机电自动化机械原理试卷A答案卷.docx

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1、中国矿业大学机械原理考试（A）卷答案卷考试时间：120分钟考试方式：闭卷机自2004级（2006.6.6）学院班级姓名学号题号*二三四五六七八九总分满分16121061210141010100得分阅卷入1 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）2 .飞轮的主要作用为减小机器的速度波动；O减小电动机的输入功率；改善机器的外观；减小机器的速度波动。3 .直齿圆锥齿轮的标准参数取在处。圆锥齿轮的小端端面；圆锥齿轮的大端端面；圆锥齿轮的齿宽中点截面。4 .在图示的正弦机构中，曲柄1为主动件,该机构的压力角a=题3图正弦机构90；0。；45oO5 .机构具有确定运动的条件为O自

2、由度大于1;自由度等于1;自由度N1且与原动件数目相等。6 .渐开线直齿圆柱齿轮分度圆上的标准参数有。压力角与模数；齿顶高系数；齿根高系数。7 .对于曲柄摇杆机构，当取摇杆为机架，则将成为。曲柄摇杆机构；双曲柄机构；双摇杆机构。8 .在渐开线直齿圆柱齿轮公法线测量中，使用了渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆上的参数；基圆上的参数；齿根圆上的参数。9 .在凸轮机构中，若从动件的运动规律相同，基圆半径相同，主要尺寸相同，工作阻力相同，润滑条件相同，移动滚子从动件与移动平底从动件凸轮机构的机械效率较高的是。前者；后者；两者相同。题5分，共10分）F=3(7V-1)-2P1-1PhF=3(7-1)-28-11

3、=1F=3(6-1)-26-11-1=1二、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 .在选择平底从动件盘形凸轮机构的运动规律时，应确保凸轮处处外凸条件存在。2 .机器运转时周期性速度波动产生的原因为合外力是变化的、等效转动惯量是变化的、他们变化的周期不一致O3 .钱链四杆机构连杆点轨迹的形状和位置由9个参数确定。4 .渐开线齿轮传动的三个特点为满足定传动比、中心距的变化不影响传动比、相互作用力在确定的直线上O5 .刚性长转子动平衡的条件为惯性力之和为零、惯性力矩之和为零。6 .滚刀加工渐开线标准直齿轮不根切的条件为z2/z：/si1az-17。需明确指出。（每三、计算图

4、示机构的自由度，若有复合校链、局部自由度或虚约束,F=3(7V-1)-2P1-1PhF=3(5-1)-25-11=1或四、作图计算（6分）图示为一平面六杆机构，主动件1的角速度I=IOrads,比例尺ZZ1=图上尺寸/实际尺寸=1：5,试用相对运动图解法求移动从动件5的速度V5。解：V2=IoiB=Z1OB=10512.2=610mms=0.610m/sV3=V+Vb3B2Vb3=048m/sVc3=0.22m/sVC4=Vc3Vc4C3题4图7zzZV=VC4=0.238m/s六、关于凸轮机构的基本问题（共10分）五、计算飞轮的转动惯量（12分=4+4+4）一个稳定运转的机械系统，以主轴为等

5、效构件时，其等效阻力矩Mr的变化规律如图示。设等效驱动力矩为常数，运动周期为2o系统的等效转动惯量为常数（不包括飞轮的），Je=Ikgm20主轴平均转速m=970rmin,运转速度不均匀系数=0.010试求：(1)等效驱动力矩Md；(4分)解：Md2=120032+1200(2-32)2,Md=1050Nm=260=2970/60=101.58rad/s(2)最大盈亏功AMIaX；(4分)Wr=(1050-1200)3/2=-706.86Nm,W2=(1050-1200)(0.5-0.4375)2=-14.73Nm,W3=10500.4375/2=721.58Nm,对叫累加：0706.86-7

6、21.580x=0-(-721.58)=721.58Nm,(3)安装在主轴上的飞轮转动惯量介。(4分)JF=x(2m1)-Je=721.58(101.5820.01)-1=7-1=6kgm2题6图图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，比例尺1=图上尺寸/实际尺寸=1：10,凸轮的角速度I=IOrads,主动力矩Md=IONm,不计运动副中的摩擦。（1）在图上画出该凸轮的基圆，量出基圆半径/o;（2分）（2）在图上标出该位置时从动件的压力角Q；（2分）（3）在图上标出该位置时从动件的位移S；（3分）（4）求此位置工作阻力K的大小。（3分）解：(1)基圆半径/o如图所示，(2)、(3)压力角与位

7、移S如图所示;(4)由MdI=Fr匕得用为Fr=MdC01/1=Md/(V3)=Md(APi310)=10(0.012210)=82N0七、关于齿轮机构的基本问题(共14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Q=170mm,in=2A,m=5mm,a=20o,hs=1,c*=0.25试求：解：基本关系:a=m(z+z2)2=mz(1+z2)2170=5zi(1+2.4)/2zi=20(1)齿轮1、2的齿数21、Z2；(4分)Zi=20Z2=48(2)分度圆直径4；(2分)J=mz=520=100mm(3)齿顶圆直径da1；(2分)=(z+2V)rn=(20+2

8、)5=110mm(4)齿根圆直径dfi；(2分)=(z-2a；-2c*)m=(20-2-20.25)5=87.5mm(5)齿厚S和齿槽宽e；(2分)s=e=机兀/2=5兀/2=7.854mm(6)以及两轮的节圆直径d：、d；和顶隙c。(2分)JrI=Ji=IOOmm;J2=240mmC=C*机=0.25X5=1.25mm八、关于齿轮系的基本问题(10分)11dTtM.Oi2m题8图已知各轮的齿数zi=18,Z2=36,2；=32,Z3=40,zfi=18,4=90o(1)计算图示轮系的传动比Iih(8分)；(2)处的转向如图示，标出系杆”的转向(2分)。解:计算传动比Rh.coZ236Z19=

9、212co?Z118H；H_2-2HCO1-GHZ24-T44一HUGH_Z324_4090_=-=-=-o.zZ；Z；32182一h=6.25H,2=7.25H,2h=G2gh=7.25,ih=i/h=(/2)(2/H)=-2X7.25=-14.5;(2)系杆H的转向与齿轮1的转向相反。九、关于连杆机构作图设计的基本问题(10分)试设计一个曲柄摇杆机构，已知K、和，以下图为对象。1)说明设计的作图步骤(8分)，2)标出最小传动角Vmin(2分)。解：D设计的作图步骤(1)首先按给定的行程速比系数K求出极位夹角仇即。=180。(K1)(K+1)0(2)选取适当的长度比例尺1(mmm),按已知的

10、摇杆长度c和摆角“，画出摇杆在左、右的极限位置CiD和C2D;(3)连接G和C2;(4)作CiMXCiC2;(4)再画出NGQN=90。一仇使QN和GM相交于P点。(5)再作PCiC2的外接圆Cf,题9图则圆弧GPC2上任一点A至G和。2连线的夹角NGAC2均等于极位夹角仇因此，曲柄轴心A可在此圆弧上选取。(6)以G为圆心、以2为半径作圆弧Ga；(7)在辅助圆Cf上试找一A点，试取一半径(-a)作圆，当该圆弧通过Q点且与圆弧Ga相切时，A点即为曲柄的转动中心。由此设计出其他尺寸。(8)因摇杆在两极限位置处曲柄与连杆共线，故ACi=BC+AB,AC2=BC-ABf考虑P1后得4=ab=1(AGAei)12=bc=MACi+AC2)/2以上各步正确都是1分(2分)2)ymin如图所示。