机械原理课程期末模拟试题 注意：装订线左侧请不要答题，请不要在试卷上书写与考试无关的内容，否则将按相应管理规定处理。 院系: 题号 一 得分 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总 分 得分： 注意：本试卷共4页，七道大题，满分100分，考试时间为120分钟。 一、填空题。（本大题10分，每空1分） 1. 铰链四杆机构曲柄存在条件 最长与最短构件长度之和小于或等于其余两杆长度之和；最短构件为连架杆或机架。 2. 平面连杆机构具有急回特性在于 机构极位夹角 不为零。 3. 转动副发生自锁的条件是 驱动轴颈的力的作用线割于或切于摩擦圆时 。 专业: 4. 机构具有确定运动的条件是 机构自由度大于零且等于原动件数 。 班级: 5. 压力角? 越 小 ，传动角? 越 大 ，机构的传力性能越好。 姓名: 6. 渐开线直齿圆柱齿轮发生根切的条件是 刀具顶线超过被加工齿轮的极学号: 限啮合点。 7. 渐开线齿轮瞬时传动比恒定的原因是 根据齿廓啮合定律，渐开线轮齿在任一齿阔位置啮合时，其啮合点的公法线是唯一的，是两基圆的内公切 线 。 8. 一对渐开线标准直齿轮标准安装时，其各自的 分度圆 和节圆重合。 9. 渐开线直齿轮连续传动的条件为 重合度大于等于1 。 得分： ??30，Z3?30，Z4?90，Z5?20，Z6?25，三、在图示的混合轮系中，已知Z1?20，Z2?40，Z2n1?800r/min，求传动比及齿轮Z6的转速n6。 10. i1H渐开线齿轮传动的可分性是指 齿轮实际中心距与设计中心距稍有偏解：1 齿轮1和2构成定轴轮系，齿轮5和6构成定轴轮系， 齿轮2’，3，4和H构成周转轮系；（2分） 2 定轴轮系的传动比： i12?n1Z??2??2 （2分） n2Z13 周转轮系的传动比：
在转化机构中两中心轮的传动比为：
i2H?4?n2??nHZ901ZZ???1?34??4????3 （6分）
n4?nHZ2?Z3Z2?30由于n4＝0，所以有：
i1H?i12i2?H??2?4??8 （2分） 4 齿轮6的转速： nH?i56?n6?n1800???100r/min （2分） i1H?8n5Z6??1.25 （2分） n6Z5n5nH??80r/min （2分） i56i56 齿轮6的转向如图所示 （2分）
四、图示为某机械系统的等效驱动力矩Md对转角?的变化曲线，等效阻力矩Mr为常数。各块面积为S1?80N.m，S2?140N.m, S3?110N.m, S4?70N.m，S5?50N.m， S6?30N.m，平均转速
n?600r/min，希望机械的速度波动控制在最大转速nmax?610r/min和最小转速nmin?592r/min之
间，求飞轮的转动惯量JF（JF?900?Wmax?n?22，其余构件的转动惯量忽略不计）。
解：根据阻力矩和驱动力矩的作用绘制系统动能 变化曲线， （5） 找到最大、最小动能点； (2) 求最大盈亏功
?Wmax?Emax?Emin?S2?140Nm (4)
运动不均匀系数： ???nmax?nmin (3) n610?592?0.03 (2) 600JF?900140?1.18kg.m2 (2) 22??600?0.03五、已知一凸轮机构如图所示，凸轮为一半径为R的圆盘，偏距为e，试：1）试具体写出该机构的名称；2）画出凸轮的基圆，标出半径r0；3）标出从动件在B处接触时的压力角?及位移S。4）标出当凸轮和尖端从动件接触点从A到B点过程的凸轮转角δ。 解：偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构（2分） 其余答案如图所示（每题2分）
六、已知： BC//DE//GF，且分别相等，计算平面机构的自由度。若存在复合铰链、 局部自由度及虚约束，请指出。 解：
DE构件引入的铰链为虚约束；（1分） I（或J）移动副为虚约束； （1分） 铰链B为局部自由度。 （1分） n=6、PL= 8 、PH=1 （1分）
F?3n?2PL?PH?3?6?2?8?1＝1 （4分）
七、定滑轮机构如图，1为支架，2为滑轮，若已知滑轮直径为D，轴颈半径为r ，当量摩擦系数为fv ，设绳子和工作面间无滑动，Q为重物的重力。试求使重物等速上升时所需的铅直拉力P。 解：
??r?fv，由力的平衡 设转动副中的总反力为FR
有 FR=Q+P
FR??=(P-Q)D/2
则P（D/2-?）=Q（D/2+?） 则：P=（D/2+?）?Q /（D/2-?）
＝（D/2+rfv）?Q /（D/2-rfv）
八、范成法加工标准直齿轮，采用标准齿条形刀具，已知被加工齿轮与齿条刀具标准安装，
齿条移动速度v=0.5m/s，齿轮角速度?=10rad/s，模数m均为5mm，压力角?为20?。试求：1）被加工齿轮的齿数Z、齿顶圆直径da、基圆直径db；2）该齿轮是否根切，为什么？ 解：r?v/??0.5/10?0.05m?50mm（4分） 即mZ/2?50mm则
当m=5mm，Z=20 （2分）
d=2r=2?50=100mm，
*da?d?2ham?100?2?5?110mm（3分）
db?dcos??100?cos20o?93.97mm （3分）
不根切，因为齿数大于标准直齿轮不发生根切的最少齿数17，故不发生根切。（3分） 九、图示铰链四杆机构各构件的长度为a=240mm，b=600mm，c=400mm，d=500mm。试问：（1）当取杆4为机架时，是否有曲柄存在？为什么？（2）若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构？如何获得？（3）若a、b、c 三杆长不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围为何值？（本题15分） 解：
(1）当取杆4为机架时：用杆长条件，最短杆长(a＝240mm)+最长杆长（ b=600mm）?其余两杆之和（c+ d =400mm， +500mm），符合条件；而且最短杆1为连架杆，故杆1为曲柄。（5分）
（2）可以。当取杆1为机架时，得双曲柄机构；
当取杆3为机架时得双摇杆机构。（4分） （3）当d为最长杆，即d?600mm时，
有（240+d）mm?(600+400)mm ，所以600mm?d?760mm 当240mm?d?600mm时
，有（240+600）mm?(d+400)mm，所以440mm?d?600mm 所以d的取值范围为440mm?d?760mm（6分）
机械原理期末模拟试题答案
