机械原理考试试题及答案详解 (6)

机械原理模拟试卷

一、填空题(每题2分，共20分)

1. 两个作平面运动的构件，相对瞬心的绝对速度。

( ①均为零②不相等③不为零且相等)

2. 机械自锁的条件是。

( ①效率大于零②效率大于1 ③效率小于或等于零)

3. 对于滚子从动件盘形凸轮机构，若两个凸轮具有相同的理论轮廓线，只因滚子半径不等而导致实际廓线不相同，则两机构从动件的运动规律。

( ①不相同②相同③不一定相同)

4. 差动轮系是指自由度。

( ①为1的周转轮系②为2的定轴轮系③为2的周转轮系) 5. 曲柄滑块机构若存在死点时，其主动件必须是，在此位置与

共线。

( ①曲柄②连杆③滑块)

6. 对于动不平衡的回转构件，平衡重需加在与回转轴垂直的回转平面上。

( ①一个②两个③ 0个)

7. 两构件组成平面转动副时，则运动副使构件间丧失了的独立运动。

( ①二个移动②二个转动③一个移动和一个转动)

8. 若忽略摩擦，一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间作用力沿着方向。

( ①齿廓公切线②节圆公切线③中心线④基圆内公切线)

9. 机械是和的总称。

10. 若标准直齿圆柱齿轮与正变位齿轮的参数m， ，Z，h a*均相同，正变位齿轮与标准齿轮比较，其分度圆齿厚，齿槽宽，齿顶高，齿根高。

二、简答题(每题6分，共24分)

1. 计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。

2. 用速度瞬心法求图示机构在该位置时滑块3的瞬时速度v 3(用符号表示)。

3. 重量G=40N 的滑块1，在倾角β=30°的驱动力P 作用下沿水平面做等速运动。接触面间摩擦系数f = 0.286，试用图解法求力P 。

4. 均质圆盘上装有二个螺钉并钻有一个孔，它们的不平衡重及位置如图所示，为使该圆盘平衡，拟在R=150mm 的圆周上加一重块Q ，试求Q 的大小及其所在方位（画在图上）。

三、已知某机械一个稳定运转循环内的等效阻力矩M r 如图所示，等效驱动力矩M d 为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为n max =200r /min

及n max =180r /min 。试求： 1. 等效驱动力矩M d 的大小； 2. 运转的速度不均匀系数δ； 3. 当要求δ 在0.05范围内，并不

1题图

2题图

3题图

4题图

计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上飞轮的转动惯量J f 。 (10分) 四、试设计一偏置曲柄滑块机构。设已知其滑块的行程速比系数K =1.5，滑块的冲程H =40mm ，偏距e =15mm 。并求其最大压力角αmax 。 (12分)

五、 图示为一移动盘形凸轮机构，滚子中心位于点B 0时为该凸轮的起始位置。试在图中作出： (10分)

(1) 基圆及基圆半径；

(2) 当滚子与凸轮廓线在点B ′1接触时，所对应相对于B 0接触时的凸轮转角?1；

(3) 当滚子中心位于点B 2时，所对应的凸轮机构的压力角α2； (4) 升距h 。

六、 如图所示的轮系中，已知各齿轮的齿数z 1 =56，z 2 =62，z 3 =58，z 4 =60，z 5 =35，z 6=30，若n Ⅱ =70r/min ，n Ⅲ =140r /min ，两轴转向相同，试分析轮系的组成，求n 1 =？并判断其转向。 (10分)

示意图

五题图

6

六题图

七、已知一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，m = 2.5mm，α =20°，h*a=1.0，c*=0.25，z1 =20，z2 = 40。(14分)

(1)求出齿轮尺寸d1、d a1、d f1、s和中心距a；

(2)求重合度εα；

(3)画出理论啮合线和实际啮合线；

(4)画出单齿啮合区和双齿啮合区。

机械原理模拟试卷题解

一、填空题

1. ③

2. ③

3. ②

4. ③

5. ③、②、①

6. ②

7. ①

8. ④

9. 机器 ， 机构 10. 变厚 ， 减小， 增大， 减小 二、简答题 1. 解：

F=3n-2P l -P h =3*6-2*8-1=1

无复合铰链；在D 处有局部自由度；在H 或I 处有虚约束。 2. 解：

由图求得相对瞬心点P 13。 所以有 v 3 = L P14P13ω1。

3. 解

因为：?=arctgf=16°

P +G +R 21=0，作图（取μF =1N /mm ） P=10.7*μF = 10.7N

4. 解

因为：在Y 轴上不平衡的重径积为-25N·mm ，在X 轴上的重径积为45

N·mm ，所以有Q*150 = (452+(-25) 2) 1/2，即 Q = 0.343N ，其方位为与X 轴成151°。

三、解：

1. M d *2π = 800*π/4 +200*7π/4 所以：M d =275Nm

2. 因为：ω = 2n π/60

所以：ωmax = n max ×π/30=20.94 r/s ，ωmin = n min ×π/30=18.5 r/s

ωm =( ωmax + ωmin )/2 = 19.72 r/s δ = ( ωmax - ωmin )/ ωm =0.124

3. 又：ΔW max =525*π/4= 412.33 N ·m J F =ΔW max / ( δω2m )=21.21 kg ·m 2

四、解：

θ=180°(K-1)/(K+1)=36

L BC = ( L AC1 + L AC2 ) /2 =36.5mm L AB = ( L AC2 - L AC1 ) /2 =17.3mm

αmax =60°

五、 解：如图所示

六、解：

此轮系为混合轮系，其组成为：定轴轮系z6和z5，差动轮系z1、z2、z4 、z3和H。

由定轴轮系，有

i56 = n5 / n6 = - z6 / z5 = -6/7

由差动轮系，有

i H14 = (n1 – n H )/ (n4 – n H )= z2 z4 / z1 z3 = 62*60/56*58

又因为：n H = nⅡ，n6= nⅢ，n5= n4，联立求解(1)、(2)，并将nⅡ与nⅢ以正值带入，可有n1 =-147.61，转向与nⅢ反向。

七. 解

(1)d1= mz1=50mm，d a1 = d1+2 h*a m = 55mm，d f1= d1-2(h*a + c*)m = 43.75mm ，

s = mπ / 2=3.927mm ，a = m(z1+ z2)/2 = 75mm。

(2)εα= [ z1 (tgαa1- tgα) + z2 (tgαa2- tgα)]/2π=1.634

因为：cosαa = r b /r a，而r b = rcosα

αa1=31.32°，αa2=26.49°

(3) B1B2——实际啮合区，N1N2——理论啮合区。

(4) P b= mπcosα=7.38mm，单、双齿啮合区如图所示。