机械原理课程期末模拟试题
三、
m in /8001r n =解：1 齿轮1
齿轮2’，3，4和H 构成周转轮系；（2分） 2 定轴轮系的传动比： 21
22112-=-==
Z Z
n n i （2分） 3 周转轮系的传动比：
在转化机构中两中心轮的传动比为：
()330
90124324314242-=-=-=-=--=
''''Z Z Z Z Z
Z n n n n i H H H （6分）
由于n 4＝0，所以有：
8422121-=⨯-=='H H i i i （2分） 4 齿轮6的转速： min /100880011r i n n H H -=-==
（2分） 25.15
6
6556===Z Z n n i （2分） min /8056
5656r i n i n n H
===
（2分） 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d M 对转角φ的变化曲线，等效阻力矩r M 为常数。各块面积为m N S .801=，m N S m N S m N S .70,.110,.140432=== ，m N S .505=，m N S .306= ，平均转速
min /600r n =，希望机械的速度波动控制在最大转速m in /610max r n =和最小转速m in /592min r n =之
间，求飞轮的转动惯量F J （δ
π2
2max
900
n W J F ∆=，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
Nm S E E W 1402min max max ==-=∆ (4)
运动不均匀系数： n
n n min
max -=
δ (3) 03.0600
592
610=-=
(2)
22
2.18.103
.0600140
900
m kg J F =⨯⨯=π (2) 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r 0；3）标出从动件在B 处接触时的压力角α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、P L = 8 、P H =1 （1分）
3236281L H
F n P P
=--=⨯-⨯-＝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f v ，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：
fv r ⋅=ρ，由力的平衡 设转动副中的总反力为F R
有 F R =Q+P
F R ⨯ρ=(P-Q)D/2
则P （D/2-ρ）=Q （D/2+ρ） 则：P=（D/2+ρ）⋅Q /（D/2-ρ）
＝（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ω=10rad/s ，模数m 均为5mm ，压力角α为20︒。试求：1）被加工齿轮的齿数Z 、齿顶圆直径d a 、基圆直径d b ；2）该齿轮是否根切，为什么？ 解：mm m v r 500501050====././ω（4分） 即mm mZ 502=/则
当m=5mm ，Z=20 （2分）
d=2r=2⨯50=100mm ，
mm m h d d a a 110521002=⨯+=+=*
（3分）
mm d d o b 979320100.cos cos =⨯==α （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）
