重庆大学2012-2013(1)机械原理试题A卷

重庆大学 机械原理 课程试卷2012 ~2013学年 第 一 学期开课学院： 机械工程 课程号： 11033635考试日期： 2013.1.6考试方式：考试时间： 120 分钟一、平面机构结构分析（15分）1. 计算图1所示机构的自由度，明确指出其中的复合铰链、局部自由度或虚约束；（7分）2. 画出该机构图示瞬时除去虚约束后的低副替代机构示意图；（3分）3. 取与机构自由度数相同且做定轴转动的连架杆为原动件，对低副替代机构进行结构分析。

要求画出机构拆分后的驱动杆组（原动件和机架）和基本杆组，并确定机构的级别。

（5分）二、平面连杆机构分析与设计（25分）1. 已知一曲柄滑块机构，其行程速比系数K =1.4，曲柄等速转动，机构工作行程（慢行程）的时间为7秒，试确定：（5分）（1）该机构属于什么类型的曲柄滑块机构？其极位夹角θ =？（2）机构空回行程（快行程）所需时间是多少？该机构曲柄每分钟转多少转？ 2. 图2所示为按比例尺μl 画出的机构运动简图，DE ⊥DC ，图示瞬时，DC 处于水平位置，其延长线通过点A ，α=45︒。

（10分）（1）设ω1为常数，用相对运动图解法列出求解v B3的矢量方程式（要标注出各已知参量的大小和方向）；能否利用速度影像原理求解图示瞬时构件3上E 点的速度v E ？ （2）自选速度比例尺μv ，画出求解机构在图示瞬时v E 的速度多边形，写出计算构件3的角速度ω3的表达式，确定ω3的转向；（3）图示瞬时，构件3与构件2在重合点B 处的加速度关系式中是否有哥氏加速度a K B3B2？若有，其大小和方向如何确定？命题人：机械原理教学组组题人：秦伟审题人：宋立权命题时间：2012.12教务处制学院 专业、班 年级 学号 姓名公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密图1图23. 试设计一曲柄摇杆机构，已知行程速比系数K=1.5，机架长度l AD=100mm，曲柄为主动件。

当摇杆在右极限位置时，曲柄AB2与机架夹角为30︒，如图3所示（图中μl=0.002m/mm），当摇杆在左极限位置时，机构压力角α=30︒。

１-1．图题1-1是由点(线)接触所构成的运动副。

试分析计算它们的自由度数量和性质，并从封闭形式和受力状况与相对应的面接触低副进行比较。

1-2．观察分析工作原理，绘制机构运动简图，计算机构自由度。

题图１-２a为一夹持自由度。

实线位置为从上输送带取出工件（夹头处于夹紧状态）；虚线位置为将工件放到下输送带上（夹头松开）。

该机构是由行星轮系、凸轮机构及连杆机构组合而成。

题图１-２b是为了减小活塞与汽缸盖之间的摩擦而设计的一种结构形式的内燃机，画出它们的机构运动简图、计算其自由度。

分析结构中存在的虚约束和它们是如何来实现减小摩擦这一目的的。

题图１-２c为一种型式的偏心油泵，画出其机构运动简图，计算其自由度，并分析它们是如何由运动简图演化得到的。

题图１-２d为针织机的针杆驱动装置的结构示意图，绘制其机构运动简图及运动链图。

１－3．用公式推导法，求出Ｆ＝１、Ｎ＝１０的单铰运动链的基本结构方案以及它们的单铰数和所形成的闭环数k，并从中找出图１－１７所示的双柱压力机构简图所对应的运动链。

1－４．计算下列各机构的自由度。

注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。

题图１－４a为使５、６构件能在相互垂直方向上作直线移动的机构，其中ＡＢ＝ＢＣ＝ＣＤ＝ＡＤ。

题图１－４b为凸轮式４缸活塞气压机的结构简图，在水平和垂直方向上作直线运动，其中仍满足ＡＢ＝ＢＣ＝ＣＤ＝ＡＤ。

题图１－４c所示机构，导路ＡＤ⊥ＡＣ、ＢＣ＝ＣＤ／２＝ＡＢ。

该机构可有多种实际用途，可用于椭圆仪，准确的直线轨迹产生器，或作为压缩机或机动马达等。

题图１－４d为一大功率液压动力机。

其中ＡＢ＝Ａ｀Ｂ｀，ＢＣ＝Ｂ｀Ｃ｀，ＣＤ＝Ｃ｀Ｄ｀，ＣＥ＝Ｃ｀Ｅ｀，且Ｅ、Ｅ｀处于滑块移动轴线的对称位置。

１－５采用基本杆组法综合运动链和机构。

１）试用Ⅱ级和Ⅲ级基本杆组，综合出如下的瓦特杆链和斯蒂芬逊６杆链。

２）取题图１－５b、stephenson６杆链中的不同构件为机架和原动件，得出不同级别、不同组合方式得机构。

机械原理综合测试卷及其参考解答（1）机械原理综合测试卷Ⅰ⼀、填空题（每空1分，共10分）1. 机器中，零件是______的基本单元；构件是______的基本单元。

