航天大學2012年6月5日

班級__________ 學號__________ 姓名__________ 成績__________《機械原理》期末考試卷注意事項：1、請將解答寫在試卷上； 2、草稿紙上的解答不作為批改試卷的依據(jù)； 3、圖解法解答請保留作圖過程和作圖輔助線。題目：一、機構(gòu)自由度計算…………(14分)二、機構(gòu)運動分析……………(14分)三、連桿機構(gòu)設(shè)計……………(15分)四、凸輪機構(gòu)…………………(14分)五、齒輪機構(gòu)…………………(15分)六、輪系………………………(14分)七、機械系統(tǒng)動力學…………(14分)一、計算圖示機構(gòu)的自由度，并判斷該機構(gòu)運動是否確定。若有復合鉸鏈、局部自由度或虛約束，必須指出。共14分小滾子處G有局部自由度（1分）桿EF及運動副E和F為虛約束（2分）C處為復合鉸鏈（2分）（5分）（3分）自由度數(shù)=原動件數(shù)目,該機構(gòu)運動是確定的。（1分）

二、在圖示鉸鏈四桿機構(gòu)中，已知最短桿a=100mm，最長桿b=300mm，c=200mm，（1）若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，試求d的取值范圍；（2）若以a為原動件，當d=250mm時，通過作圖法標出該機構(gòu)的最小傳動角min。共14分若使該機構(gòu)成為曲柄搖桿機構(gòu)，則mm（4分）又b為最長，所以（3分）（2）機構(gòu)的最小傳動角如下圖所示。（7分）

三、試用圖解法設(shè)計一鉸鏈四桿機構(gòu)。已知行程速度變化系數(shù)K=1.5，機架長lAD=100mm，搖桿的長度lCD=75mm。又知搖桿的一個極限位置與機架間的夾角=45，試用圖解法求其曲柄的長度lAB和連桿的長度lBC（保留作圖線，并簡要敘述作圖步驟）。共15分作圖步驟：（1）計算極位夾角：。（3分）（2）取比例尺，根據(jù)機架、搖桿長，搖桿的一個極限位置與機架間的夾角等條件畫出A、D、C1的位置。（3分）（3）連接AC1，作角C1AC2=36得直線AC2。（3分）（4）以D點為圓心、DC1為半徑作圓弧，與直線AC2交C2點。（3分）（5）量取AC1和AC2的長度，再以A鉸鏈點為圓心，(AC2-AC1)/2為半徑畫圓，交AC2于B2點。由圖量得AB2=16mm，B2C2=40mm，因此得到（3分）

四、試在圖示的偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)中，（1）畫出該凸輪的基圓和理論廓線；（2）標出該位置時從動件的壓力角；（3）標出該位置時從動件的位移s，并求出該位置時從動件的速度。共14分基圓如圖（3分）如圖示（5分）如圖示（3分）s如圖示（3分）作圖結(jié)果如下圖所示。

五、一對在儀器中工作的漸開線標準直齒圓柱齒輪，已知m=2mm，=20°，。經(jīng)過精密測量，中心距為101mm，傳動比i12=1.5。問：（1）判斷該二齒輪是否符合正確安裝？請給出詳細計算說明；（2）若其中小齒輪齒數(shù)為z1=40，兩齒輪的嚙合角等于多少？（3）該對齒輪傳動的齒頂間隙為多少？共15分（1）假設(shè)齒輪傳動的標準中心距為a=101mm，則有（7分）所以不符合正確安裝。（2）由得（4分）（3）兩輪的齒頂間隙為（4分）

六、如圖示輪系，已知Z1=22，Z2=16，Z3=17，Z4=88，Z4'=30，Z5=32，Z6=60，輪1的轉(zhuǎn)速n1=1000r/min，方向如圖所示。求輪6的轉(zhuǎn)速n6的大小及方向，并在圖上標出n6的方向。共14分差動輪系1－2－3－4－H:（5分）定軸輪系4－5－6：（3分），，，r/min（4分）的轉(zhuǎn)向與相反（2分）

七、已知某機器主軸轉(zhuǎn)動一周為一個穩(wěn)定運動循環(huán)，取主軸為等效構(gòu)件，其等效阻力矩Mer如圖所示，設(shè)等效驅(qū)動力矩Med為常數(shù)，等效轉(zhuǎn)動慣量忽略不計。試求：（1）最大盈虧功ΔWmax；（2）指出最大角速度和最小角速度出現(xiàn)的位置；（3）設(shè)主軸的平均角速度為m=100rad/s，在主軸上安裝一個轉(zhuǎn)動慣量為JF=0.5kgm2的飛輪，求運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)。共14分（1）一個周期內(nèi)等效驅(qū)動力矩所作的功與等效阻力矩所作的功相等，有（1分）（1分）（1分）求各點盈虧功如下：點：（1分）點：（1分）點：（1分）點：（1分）點：（1分）可知點盈功最大，、點虧功最大，最大盈虧功：（1分）（2）在、點速度最小