1/2北京航空航天大學2023年6月班號學號姓名成績《機械原理》期末考試A卷注意事項：1、閉卷考試2、考試時間：120分鐘題目：一、機構(gòu)自由度計算（14分）………(分)二、機構(gòu)運動分析（14分）…………(分)三、連桿機構(gòu)設計（15分）…………(分)四、凸輪機構(gòu)（14分）………………(分)五、齒輪機構(gòu)（15分）………………(分)六、輪系（14分）……………………(分)七、機械系統(tǒng)動力學（14分）………(分)一、（本題14分）計算題1圖所示系統(tǒng)的自由度。如有復合鉸鏈、局部自由度、虛約束應注明。繪有箭頭的構(gòu)件為原動件，試判斷系統(tǒng)能否成為機構(gòu)？為什么？題1圖答案：E處為復合鉸鏈（2分）桿FI及轉(zhuǎn)動副F，I引入虛約束 （2分）滾子B處為局部自由度（2分）計算部分解法1：n=8,PL=11,PH=1（6分，每個2分）F=3n–2×PL–PH=3×8-2×11–1=1（1分）自由度數(shù)等于原動件數(shù)，所以該系統(tǒng)能成為機構(gòu)。（1分）計算部分解法2：（6分，每個2分）（1分）自由度數(shù)不等于原動件數(shù)，所以該系統(tǒng)不能成為機構(gòu)。（1分）

二、（本題14分）如題2圖所示，構(gòu)件1為原動件，轉(zhuǎn)速為ω1，方向如圖所示。請應用速度瞬心法求構(gòu)件5速度v5，并標出其運動方向。注：只需要給出v5的表達式，不要求給出確切數(shù)值；只需確定必要的瞬心位置，不要求確定所有瞬心位置。題2圖答案：確定P13，P23， （2分）根據(jù)三心定理，確定P12 （2分）P12P13ω1=P23P12ω2 （1分）確定P23，P24，P45，P35， （4分）根據(jù)三心定理，確定P25 （3分）v5=P23P25ω2 （1分）方向向右 （1分）

三、（本題15分）請用作圖法設計類似于題3圖所示的偏置曲柄滑塊機構(gòu)ABC。其中，滑塊的行程H=50mm，偏距e=15mm，行程速比系數(shù)K=1.25。請重新作圖，設計該機構(gòu)。（比例系數(shù)：μ=0.001m/mm）。題3圖答案：由行程速比系數(shù)K求出極位夾角：θ=180*(K-1)/(K+1)=20 （2分） 由H確定C1和C2： （2分）由e確定A所在的水平線位置： （2分）由C1和C2，以及θ確定輔助圓： （3分）輔助圓與過A橫線交點為圓心A位置： （3分）根據(jù)AC1與AC2長度關(guān)系，確定AB和BC長度，畫出各線段長度。（3分）

四、（本題14分）試在題4圖所示的偏置直動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)中，（1）畫出凸輪基圓；（2）標出從動件與凸輪從接觸點C到接觸點D時，該凸輪轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)角；（3）標出從動件與凸輪在D點接觸的壓力角；（4）標出從動件從最低位置到在D點接觸時的位移s。題4圖答案：(1)基圓（4分）(2)（4分）(3)（3分）(4)s（3分）

五、（本題15分）已知一對漸開線直齒圓柱標準齒輪（、、）外嚙合傳動，，小齒輪為順時針轉(zhuǎn)動的主動輪，其齒數(shù)，嚙合角，理論嚙合線長mm。（1）該對齒輪是否為標準安裝？說明理由。（2）試求這對齒輪的模數(shù)及。（3）用作圖法求解該對齒輪在標準安裝條件下的重合度。答案：（1）不是正確安裝。如果是正確安裝，（2分）（2），CN，（4分）（3）（2分）（2分），a'=83.64mm（1分）Pn=πmcos從圖上量?。▓D）（2分）（1分）

六、（本題14分）在題6圖所示的輪系中，已知各齒輪的齒數(shù)為：z1=75，z2=z4=25，z2=20，齒輪1和齒輪3的軸線重合，且z1=z3。組成輪系的各齒輪模數(shù)相同，n4=1000r/min。試求系桿H的轉(zhuǎn)速nH的大小和轉(zhuǎn)向。題6圖答案：對于定軸輪系1-5-3，則有（3分）對于周轉(zhuǎn)輪系4-2-1-H，（3分）對于周轉(zhuǎn)輪系3-2-2-1-H，（2分）注意到雙聯(lián)齒輪系3-2-2-4的裝配關(guān)系滿足，即由此可得（3分）從而有由此導出（1分）代入式中，可得，因此有（1分）負號表示nH的轉(zhuǎn)向與n4相反（1分）

七、（本題14分）題7圖a為某機器傳動系統(tǒng)簡圖。圖中O1為輸入軸，滑塊B為執(zhí)行構(gòu)件。其中，各輪的齒數(shù)為z1=25，z2=50，z3=z5=30，z4=60，z6=90。齒輪2與齒輪3固連，齒輪4與齒輪5固連，曲柄與齒輪6固連。取O4軸為等效構(gòu)件，一個運動周期內(nèi)作用在O4軸的等效阻力矩Mer如題7圖b所示，O4軸上的等效驅(qū)動力矩Med為常數(shù)。軸O4的平均轉(zhuǎn)動角速度為m=2.5rad/s，傳動系統(tǒng)各構(gòu)件在O1軸的等效轉(zhuǎn)動慣量為Je1=1.0kgm2。試求：（1）軸O4上的等效驅(qū)動力矩Med；（2）機械系統(tǒng)在軸O4的等效轉(zhuǎn)動慣量Je4；（3）最大盈虧功ΔWmax；（4）要求速度不均勻系數(shù)0.02，則加在軸O1上的飛輪轉(zhuǎn)動慣量JF至少應為多少？題7圖答案：（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（2分）（2）由等效原理，有