试题1
一、填空题（每空2分，共20分）
1、 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低副 。
2、 斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑 。 二、简答题（15分）
1、 何谓四杆机构的“死点”？
答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0，主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为死点。
2、 用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？ 答：出现根切现象的原因：
刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m）超过了被切齿轮的啮合极限点N1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。
避免根切的方法：
a) 减小齿顶高系数ha* b) 加大刀具角α c) 变位修正
三、计算题（45分）
1、 计算如图1所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2） G D E C F
C
D B B
A A
a b
图1 小题a： 其中A、B处各有一个转动副，B处有一个移动副，C、D处的移动副记作一个移动副。即n?3,pl?4,ph?0,p'?F'?0 ；所以该机构自由度为：
F?3n?(2pl?ph?p')?F'?3?3?（2?4?0?0）?0?1
小题b： 其中A、B、C、G、H处各有一个转动副，F处为复合铰链有两个转动副，B处有一个局部自由度，D、E处的两个移动副记作一个移动副。即
n?7,pl?9,ph?1,p'?0，F'?1 ；所以该机构自由度为：
F?3n?(2pl?ph?p')?F'?3?7?（2?9?1?0）?1?1
2、 如图2所示机构中，各尺寸为： lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50mm，lDE=40mm，曲柄
以等角速度ω1=10 rad/s运动，试用图解法求机构在?1?45时，点D和E的加速度，以及构件2的角速度和角加速度。（15分）
D 3 2 A 4 E B 1 ? ω1 1?图2
解：以μl=0.0025m/mm作机构的位置简图，如图a所示。此机构中构件2和摇块3组成移动副，且构件2作平面一般运动，选C（C2和C3）为重合点，则Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0,ω3=ω2，α3=α2。
i. 速度分析
图a 图b
图c
vB??1lAB?10?0.03?0.3m/s
vC2方向大小?vB?AB??vC2B?BC？0?vC3?vC2C3//BC ？取μv=0.005m·s-1/mm作上式的速度图（图b），再根据速度影像原理得点d及e。
vD??vpd?0.005?45.2?0.23m/s（沿pd方向） vE??vpe?0.005?34.4?0.17m/s（沿pe方向）?2?ii.
?vbc2lbc?0.005?48.5 ?2.00rad/s（瞬时针）0.123加速度分析
naB?aB??12lAB?100?0.03?3m/s2
n222aC2B??2lBC?2.00?0.123?0.49m/s
k2aC（方向D?E） 2C3?2?3vC2C3?2?2?0.005?34.5?0.69m/saC2大小?aB?n?aC2Bt?aC2B?aC30t?aC2C3r?aC2C3方向B?AC?B??BC？?BC?//BC ？以μa=0.04m·s-2/mm作加速度图（图c），再加速度影像原理得点d’和e’，由图可得：
aD??ap'd'?0.04?65.14?2.61m/s2aE??ap'e'?0.04?71.01?2.84m/s2 （沿p'd'方向） （沿p'e'方向） （顺时针）t''aC?an2c20.04?25.852B?2????8.41rad/s2lCBlCB0.123
3、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。已知z1=18，z2=36，模数m=3，压力角
*α与齿顶高系数ha为标准值，试求：（10分）
1) 该圆柱齿轮机构的传动比i12
2) 两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆上齿厚 3) 求两轮的中心距 答：
a) 该圆柱齿轮机构的传动比
i12?b) 两轮的分度圆直径：
z236??2 z118d1?mz1?3?18?54mm d2?mz2?3?36?108mm
齿顶圆直径：
*da1?(z1?2ha)m?(18?2?1)?3?63mm *da2?(z2?2ha)m?(36?2?1)?3?117mm
齿根圆直径：
*df1?(z1?2ha?2c*)m?(18?2?1?2?0.25)?3?46.5mm
*df2?(z2?2ha?2c*)m?(36?2?1?2?0.25)?3?100.5mm
基圆直径：
db1?d1?cos??54?cos20??50.74mm db2?d2?cos??117?cos20??109.94mm
分度圆上齿厚：
s?c) 两轮中心距：
?m2?3.14?3?4.71mm 2a?d1?d254?108??81mm 22
四、设计题（10分）
设计一导杆机构，已知机架长度100mm，行程速比系数K=1.5。（要求保留作图轨迹，以及必要的文字说明） 解：
导杆机构的极位夹角??180??(K?1)180??(1.5?1)??36?
K?11.5?1根据导杆机构的特性知：???；其中?为导杆的摆角 作图步骤：
a) 作?mDn????
b) 作?mDn的角平分线，在该线上取lDA?d?100mm（即机架长度） c) 过A点作导杆任一极位的垂线AC1（或AC2），其即为曲柄，故
a?dsin(?/2)?100?sin(36/2)?30.90mm
试题2
二、简答题（每小题5分，共25分）
3、 机械的“平衡”与“调速”都可以减轻机械中的动载荷，但两者有何本质区别？ 答：1)机械平衡是通过消除或减小惯性力和惯性力矩来减轻机械中的动载荷。
2)调速是使机械的运动避开其共振区域，从而减小轴的挠度，获得减轻机械中动载荷的目的。
4、 简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优缺点？ 答：优点：
（1） 啮合性能好：逐渐啮入，逐渐啮出，传动平稳，噪音小。 （2） 重合度大：降低每对齿轮的载荷，提高承载能力。 （3） 结构紧凑：避免根切的最小齿数小。 缺点：运转时有轴向力。
三、计算题（共45分）
2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度. 答：见图所示。活动构件n=7；低副pl=10；
所以机构的自由度为
C
B E A F G
D H F?3n?(2pl?ph?p')?F'?3?7?(2?10?1?0?0)?0?1
3、试求机构在图示位置的全部瞬心。(5分)
3 P23 A P13 C 2 B P12 1
2机械原理考试试题及答案
