同济大学2011-2012机械原理课程考核试卷B卷(含答案)

（列出求解过程中必要的速度和加速度方程式，判断矢量大小与方向，并绘制速度及加速
度多边形）
解：1）见图
2) 速度分析
vrB3 = vvB1 + 大小 ？ lABω1 方向 //BC ⊥ AB
vvB3B1 ? //BA
2 P23
B P12 ∞
3
1 ω1
P13
ϕ1
C
P34 ∞ 4 h
P24
A P14
vB1 = ω1h / cosϕ1 =6×40/cos300=277.13mm/s
b
ak B3B1
= 2ω1vB3B1 =2×6×160=1920
mm/s2
作加速度多边形.量得:
aB3 = 2217.
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B．ha= han*mt/cosβ；
C．ha= han*mtcosβ；
D．ha= han*mn/cosβ。
8． 切制渐开线齿轮时的根切现象易发生在 D 场合。
A．模数较大；
B．模数较小；
C．齿数较多；
D．齿数较少。
9．以下选项中，不正确的是 D 。
A．斜齿轮的标准参数在法面；
B．圆锥齿轮的标准参数在大端；
= 200π Nm
o
3
3）0 时转速最大、 2π 3 时最小
2π π 3
Mer Med
ϕ
4π
2π
3
ωmax = ωm (1 + 0.5δ ) = 100 × (1 + 0.5 × 0.02) = 10.1rad / s
ωmax = ωm (1 − 0.5δ ) = 100 × (1 − 0.5 × 0.02) = 9.9rad / s
的重合点。
3．铰链四杆机构有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和_____双摇杆机构___.三种基本类型。
4．从动件速度随凸轮转角变化的规律如图所示。在凸轮转角 B 处存在刚性冲击。
5.一对能正确啮合的标准直齿圆柱齿轮，当其中心距增大时，其啮合角将____增大___。
6. 直齿圆锥齿轮的当量齿数Zv与实际齿数Z之间的关系是Zv= Z/cosδ
4） J F
=
ΔWmax δωm 2
=
200π 3
0.02 ×1002
= 1.047Kg.m2 Nm
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六、（12 分）正常齿渐开线标准直齿圆柱齿轮与一标准齿条无侧隙啮合，齿轮为主动件，中 心在O1且逆时针转动。已知 Z1 = 17，m = 6 mm，α=20°,ha*=1。试： 1.按1：1比例标出节点P的位置； 2.画出实际啮合线B1B2；并量出B1B2长度； 3.根据实际啮合线长度及相关数据求重合度εα 。
求：1）等效驱动力矩Med；2）最大盈亏功ΔWmax ；3）最大角速度ωmax和最小角速度ωmin
及其出现的位置；4）飞轮的转动惯量JF。 解：1）
Me/(N·m)
200 × ⎜⎛ 2π + π ⎟⎞
M ed =
⎝ 3 3 ⎠ = 100 Nm
200
2π
2)
Δ Wmax
=
(200
− 100 )×
2π 3
。
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7．蜗杆传动用于传递两 空间交错 轴线的运动和动力。
8．所有齿轮的轴线位置固定不动的轮系称为 定 轮系。
9． 棘轮 机构能将摇杆的连续摆动变成从动件的单向间歇转动。
10．研究机械平衡的目的是部分或完全消除构件在运动时所产生的 惯性力的影响 ，减轻
有害的机械振动，改善机械工作性能和延长使用寿命。
A．0o ； B．90o ； C．角 A； D．角 B； E．角 C。
6． 设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子半径应 C 外凸部分最小曲率半径。 A. 大于理论廓线； B. 大于实际廓线； C. 小于理论廓线； D. 小于实际廓线。
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7．标准斜齿圆柱齿轮齿顶高ha的计算式为 C 。
A．ha=han*mncosβ；
n3 − n6
=
−
Z3 Z1
= − 88 22
−4
重复 转动 副6
复合 铰链 4
1
3
解得： i16
=
n1 n6
=9
齿轮 6 与 1 的转向相同
五、（10 分）已知某机器主轴转动一周为一个稳定运动循环，ωm=100rad/s，取主轴为等效
构件，其等效阻力距Mer如图示，设等效驱动力矩Med为常数，运转不均匀系数δ=0.02。试
A．机构的速度分析；
Ｂ．机构的加速度分析；
Ｃ．II 级机构的速度分析；
Ｄ．III 级机构的速度分析。
4．以曲柄为原动件的曲柄摇杆机构，当 B 的两位置之一时，机构的传动角最小。
