华南理工大学机械原理试卷.doc

《机械原理》试卷（B）
考试课程：机械原理 姓名：
学年学期：2007-2008-2 学号：
考试时间：2008-06- 班级：

一. 填空题 （每空1分，共20分）
1．从效率观点出发，机器发生自锁的条件是_________。
2．凸轮的基圆半径越小，机构的结构就越___ ___，但过小的基圆半径会导致压力角__ ___，从而使凸轮机构的传动性能变_ ___。
3．设计滚子从动件盘形凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象时，则在尺寸参数上应采取的措施是1）_____________________，2）_____________________________。
4．用标准齿条刀具加工标准齿轮产生根切的原因是________________________。
5．圆锥齿轮传动的正确啮合条件是：______________________________。
6．常用的间歇机构有1）__________、2）___________、3）_________________。
7. 用范成法切制渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，应满足_______________。
8. 圆锥齿轮的齿廓是 ______ 渐开线。
9. 周转轮系中的基本构件是指________________________________________。
10. 若不考虑其它因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在 ____________。
11. 凸轮机构从动件采用等加速等减速运动规律运动时，将产生 __________________。
12.所谓定轴轮系是指___________________，周转轮系是指____________________； 行星轮系的自由度___________________，差动轮系的自由度_________________。

二. 计算图示齿轮－连杆机构的自由度，并指出哪些是复合铰链。（12分）

三. 在下图的四杆闭运动链中，已知，，，。欲设计一个铰链四杆机构，机构的输入运动为单向连续转动，确定在下列情况下，应取哪一个构件为机架？①输出运动为往复摆动；②输出运动也为单向连续转动。（8分）

四．图示为某机械换算到其主轴上的等效阻力矩Mr 在一个工作循环中的变化规律。设等效驱动力矩Md为常数，主轴转速n=300（转/分），许可的速度不均匀系数[δ]=0.1，如机械中其他各构件的等效转动惯量忽略，试求，安装在主轴上的飞轮转动惯量 JF。（12分）

五. （16分）一对外啮合圆柱齿轮传动的实际中心距，两轮分度圆半径分别为 ：, ，小齿轮的齿顶圆半径 ，齿根圆半径，齿顶高系数，顶隙系数为，压力角 。试求：
　　1）两轮的模数；
　　2）两轮的齿数 ，。

六. 在图示的轮系中，已知各轮的齿数z1=2（右旋）、z2=60、z4=40、z5=20、z6=40，且各轮均为正确安装的标准齿轮，各轮的模数相同。当轮1以n1=900转/分，按图示方向转动时，求轮6 的转速n6的大小和转向（n6的转向以从右向左看，是逆时针转还是顺时针来判别）。 （16分）

七、下图所示的行星轮系中，已知各轮的齿数为z1 = z2 = 20，z3 = 60，各构件的质心均在其相对回转轴线上，它们的转动惯量分别为J1＝J2＝0.01 kg·m2，JH＝ 0.16 kg·m2 ，行星轮2的质量 m2＝2 kg ，模数 m＝ 10mm，作用在系杆 H上的力矩MH＝40 N·m，方向与系杆的转向相反。求以构件 1为等效构件时的等效转动惯量Je和MH等效力矩Me’。(16分)

《机械原理》试题（B）参考答案与评分标准

一、填空题（20分）
1．η≤0 （1分）
2．紧凑，增大，差 （3分）
3. 加大基圆半径；减小辊子半径 （2分）
4. 刀具的齿顶线超过了啮合极限点N1 （1分）
5. 两轮大端上的m和α分别相等。 （1分）
6．棘轮机构，槽轮机构，凸轮式间歇运动机构 （3分）
7. 刀具齿顶线与啮合线交点，不超出被切齿轮的极限啮合点，或Z ≥17。（1分）
8. 球面 （1分）
9. 轴线与主轴线重合，且能直接承受外力矩的构件（1分）
10. 高速轴上 （1分）
11. 柔性冲击 （1分）
12.各齿轮的轴线相对机架都是固定的，至少一个齿轮的轴线相对机架不是固定的；自由度为1，自由度为2。（4分）

二、解：（12分）
（a） ,（5分），
铰链点A为复合铰链（1分）。
（b） ，（3分）
铰链点B、C 、D均为复合铰链。（3分）

三、解： （8分）
①当输出运动为往复摆动时，机构应为曲柄摇杆机构，此时应取四杆中最短杆的相邻杆，即b或d作为机架。（4分）
②当输出运动也为单向连续转动时，机构应为双曲柄机构，此时应取四杆中的最短杆，即a作为机架。（4分）

四、解：（12分）

1）在一个工作循环中，Wd = Wr
∴ Md×2 =300×2 +3000×
∴ Md = 800 (Nm)……(4分)
2）求最大盈亏功[W]
[W]= (3000＋300－800) × = 833.33 … (4分)
3）求 JF
JF =……(4分)

五、解：（16分）
(1) 求两轮的模数
∵， …….（4分）
∴ （mm）…….（4分）
(2) 求两轮的齿数
∵ , ∴ …….（4分）
∵, ∴ …….（4分）

六、解：（16分）

（1）由6-5-4-3-2(H)组成行星轮系，由1-2 组成空间定轴轮系 （2分）
（2），所以， （3分）
（3）∵
∴ （3分）
（4）行星轮系中：
（3分）
且∵ ∴ （3分）
（5）n6 的转向与n2相同，即从右向左看为逆时针方向。 （2分）

七、解：（16分）

（1）当以构件 1为等效构件时的等效转动惯量为
……（3分）
（2）因为…………………….（1分）
又因为，………………………………..（1分）
所以……………（1分）
（3）……（2分）
（4）因为……………..（1分）
又因为，……………………..（1分）
所以……（1分）
所以……（1分）
（5）代入并计算得
……（2分）
当以构件 1为等效构件时MH的等效力矩为
……（2分）

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