机械原理2001—2002学年(1)b.doc

西南交通大学2001—2002学年（1）学期考试试卷
课程名称 机械原理 （B） 成绩

一、(14分) 渐开线直齿圆柱齿轮—齿条传动，已知齿轮的基本参数为
。
1． 确定正确安装时，齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离；
2． 推出正确安装时，实际啮合线B1B2的长度。

二、（10分）现要设计一个连杆机构实现滑块A和滑块B之间的位置对应关系： 。试用位移矩阵法（即：矢量旋转变换法）建立机构的设计方程，并确定出能够精确实现滑块A和滑块B之间的位置对应关系的最大数目。

三、（16分）图示凸轮—连杆机构，凸轮1为主动件。
1． 拆出机构中所含的基本杆组，并确定机构的级别；
2． 在图a中确定出图示位置时，构件1、4的速度瞬心；
3． 在图b中，M1为驱动力矩，F为工作阻力，不考虑重力、惯性力等，并设所有移动副、高副的摩擦角均为，所有转动副的摩擦圆半径为。画出图示位置时各个运动副反力的作用线和方向；

a b
4． 若经过质量替代，在凸轮的点S1处有质量m1，试提出两种凸轮轴平衡的方案。

四、（12分）在下列机构示意图的基础上，根据设计要求，通过修改或增加构件和运动副的方法，完成机构示意图的设计。

1． 设计要求：要求输出构件具有急回作用（其中AB为原动件，并作匀速转动）；

2． 设计要求：输出间歇转动（其中AB为原动件，并作连续转动）

五、（18分）图示平面齿轮—连杆机构
1． 计算机构的自由度，如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出。
2． 如果已知齿轮Z2’和齿轮Z4的基本参数：齿数分别为Z2’， Z4、模数m、分度圆压力角、齿顶高系数、径向间隙系数、变位系数分别为。当齿轮Z2’和齿轮Z4为正确安装时，构件1的长度应为多少？
3． 设构件1的角速度为，为逆时针方向转动，试确定齿轮4的角速度的大小和转向；
4． 如果构件1、3、5的质心分别位于铰链点A、D、F，并且绕其质心点的转动惯量均为，构件2的质心在构件BC的中点，质量为m2, 绕质心点的转动惯量为，齿轮Z2’的质心在铰链点B，质量为m2’，绕质心点B转动惯量为，齿轮Z4的质心在铰链点A，绕点A的转动惯量为，在构件1上作用有驱动力矩M1, 在齿轮Z4上作用有工作阻力矩M4，不计重力等其他力的影响。试以构件1为运动等效构件，写出系统的运动方程式。
在以下六、七、八、九题中任意选作两题，务必标明题号。

六、（15分）图示轮系，已知，，，蜗杆1为右旋、单线蜗杆，转向为顺时针方向。
1． 确定传动比和，并确定构件A、B的转向；

2． 确定该轮系的自由度。

七、（15分）图示机构，已知机构的结构尺寸和固定铰链点A的坐标、原动件AB的角运动。
1． 现要确定铰链点 C的运动，试按照求解的顺序写出各个位置方程，并简要说明如何求它的速度和加速度；
2． 如果图示比例为。试确定在构件AB转动一周中，连杆BC的摆动范围。

八、（15分）试拟定恐龙张嘴伸舌机构系统的示意图。要求上、下颚张嘴动作与舌头伸缩动作协调，舌头伸至远端时，应有短暂停歇。
九、（15分）图示铰链四杆机构，设并且。
1． 证明。其中为构件CD的角速度，为构件AB的角速度，如图中所示；
2． 设计一个高副机构来实现同样的传动比（简要说明设计的过程和方法即可）