， 齒輪2的齒數(shù)Z 2 =28， 模數(shù)m=3mm， 傳動(dòng)比 i 12 =2，安裝中心距 a’=65mm 。（ 已 知 cos20 =0.94）求： （12分） ⑴ 齒輪1的齒數(shù)Z 1 ； ⑵ 兩輪分度圓半徑r 1 ，r 2 ； ⑶ 標(biāo)準(zhǔn)中心距a及嚙合角α’； ⑷ 設(shè)計(jì)該傳動(dòng)類(lèi)型； 解：⑴ ∵ i 12 = z 2 /z 1 =38/ z 1 =2 ∴z 1 =14 ⑵ r 1 =1/2 mz 1 =21mm r 2 =1/2 mz 2 =42mm ⑶ ∵標(biāo)準(zhǔn)中心距 a = r 1 + r 2 =21+42=63 mm ∴ cosα’=a/a’cosα=63/65 cos20=0.911077 則 α’= ⑷ 采用正傳動(dòng) l P P P v v ? ? 13 12 12 ? ? 5 4、已知如圖所示輪系各齒輪的齒數(shù)Z 1 = 60、 Z 2 = 20、 Z 2 ′ = 25、Z 3 = 45、n 1 = 50 轉(zhuǎn) /分 、n 3 = 30 轉(zhuǎn)/分，方向如圖示，求n H 的大小和方向。 （12分） 解：此輪系是一差動(dòng)輪系。 5 3 25 60 45 20 2 1 3 2 3 1 13 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Z Z Z Z n n n n i H H 5 3 1 1 3 1 3 1 ? ? ? ? ? ? ? ? H H H H H H H H n n n n n n n n n n n n ? ? min / 20 8 30 3 50 5 8 3 5 3 1 r n n n H ? ? ? ? ? ? ? ? ? n H 轉(zhuǎn)向與n 1 相同。 6 5、如圖所示為作用在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄上驅(qū)動(dòng)力距 M d 和阻力距 M r 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中的變化 曲線(xiàn)，其阻力距等于常數(shù)，驅(qū)動(dòng)力距曲線(xiàn)與阻力距曲線(xiàn)圍成的面積的數(shù)值（單位為 J）依 次為+580，-320，+390，-520，+190，-390，+260 及-190。設(shè)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為常數(shù)， 求最大盈虧功△W 為多少，并指出最大和最小角速度ω max 、ω min 出現(xiàn)的位置（用字母 A、B 分別表示） 。 （10分） 7 機(jī)械原理期末試題卷(B) 教師___________班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名__________ 題號(hào) 一 二 三 四 五 六 七 總分 分?jǐn)?shù) 一、選擇、填空題 1．在右圖所示鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，若機(jī)構(gòu)以 AB 桿為機(jī)架時(shí)， 則為 機(jī)構(gòu)；以 BC 桿為機(jī)架時(shí)，則為 機(jī)構(gòu)；以 CD桿為機(jī)架時(shí)，則為 機(jī)構(gòu)；以 AD桿為機(jī)架時(shí)，則為 機(jī)構(gòu)。 2．在凸輪機(jī)構(gòu)推桿的幾種常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律中， 運(yùn)動(dòng)規(guī)律有剛性沖擊； 、 運(yùn)動(dòng)規(guī)律有柔性沖擊； 運(yùn)動(dòng)規(guī)律沒(méi)有沖擊。 3．用標(biāo)準(zhǔn)齒條形刀具加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，其刀具的 線(xiàn)與輪坯的 圓之間作純滾動(dòng)；加工 變位齒輪時(shí)，其刀具的 線(xiàn)與輪坯的 圓之間作純滾動(dòng)。 6．平面四桿機(jī)構(gòu)中，是否存在死點(diǎn)，取決于________是否與連桿共線(xiàn)。 A．主動(dòng)件 B. 從動(dòng)件 C . 機(jī)架 D . 搖桿 7． 在平面連桿機(jī)構(gòu)中， 欲使作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的輸出構(gòu)件具有急回特性， 則輸出構(gòu)件的行程速比系數(shù) K________。 A．大于1 B．小于1 C ．等于 1 D．等于 2 8．從效率的觀點(diǎn)來(lái)看，機(jī)械的自鎖條件是其效率_______。 A．大于0 B．小于0 C ．等于 0 D．小于等于 0 9．________盤(pán)形凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角恒等于常數(shù)。 A．?dāng)[動(dòng)尖頂推桿 B ．直動(dòng)滾子推桿 C．?dāng)[動(dòng)平底推桿 D ．?dāng)[動(dòng)滾子推桿 10．為使凸輪機(jī)構(gòu)的滾子從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證關(guān)系式 。 A．滾子半徑 r r ≤凸輪理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑ρ min B．滾子半徑 r r ≥凸輪理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑ρ min C．滾子半徑 r r < 凸輪理論輪廓外凸部分的最小曲率半徑ρ min D．滾子半徑 r r 不受任何限制 二、試計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并判定該機(jī)構(gòu)是否具有確定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。若有復(fù)合鉸鏈、局部自由度、 虛約束，須在圖中標(biāo)出。 40 80 120 100 A B C D A B C F A G H E O M N 8 三、圖示盤(pán)型凸輪機(jī)構(gòu)，已知凸輪為一以 C 為中心的偏心圓盤(pán)。 確定凸輪的合理轉(zhuǎn)向。 1． 畫(huà)出凸輪的理論輪廓線(xiàn)。 2． 畫(huà)出凸輪的基圓，并標(biāo)出基圓半徑。 3． 標(biāo)出機(jī)構(gòu)在圖示位置時(shí)，從動(dòng)件的位移 s。 4． 畫(huà)出凸輪輪廓上的 D點(diǎn)與從動(dòng)件的尖頂接觸時(shí)，機(jī)構(gòu)的壓力角α。 四、已知一對(duì)外嚙合正常齒標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，a’=152.5mm， z1=19，z2=42，m=5mm，α=20 0 。試計(jì) 算并作圖： 1． 計(jì)算分度圓半徑 r1和r2 ；基圓半徑 rb1和 rb2；齒頂圓半徑 ra1和 ra2；節(jié)圓半徑 r1’和r2’；基圓齒距 pb1和pb2。 2． 計(jì)算頂隙 C。 3． 準(zhǔn)確繪出這對(duì)齒輪傳動(dòng)的理論嚙合線(xiàn) N1N2(設(shè)主動(dòng)輪 1 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))；實(shí)際嚙合線(xiàn) B1B2；節(jié)圓和嚙合角 α’ 。求重合度εα(可由圖中量出的長(zhǎng)度計(jì)算εα).(取μ=0.002m/mm)（設(shè)主動(dòng)輪 1 的轉(zhuǎn)向?yàn)槟鏁r(shí)針） 五、在下圖所示輪系中，已知各輪的齒數(shù)為 z 1 = z 2 ’=39，z 2 =78，z 3 =20，確定傳動(dòng)比 i H3 ； 六、在圖示的 四桿機(jī)構(gòu)中為一偏置式曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 1． 此機(jī)構(gòu)有無(wú)急回運(yùn)動(dòng)？若有，試以作圖法確定極位夾角θ，并求行程速比系數(shù) K的值； 2．當(dāng)以 AB為原動(dòng)件時(shí)，標(biāo)出此機(jī)構(gòu)的最小γ min ； 3．作出當(dāng)以滑塊為主動(dòng)件時(shí)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。 七、就你所知，有哪些機(jī)構(gòu)能將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)移動(dòng)？畫(huà)出其機(jī)構(gòu)示意圖。 O C D B C A