中国矿业大学2006～2007学年第2学期。
机械原理》考试（b）卷答案卷。
考试时间：120分钟考试方式：闭卷。
机自2005级（2007.6.8）
学院班级姓名学号
一选择题（每题2分，选对了得2分，选错或不选不得分，共16分）
1. 直齿圆锥齿轮不根切的最小齿数为zmin
① 17cosδ： 17sinδ： 14cosδ。
2. 斜齿圆柱齿轮的标准中心距a
① mn(z1＋z2)/(2cosβ)；mn(z1＋z2)/(2cosβb)； mt(z1＋z2)/(2cosβ)。
3. 在一铰链四杆机构中，已知各杆的长度分别为b＝50 mm，c＝35 mm，d＝30 mm，a与b、d相邻，d为机架，若为双摇杆机构，试求a的值域。
15≤a≤45，50≤a≤115 mm； ②15≤a≤45，55≤a≤115 mm； ③15≤a≤45 mm。
4. 机构具有确定的运动条件为。
f≥0，主动件数等于自由度数；② f≥1，主动件数等于自由度数；
f≥1，主动件数小于自由度数。
5. 一对心曲柄滑块机构的曲柄为主动件，曲柄的杆长a＝30 mm，连杆的杆长b＝100 mm，求滑块的行程s
30 mm； ②60 mm； ③100 mm。
6. 一曲柄导杆机构，曲柄为主动件，行程速比系数k＝1.5，导杆摆角的大小 ②
7. 在直齿圆柱齿轮传动中，重合度εα 1.45，其单齿对工作区的长度为 ②，0.55pb 。
8. 设计一铰链四杆轨迹生成机构时，其设计变量的最大数目为。
二填空题（每题2分，填对了得2分，填错或不填不得分，共12分）
1. 在设计滚子从动件盘形凸轮机构时，凸轮实际轮廓的最小曲率半径ρsmin 应 ＞0 。
2. 对于周期性速度波动的机器，当主轴上的飞轮的转动惯量增加一倍(2jf)时，则主轴上的速度波动系数。
3. 当设计2k－h型周转轮系时，应满足传动比、同心、装配、邻接条件。
4. 当从动件按余弦加速度规律运动时，则在凸轮机构中存在柔性冲击 。
5. 圆盘类零件静平衡的条件为fi＝0
6. 单销四槽槽轮机构的运动系数k＝ ＝0.5－1/z＝0.5－1/4＝0.25 。
三计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。
每题3分，共9分）
四作图计算共7分）
下图为一个曲柄导杆机构，比例尺μl＝实际尺寸/ 图上尺寸＝10，已知主动曲柄1的角速度ω1＝10 rad/s。试用矢量方程**法求：(1) 图示位置时滑块2上d点的速度vd2；(2) 导杆3的角速度ω34分＋3分）
解：vb3 = vb2 ＋ vb3b2 vd2 = vb2 ＋ vd2b2
bc ⊥ba ∥bcab ⊥bd
ω1·ba·μl1·ba·μl ω2·db·μl
五计算飞轮的转动惯量共12分）
作用在某一机器主动轴上的等效阻力矩－mer如图所示，主动轴上的等效驱动力矩med近似为一常数，主动轴的平均转速n1＝100 r/min，速度不均匀系数δ＝0.055，该机器关于主动轴的等效转动惯量的平均值je＝2 kgm2，je(φ)的周期为2π。试求：
1）等效驱动力矩med；（4分）
2）最大盈亏功δwmax；（4分）
3）安装在主轴上的飞轮转动惯量jf。（4分）
解：ω1m=2π×100/60=10.472 rad/s
med=(100×π/4+50×3π/4+80×π)2π)=71.25 nm
w1=(med＋mer)×π4＝(71.25－100)×π4=－22.580 nm；w2=(med＋mer)×3π/4=(71.25－50)×3π/4=50.069 nm；
w3=(med＋mer)×π71.25－80)×π27.489 nm。
w0 =0，w0+ w1=－22.580 nm，w0+ w1+ w2=27.489 nm，w0+ w1+ w2+ w3=0。
wmax=27.489－(－22.580)= 50.069 nm
jf≥53.069/(10.4722×0.055)－2＝6.301 kgm2
六关于凸轮机构的基本问题共12分）
下图所示为一偏心圆盘组成的凸轮机构，圆盘的半径r ＝150 mm，已知凸轮的回转中心为a点，几何中心为o点，ao ＝70.71 mm，ao与水平线的夹角为φ ＝45°，偏心距e ＝50 mm，滚子半径rt ＝50 mm。比例尺μl＝实际尺寸/ 图上尺寸＝10。
试用作图法求：
1) 凸轮的基圆半径r02分）
2) 推杆的推程h2分）
3) 标注出滚子与凸轮上c、d两点接触时的压力角2分）
4) 当凸轮逆时针转动时，与滚子从c点到d点接触过程中凸轮的转角δ。（4分。
5) 当fr＝100 n时，求驱动力矩md1。
2分）解： (1) r0＝r－ao＋rt ＝130 mm；
2) h＝145 mm；
3) αc＝0°，αd＝0°；
5) md1·ω1＝fr·e·ω1，md1＝fr·e＝100×0.005＝0.5 nm
七关于齿轮机构的基本问题共12分）
已知一对标准安装(无侧隙安装)的外啮合渐开线直齿圆柱标准齿轮的中心距a＝456 mm，i12＝2.8，m＝8 mm， α20，ha*＝1，c*＝0.25。试求：
1) 齿轮的齿数z1、z2；（2分）z1＝30；z2＝z1 i12＝84
2) 分度圆直径d1；（2分）d1＝m z1＝8×30＝240 mm
3) 齿顶圆直径da1；（2分）da1＝(z1+2 ha*)m＝(30＋2)8＝256 mm
4) 齿根圆直径df1；（2分）df1＝(z1－2－2c*)m＝(30－2－2×0.25)8＝220 mm
5) 分度圆上的齿厚s和齿槽宽e；（2分）s＝e＝mπ/2＝8π/2＝12.566 mm
6) 以及两轮的节圆直径、和顶隙c。（2分）
解：中心距a＝m(z1＋z2)/2＝m z1 (1＋i12)/2 456＝8z1 (1＋2.8)/2 z1＝30
d′1＝d1＝240 mm；d′2＝d2＝84×8＝672 mm
c＝c*m＝0.25×8＝2 mm
八关于齿轮系的基本问题共10分）
在右图所示的轮系中，齿轮均为标准齿轮标准中心距，齿轮1顺时针转动，已知各轮齿数分别为z1＝20，z2＝25，z4＝25，z5＝20，试求：
1) 该轮系的传动比i1h2 （8分）；
2) n1的转向如图示，标出h2轴的转向 （2分）。
解：由同心条件求z3、z6
由a12＝a32得m(z1＋z2)/2＝m(z3－z2)/2，20＋25＝z3－25，z3＝70；
由a45＝a56得m(z4＋z5)/2＝m(z6－z5)/2，25＋20＝z6－20，z6＝65。
九关于连杆机构作图设计的基本问题共10分）
现欲设计一偏置曲柄滑块机构，设已知滑块的行程速比系数k＝1.4，滑块的行程h＝50 mm，偏距e＝20 mm，试设计该机构并求出其最小传动角γmin。
解：取比例尺μl＝1：2，极位夹角。
作图如右图所示。
a＝2×11.106 ＝22.212 mm，b＝2×25.096 ＝50.192 mm，min＝32.36°。
机自2019级机械原理试卷B答案 2
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