二00四至二00五学年第一学期期终试卷.doc

一．(5分 ) 有一同学设计牛头刨床机构简图如图示。该设计是否正确？为什么？若不正确，试画出改进后的简图。

解：
　　此设计自由度等于零，不能运动，所以不正确。
　D处结构可改为：

二．(5分 ) 试计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度、虚约束，须在图中指出。

解：虚约束、局部自由度如图示。
解法一：

解法二：

三． (5分 ) 在图示三种机构中
( 1 ). 存在哥氏加速度的机构是 _a_)__b)___；
( 2 ). 在存在哥氏加速度的机构图上标出的方向，并写出其大小计算的表达式(只在其中一个图上表示出即可)。

方向如图示。

四．(5分) 图示摆动尖端从动件盘形凸轮机构。已知ω1，试利用速度瞬心法求构件 2 的角速度ω2( 写出其大小的表达式)
并标出压力角。

解：　　速度瞬心如图示
　　顺时针向转动
压力角如图示。

五．(8分) 在图示干草压缩机机构简图中，已知ω1及各杆尺寸、 BE=EC 。试在图 b)的基础上()

求活塞5的速度。要求写出速度矢量方程并分析大小及方向。

解：　　　　　　　　　　　有速度影像原理求出E点的速度影像e　　　　　
　 方向 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 水平 　√　
　 大小　　？　ω1lAB　？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　？ 　 √　 ？

　 方向水平向右。

六．(5分)曲柄摇杆机构如图示，在图上作出：

( 1). 以摇杆CD为原动件时机构的死点位置；
( 2). 若以曲柄AB为原动件时，输出构件CD顺时针摆动为工作行程，要求机构具有急回特性，将曲柄AB的转动方向标在
图上，并说明原因。

解：1) 　死点位置为AB 1C 1D和AB 2C 2D
　　(2). 曲柄AB的转动方向如图示，顺时针向。因为输出构件CD顺时针摆动时，对应曲柄顺时针转过。

七．(10分)已知四杆机构 ABCD中连杆平面上的一条标线BE 的两个位置B1E1、B 2E2及固定铰链 D 如图示，
当CD杆在极限位置C2D 时处于铅垂位置。
( 1). 试确定各杆的长度(保留作图过程线)；
( 2). 判断该机构的类型(写出判断依据)。

解：(1) 　AB2C 2D 即为所求机构的第二个位置。
　　 (2) 　lAB=10.82mm　　lBC=51.51mm　　　lCD=38.61mm　　　lAD=64.98mm
　　　　lmin+lman=10.82+64.98=75.8mm<51.51+38.61=90.12mm　　　且lmin的邻杆为机架
∴ 该机构为曲柄摇杆机构 。

八．(8分)图示为一偏置直动从动件盘形凸轮机构。要求：

( 1). 在图上标出图示位置推杆的位移 S 及压力角；
( 2). 在图上标出当滚子在 A 点接触时，推杆的位移SA 及压力角A以及凸轮相对图示位置转过的角度。

九．(10分)在图示的锁紧机构中，Md为驱动力矩、FQ为阻力。图中虚线小圆为摩擦圆，φ为摩擦角。

试在图中画出各运动副中的反力(必须注明脚标)。

十.(5分) 图示为一曲轴，已知两个不平衡质径积 ，位置如图。问：该轴是否静平衡？

是 否动平衡？若不平衡，求在已选定的两平衡基面Ⅰ、Ⅱ上需加的平衡质径积mb1r b1 和mb2r b2的大小与方位。

解： ∴ 该轴静平衡而不动平衡。
为 使该轴达到动平衡，则应
即： 　　　 方位如图示。

十一.(10分) 图示轮系中，已知：Z1=24 、Z1′=30、Z2=96、Z3=90、Z3′=100、Z4=80、Z4′=40、Z5=50、
Z5′=1、Z6=100、n1 =300r/min ，转向如图示。试计算蜗轮 6 的转速n6并将转向标在图上。

解： 齿轮3′、4—4′、5、 2(H)组成差动轮系　8
　　 齿轮1—1′、2、3组成定轴轮系　　　　　　　　　　
　　 齿轮5′、6组成定轴轮系

n2、n３转向相反，以异号代入得：
　　　n５与n2转向相同，与n1转向相反。
　　逆时针转向，如图示。

十二.(8分)某机械以其主轴为等效构件，已知主轴稳定运转一个周期的等效驱动力矩Med和等效阻力矩Mer变化

情况如图所示，并已算出曲线所包围的各块面积所代表的盈亏功的值为：f 1 =170 、 f 2 =230 、 f 3 =70 、 f 4 =160 、 f 5 =290 、
f 6 =190， 单位为Nm，平均角速度ωm =40rad/s ，许用速度不均匀系数[δ]=0.04 。
(1). 试根据周期变速稳定运转的条件求 f 7 值；
(2). 若不计飞轮以外构件的转动惯量，试计算装在主轴上的飞轮转动惯量 J F；
(3). 指出主轴ωmax 与ωmin 的位置。

解：(1).在一个循环中，Wd=Wr　　∑△W＝0
　　 　　即：　f 1+ f 2+ f 3 + f 4+ f 5 +f 6+f 7＝0
　f 7＝－(f 1+ f 2+ f 3 + f 4+ f 5 +f 6)=－(170+230－70+160－290+190)=50
　　(2). 作功能增量指示图，得：

　　(3). ωmax出现在φb处，ωmin出现在φe处 。

得 分

十三.一对高度变位的直齿圆柱齿轮传动，已知：Z1 =12，x1 =0.5，Z2=34，x2=－0.5，模数m =2mm，

试问：
(1). (3分)用范成法齿条形刀具加工该对齿轮是否发生根切？为什么？
(2). (7分)计算该对齿轮的重合度， 并作出单齿啮合区和双齿啮合区的示意图；
(3). (6分)若现须将大齿轮2 齿数改为 Z2′=33，而安装中心距及小齿轮1仍用原来的，试求齿轮 2′ 的变位系数x2′ 。
注：
解：(1).　 　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　
∴ 用范成法齿条形刀具加工该对齿轮不会发生根切。
　　(2).　

　(3).　齿轮2的齿数改为33后，实际中心距　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　理论中心距　
　　　　　　　　∴ 采用正传动。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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