中国矿业大学07年机械原理期末试卷

中国矿业大学《机械原理》期末考试试卷

机自2005级(2007.6.8)－B(120分钟)

班级 姓名 学号

题号 满分 得分 阅卷人 一 16 二 12 三 9 四 7 五 12 六 12 七 12 八 10 九 10 总分 100 一 选择题（每题2分，共16分）

1. 直齿圆锥齿轮不根切的最小齿数为zmin≥ 。 ① 17cosδ： ② 17sinδ： ③ 14cosδ。

2. 斜齿圆柱齿轮的标准中心距a＝ 。 ① mn(z1＋z2)/(2cosβ)； ② mn(z1＋z2)/(2cosβb)； ③ 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 。

①15≤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 。

① 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； ③ 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＝ 。 ① 30 mm； ② 60 mm； ③ 100 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 。 ① 30； ② 36°； ③ 90°。

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 pb 。

① 0.45； ② 0.55； ③ 0.65。

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 。

① 5； ② 9； ③ 10。

二 填空题（每题2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 。 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δ 。 3. 当设计2K－H型周转轮系时，应满足 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 。 5. 圆盘类零件静平衡的条件为 。 6. 单销四槽槽轮机构的运动系数k＝ 。

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）

BC平行等于ED、FG

B A C C D B A E D G1 F

E O F G G2 题3.2图 题3.1图

J1 G F C E H I D B J2 A 题3.3图 四 作图计算 （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。试用矢量方程图解法求：(1) 图示位置时滑块2上D点的速度

VD2；(2) 导杆3的角速度ω3。 （4分＋3分）

B ω1 A 45? 4 1 2 D 60? 3 C 题4图

五 计算飞轮的转动惯量（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）

－Mer Med 100 Nm 80 Nm 50 Nm －Mer O π/4 a 3π/4 b π 2π c φ 题5图 等效阻力矩曲线图

（3）安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。 （4分）

六 关于凸轮机构的基本问题 （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 比例尺μL＝实际尺寸/ 图上尺寸＝10。用作图法求：

(1) 凸轮的基圆半径r0 （2分） (2) 推杆的推程h； （2分） (3) 标注出滚子与凸轮上C、D两点接时的压力角； （2分） (4) 当凸轮逆时针转动时，与滚子从C到D点接触过程中凸轮的转角δ。（4 (5) 当Fr＝100 N时，求驱动力矩Md。

（2分）

题6图

4 3 Fr mm。试

rT 2 B C ω1 A φ R O e 1 D 触

点分）

七 关于齿轮机构的基本问题 （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， α＝20?，ha*＝1，c*＝0.25。试求：

(1) 齿轮1、2的齿数z1、z2；（2分） (2) 分度圆直径d1；（2分） (3) 齿顶圆直径da1；（2分） (4) 齿根圆直径df1；（2分）

(5) 分度圆上的齿厚s和齿槽宽e；（2分） (6) 两轮的节圆直径d1?、dc。（2分） 2?和顶隙

八 关于齿轮系的基本问题 （10分）在右图所示的轮系中，齿轮均为标准齿轮标准距，齿轮1顺时针转动，已知各轮齿数分别为Z1＝

Z2＝25，Z4＝25，Z5＝20，试求：

(1) 该轮系的传动比i1H2 （8(2) n1的转向如图示，标出H2轴的转向 （2

2 5 1 H1 n4 H2 1 3 6 题8图

中心20，

分）；分）。

九 关于连杆机构作图设计的基本问题 （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

C1 e C C2 题9图

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