西南交大10年期末试卷

西南交通大学2010－2011学年第(一)学期考试试卷。

课程** 2023500 课程名称机械原理考试时间 120 分钟（开卷）

阅卷教师签字：

一、（18分）题一图所示机构。

1．计算机构的自由度，如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出；

2. 说明在机构中，取哪个（或哪些）构件为原动件时，机构有确定的运动，并且为一个ⅱ级机构。请拆出机构中所含的基本杆组。

3．确定机构在图示位置时，构件3与构件4之间的速度瞬心。

二、（18分）现有一对渐开线标准正常直齿圆柱齿轮组成的外啮合传动，已知齿轮1的齿数，齿数2的齿数，分度圆压力角，模数，齿轮为正确安装。为了增大齿轮的强度需要对以上设计进行改进。如果将齿轮1的齿数改为，但是必须保持齿轮传动的传动比和中心距保持不变。

试。1．确定改进后这对齿轮传动的模数；

2．说明改进后齿轮传动的类型，并确定出齿轮的变位系数和；

3．简要说明改进后需要对哪些条件进行检验。

三、（22分）题三图a所示为一个直动平底从动件盘形凸轮机构。凸轮轮廓曲线为圆心在点，半径为的圆。凸轮为主动件，其上受有驱动力矩。

从动件上受有工作阻力，方向如图中所示。随凸轮转角的变化规律如题三图b所示。凸轮的质心在点，对质心点的转动惯量为；从动件的质量为。

1．在图中画出凸轮的基圆半径，并标出从动件在图示位置时的位移和压力角；

2．确定从动件的速度与凸轮的角速度的比值与凸轮转角之间的关系；

3．试以凸轮为运动等效构件，写出等效转动惯量和等效力矩的计算式；

4．如果要求凸轮作匀速转动，试确定作用在凸轮上的驱动力矩应当满足的条件。

四、（12分）题四图所示为由周转轮系和导杆机构组成的齿轮--连杆机构。齿轮与构件2固结在一起。齿轮和齿轮的齿数相等，即，构件1的角速度为，转向如图中所示。

机构在图示位置时有。试。

1．求在图示位置时，构件2转速的大小和方向；

2．求在图示位置时，齿轮相对于构件1的转速的大小和方向；

3．求在图示位置时，齿轮转速的大小和方向；

五、（16分）题五图所示为一个对心尖底直动从动件盘形凸轮机构从动件的速度线图。图中，凸轮顺时针方向匀速转动，角速度。试。

1．确定从动件的行程以及回程的速度；

2．判断机构是否存在冲击。若存在，问属于什么类型的冲击；

3．如果凸轮的基圆半径为，试计算出凸轮转角，凸轮轮廓曲线点的坐标值；

4．当凸轮转角时，要满足，问凸轮的基圆半径至少要大于多少？

六、（14分）题六图所示为一种夹具设计的示意图。设计意图是：当按照图示方向转动螺杆3时，螺母1向左运动，带动凸轮2逆时针方向转动，同时，螺母1’向右运动，带动凸轮2’顺时针方向转动，从而将工件加紧；在工件的反力作用下，机构必须能够自锁。

设所有移动副、高副和螺旋副的摩擦角均为，转动副的摩擦圆半径为。试。

1．确定螺旋副和螺旋副的旋向；

2．至少提出一种使机构在工件的反力作用下能够自锁的设计方案，并写出相应的自锁条件；

3．提出一个可以实现相同功能但与图示机构有所不同的机构设计方案。画出机构的示意图，并说明与图示机构的不同之处。