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。题3图正弦机构90；0。；45oo5 .机构具有确定运动的条件为。自由度

2、大于1;自由度等于1;自由度21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。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

3、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 .较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z22%：/sin2az217。三、计算图示机构的自由度，若有复合较链、局部自由度或虚约束，需明确指出。（每题5分，共10分）尸=3X(N-I)-2XP1-IXPhF=3(7-1)

4、-28-11=1F=3(N-1)-2P-IXPhF=3(5-1)-25-1X1=1或F=3(6-1)-26-11-1=1四、作图计算（6分）图示为一平面六杆机构，主动件1的角速度助=IOrads,比例尺四=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的速度匕。解：VB2=)IB=S1X08=10义5X12.2=610mms=0.610m/s=Vb2Vb3B2Vb3=0.48m/sVb3=0.22m/sVc4=Vic3C3一U6题4图V5=Vbi=0.238m/s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，以主轴为等效构件时，其等效阻力矩的变化规律如图示。

5、设等效驱动力矩为常数，运动周期为2系统的等效转动惯量为常数（不包括E轮的），=1kgm2o主轴平均转速m=970rmin,运转速度不均匀系数3=0.01。试求：(1)等效驱动力矩Md；(4分)解：fd2=120032+1200(2-32)2,Mj=IO50Nm=27m60=2970/60=101.58rad/s(2)最大盈亏功Wmax；(4分)M=(Io501200)32=-706.86Nm,卬2=(10501200)(0.5一0.4375)/2=-14.73Nm,W3=1050X0.4375n2=721.58Nm,对Wi累力口：0-706.86-721.580Wmax=0-(-721.58)

6、=721.58Nm,(3)安装在主轴上的飞轮转动惯量Jf。(4分)F=Wma(2m5)-Jc=721.58(101.5820.01)-1=7-1=6kgm2六、关于凸轮机构的基本问题（共10分）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，量出基圆半径儿；（2分）（2）在图上标出该位置时从动件的压力角a；（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E的大小。（3分）解：(1)基圆半径/0如图所示，(2)、(3)压力角与

7、位移S如图所示;(4)由Mmi=R1得尸r为Fr=Md/V3=W(V3)=Md(AP3IO)=10(0.012210)=82N。七、关于齿轮机构的基本问题(共14分)己知一对标准安装(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=170mm,i2=2.4,tn=5mm,=20o,居*=1,c*=0.25o试求：解：基本关系：a=m(zi+z2)/2=，zi(1+ii2)/2170=5z(1+2.4)/2z=20齿轮1、2的齿数zi、Z2：(4分)Zi=20z2=48(2)分度圆直径4；(2分)Ji=ZMz=520=100mm(3)齿顶圆直径4i；(2分)Ja=(z+2V)m=(20+2

8、)5=110mm(4)齿根圆宜径而；(2分)=(z-2/,；-2c)m=(20-2-20.25)5=87.5mm(5)齿厚S和齿槽宽e：(2分)s=e=m2=52=7.854mm(6)以及两轮的节圆直径I：、d；和顶隙c0(2分)必=100mm；d%=d2=240mmc=c*w=0.255=1.25mm八、关于齿轮系的基本问题(10分)题8图已知各轮的齿数Zi=18,Z2=36,Z：=32,Z3=40,z,3=18,z4=90o(1)计算图示轮系的传动比iiH(8分)；(2)加的转向如图示，标出系杆”的转向(2分1解：(1)计算传动比加gH=(2)(H)=2X7.25=-14.5;(2)系杆H

9、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)题9图(2分)试设计一个曲柄摇杆机构，己知K、c、勿和小以下图为对象.1)说明设计的作图步骤(8分)，2)标出最小传动角Rnin(2分)。解：1)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8=180。(K-1)(C+1)o(2)选取适当的长度比例尺1(m/mm),按已知的摇杆长度c和摆角画出摇杆在左、右的极限位置CiO和C2D;(3)连接Ci和C2;(4)作GC1C2;(4)再画出NC1C2=90。一0,使C2N和GM相交于P点。(5)再作APGQ的外接圆G，则圆弧GPCz上任一点A至G和C2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、以北为半径作圆弧Ga;(7)在辅助圆G上试找一A点，试取一半径(bo)作圆，当该圆弧通过C2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AC1=BC+AB,AC2=BC-AB,考虑1后得o=ab=1(ACAC?)/2%=bc=1(AG+AC2)/2以上各步正确都是1分2)Tmin如图所示。