机械原理期末考试试卷(及答案)2017

2016－2017 学年第 二 学期 期末 考试试题 B 卷
考试科目：机械原理 考试时间：120分钟 试卷总分:100分 考试方式： 闭卷 考生院系： 机械工程学院
一、判断题（每题 2 分，共 10 分
1、两构件通过面接触而构成的运动副称为高副。

（ X ）
2、作相对运动的三个构件的三个瞬心必在同一条直线上。

（ √ ）
3、转动副的自锁条件是驱动力臂≤摩擦圆半径。

（ √ ）
4、渐开线的形状取决于基圆的大小。

（ √ ）
5、斜齿轮传动与直齿轮比较的主要优点是啮合性能好，重合度大，结构紧凑。

（ √ ）
二、选择题（每题 2 分，共 10 分）
1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。

A 、 从动件的尺寸 C 、机构组成情况
B 、 原动件运动规律 D 、原动件运动规律和机构的组成情况
2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm ，80mm ，100mm ，当以30mm 的杆为 机架时，则该机构为 A 机构。

A 、双摇杆
B 、双曲柄
C 、曲柄摇杆
D 、不能构成四杆机构 3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 B 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。

A 、 一次多项式运动规律 C 、二次多项式运动规律
B 、 正弦加速运动规律 D 、余弦加速运动规律 4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B。

A 、 只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡
B 、 动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来
C 、 静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b 与其直径
D 之比b/D<0.2） D 、 使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡 5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。

A 、 模数 C 、分度圆上压力角
B 、 齿数 D 、前三项
三、简述题（每题 4 分，共 20 分）
1、简述构件和零件的区别和联系？
答：（1）构件：从运动角度讲是不可再分的单位体。

（2）零件：从制造角度讲是不可再分的单位体。

（3）构件可以由多个零件通过刚性联结获得。

2、什么是当量摩擦系数？
答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。

3、什么是四杆机构的“死点”？
答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0，主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为死点。

4、齿轮传动要匀速平稳进行须满足哪些条件？
1） 对齿廓的要求：齿廓满足定传动比的齿廓啮合基本定律。

2） 对重合度要求：齿轮啮合的重合度大于1。

3） 对正确啮合要求：满足正确啮合条件。

5、用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？
答：出现根切现象的原因是刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m ）超过了被切齿轮的啮合极限点N 1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。

四、计算分析题（20分）
1、绘制图1所示的缝纫机下针机构简图（草图）。

(3分)
图1
2、计算图2所示机构的自由度，注意事项应简要说明。

（6分）
1
2
3 4 A
B C
D
小题a ： 其中A 、B 处各有一个转动副，B 处有一个移动副，C 、D 处的移动副记作一个移动
副。

即0'',
0,4,
3=====F p p p n h l ；所以该机构自由度为：
1
0004233')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=）（F p p p n F h l
小题b ： 其中A 、B 、C 、G 、H 处各有一个转动副，F 处为复合铰链有两个转动副，B 处有一个局部自由度，D 、E 处的两个移动副记作一个移动副。

即
1'0',
1,9,
7=====F p p p n h l ， ；所以该机构自由度为：
1
1019273')'2(3=--+⨯-⨯=--+-=）（F p p p n F h l
3、求图示机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。

（6分）
a
图2
b
A
B
C
A
B
C D
E F
G
院系： 班级： 学号： 姓名：
解：ω1/ω3=P 13P 34/P 13P 14=4
P 12
P 34
23
P 13
∞
4、图示为一内燃机的机构简图，分析组成此机构的基本杆组及机构级别。

(5分) 答：
机构可分解成下图。

Ⅱ级机构
因此该机构为：
Ⅱ级机构
五、计算题（24分） 1、已知：在图示机构中，l AB =l BC =l CD =l ，且构件1以ω1匀速转动。

AB 、BC 处于水平位置CD ⊥BC ，试用相对运动图解法求ω3，α3 （μv 和μa 可任意选择）。

（12分） 解： 属于两构件间重合点的问题
思路：因已知B 2点的运动，故通过B 2点求B 3点的运动。

1） 速度分析
3232B B B B v v v =+
方向：⊥BD ⊥AB ∥CD 大小: ? ω12
l ？
在速度多边形中，∵b 3与极点p 重合，∴v B3=0
B
机架与原动件
32B B v
p(b
且ω3＝v B3/ l BD ＝0，由于构件2与构件3套在一起，∴ω2＝ω3＝0 2） 加速度分析
33
323232n t n k r
B B B B B B B B a a a a a a =+=++ 方向： ⊥BD B →A ∥CD 大小: 0 ? ω12
l 0 ？ 在加速度多边形中，矢量'
3b π代表3t
B a
则有：2
233
1t B BD a l αω=== 将矢量'
3b π移至B 3点，可见为α3逆时针。

2、一正常齿制标准直齿轮m =4, z=30, α=20。

，计算其分度圆直径、基圆直径、齿距、齿顶圆
直径及齿顶圆上的压力角。

（5分）
解： d=mz=120 d b =dcos200
=112.76
P=m π=12.56 d a =(z+2)m=128
cos αa =d b /d a =0.881 αa =28.24˚
3、图示轮系中，已知：100,20',60543221======z z z z z z 。

试求传动比i 41。

（7分）
答：
3
5206010020'02152115
-=⨯⨯-=-=--=z z z z i H H H
ωωω （1）
3
1
20602020'3214324114
-=⨯⨯-=-=--=z z z z z z i H H H
ωωωω （2）
由式1、2联立可得：
5.141-=i
六、作图题（每题8分，共16分）
1、对图示机构的各构件作出力分析，画出各构件的受力分析图（不考虑惯性力,考虑摩擦力与不考虑摩擦力分别分析，摩擦角和摩擦圆大小自定）。

3t
B a
32r
B B a
b 3'
1
2
3
4
d
M F
2、请在图中画出一个死点位置、最小传动角的位置以及图示位置的压力角。

解：作图：AB 处于垂直位置时存在最小传动角。

AB 1C 1为死点位置。

压力角如图。

A
B 1
C 1
B
γα
C C 2
B 2
min
考虑摩擦各构件
不考虑摩擦各构件。