Ａ．摇杆处于极限位置；
B．曲柄与机架共线；
Ｃ．曲柄与连杆共线；
Ｄ．曲柄垂直于机架。
5．下图所示的摆动导杆机构中，曲柄是主动件，机构的传动角是 B 。
同济大学课程考核试卷（B 卷）
2011 — 2012 学年第一学期
命题教师签名：
审核教师签名：
课号：041060 课名：机械原理
考试考查：考试
此卷选为：期中考试( )、期终考试( )、重考(√ )试卷
年级 专业
学号
姓名
得分
一、单项选择题（每题 1 分，共 12 分）
1. 平面低副有
C
。
A. 3 个自由度；
4．说明齿轮 6 与 1 的转向相同还是相反。
解:1。F=3n-2PL-PH=3×5-2×5-4=1
2. z2
=
z3
− z1 2
=
88 − 22 2
= 33
2
3.齿轮 1、2、3、6 及机架构成周转轮系 5
齿轮 4、5、6 及机架构成定轴轮系
⎪⎧n 3 ⎪⎩⎨i13
= n4 = −n6 6 = n1 − n6
4．从动件的最大摆角ψmax 。 解：
α
ψmax
基圆
理论廓线
1200
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四、（12 分）在图示轮系中，各齿轮均为渐开线标准直齿轮且标准安装，已知各轮齿数为
z1 = 22 ， z3 = 88 ， z4 = z6 。求：
1．轮系的自由度;
2．齿轮 2 的齿数 z 2 ；
3．求传动比 i16 ;
B.2 个自由度；
C.2 个约束； D.1 个约束
2．下列关于杆组的叙述中， C 是正确的。
A．所有自由度等于 0 的构件组都是基本杆组；
B．III 级杆组的自由度大于 II 级杆组的自由度；
C．基本杆组的自由度一定等于 0；
D．III 级杆组是由三个构件和三个低副组成的。
3．瞬心法只能用于( A )
11．机器的主轴平均转速 nm = 1000 r/min ，机器运转的速度不均匀系数δ = 0.02 ，则该轴
的最大转速 nmax = 1010 r/min 。
12．机构中传动角和压力角之和等于 900
。
三、（12分） 在图示的摆动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮顺时针方向转动。画出
1． 凸轮的基圆和理论廓线； 2．在图示位置时机构的压力角α； 3．凸轮从图示位置转过120°时从动件相对凸轮的位置；
七、（15 分）左图为一割刀机构示意图。 己知固定铰链A、D 位置，摆杆CD 的长度LCD及其左极限位置DC1，割刀F 的位置和其 行程H 均如右图示。若要求割刀的行程速度变化系数K=1.1 ，试求（要求保留作图辅助
线）
1）机构极位夹角θ ； 2）摇杆CD最大摆角ϕ ； 3）求杆长lAB、lBC、 lDE、 lEF。
解：r=mz/2=6×17/2=51mm
rb=rcos200=51cos200=47.92mm
ha=mha*=6×1=6mm
ra=r+ ha=51+6=57mm
1) 见图
2) 见图BB1B2=30.96mm
齿顶线
3) εα=
εα
=
B1 B2 Pb
= 30.96 πm cos 20 0
= 1.748
分度线
Ｃ 蜗轮蜗杆机构;
Ｄ 正弦机构.
12. 回转构件达到动平衡的条件是各偏心质量的 A 。
A.离心惯性力之矢量和、惯性力矩之和均为零;
B.惯性力矩之和为零;
C.离心惯性力之矢量和为零;
D.离心惯性力之代数和为零.
二、填充题（每空 1 分，共 12 分）
1. 由四个构件组成的基本杆组，含有 6 个低副。
2．机构中的速度瞬心是两构件上 速度相等
解 1） θ=180（K-1）/（K+1）=8.57 2）、3）见图
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八、（15 分）在图示正切机构中，已知h= 40 mm，ϕ1=30°，构件 1 以等角速度ω1 =6 rad/s 逆时针转动。
1）在图上标出该机构的所有瞬心；
2）用矢量方程图解法求构件 3 的速度 vr3 和加速度 ar3 。
作速度多边形.量得:
vB3 = pb3 = 320mm / s 向下
vB3B1 = b1b3 = 160mm / s
加速度分析
ar B3 = ar B1 +
大小 ?
l
ω2
AB 1
方向 //BC B → A
ar B3B2 k + 2ω1vB3B1 ⊥ BC向上
ar B3B1 ? //BC
aB1 = ω12h / cosϕ1 =62×40/cos300=1662.77mm/s2
C．蜗杆蜗轮机构的标准参数在中间平面；
D．蜗杆蜗轮机构通常用于增速传动。
10．能将主动轴的连续单向转动转变成从动轴的反向单向间歇转动的机构是 B 。
A．曲柄摇杆机构；B。外啮合不完全齿轮机构；C．内槽轮机构； D。棘轮机构。