2. 齿轮、带轮等回转件的平衡属于______问题；电动机转⼦、机床主轴、滚筒等回转件的平衡属于______问题。

3. 等效转动惯量的等效条件是______；等效⼒矩的等效条件是______。

4. 下图为⼀对⼼曲柄滑块机构，若以滑块3为机架，则该机构转化为______机构；若以构件2为机架，则该机构转化为______机构；若以曲柄1为机架，则该机构转化为______机构。

试卷Ⅰ-⼀-4图5. 滚⼦推杆盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线是理论廓线的______曲线。

⼆、判断题（每题1分，共10分）（认为正确的在题末括号中打√，否则打×）1. 机构的⾃由度就是构件的⾃由度。

（）2. 在转动副中，设外加驱动⼒为⼀单⼒F ，则不论F 切于摩擦圆还是作⽤于摩擦圆之外，总反⼒R F 都恒切于摩擦圆。

（）3. 为了调节机器运转的速度波动，在⼀部机器中可能需要既安装飞轮⼜安装调速器。

（）4. 铰链四杆机构中，若有曲柄，曲柄不⼀定是最短杆。

（）5. 四杆机构顶死在死点不能运动是由机构⾃锁造成的。

（）6. 要想改善凸轮机构的受⼒状况，应适当减⼩凸轮的基圆半径。

（）7. 平底与推杆导路垂直的对⼼直动平底推杆盘形凸轮机构的压⼒⾓始终为o0。

（）8. 渐开线齿轮分度圆上压⼒⾓的变化，对齿廓的形状有影响。

（）9. 正传动中的⼀对齿轮必定都是正变位齿轮。

（）10. 斜齿轮的端⾯模数⼤于法⾯模数。

（）三、选择题（每题2分，共20分）（选⼀正确答案，将其序号填⼊题中空格处）1. 当机构中原动件数⽬______机构⾃由度数时，该机构具有确定的相对运动。

A. ⼩于B. 等于C. ⼤于D. ⼤于或等于2. 速度瞬⼼是两个作平⾯运动构件______的重合点。

A. 瞬时绝对速度相等B. 瞬时绝对速度相等且为零C. 瞬时绝对速度相等且不为零3. 从效率的观点来看，机械⾃锁的条件是其效率______。

2012-2013学年第二学期机械制造及自动化专业机械原理课程期末试卷（答案）专业__机械_设计________班级11机械卓越___________姓名___朱启_______学号___________一、是非题(用“Y”表示正确，“N”表示错误填在题末的括号中)。

(本大题共10小题，每小题1分，总计10分)1．机构具有确定相对运动的条件为：其的自由度F 0。

( n ) 2．构件是机构或机器中独立运动的单元体，也是机械原理研究的对象。

( y ) 3．在摆动导杆机构中，若取曲柄为原动件时，机构的最小传动角γmin=0º；而取导杆为原动件时，则机构的最小传动角γmin=90º。

( n ) 4．机构当出现死点时，对运动传递是不利的，因此应设法避免；而在夹具设计时，却需要利用机构的死点性质。

( y ) 5．当其它条件不变时，凸轮的基圆半径越大，则凸轮机构的压力角就越小，机构传力效果越好。

( y ) 6．在蜗杆传动中，蜗杆的升角等于蜗轮的螺旋角，且蜗杆与蜗轮的螺旋线旋向相同。

( y ) 7．渐开线直齿圆锥齿轮的标准参数取在大端上。

( y ) 8．为了减小飞轮的尺寸，在机器的低速轴上安装飞轮后，可以较好地降低机器的速度波动。

( n ) 9．机器等效动力学模型中的等效质量(或转动惯量)是一个假想质量(或转动惯量)，它不是原机器中各运动构件的质量(或转动惯量)之和，而是根据动能相等的原则转化后计算得出的。

( y ) 10．不论刚性回转体上有多少个不平衡质量，也不论它们如何分布，只需要在任意选定两个平面内，分别适当地加平衡质量即可达到动平衡。

( y ) 二、填空题(将正确的答案填在题中横线上方空格处)。

1、机构具有确定运动的条件是：，若机构自由度Ｆ>0，而原动件数<F，则构件间的运动是，若机构自由度Ｆ>0，而原动件数>F，则各构件之间。

2、瞬心是两个作平面相对运动刚体上瞬时为零的。

2009-2010学年第2学期考试试题（A）卷课程名称《机械原理》任课教师签名出题教师签名审题教师签名考试方式（闭）卷适用专业机械类考试时间（120 ）分钟题号一二三四五六七总分得分评卷人一、填空（每小题3分，共15分）1．两构件之间以面接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留个自由度。

2．在图示4个分图中，图不是杆组，而是二个杆组的组合。

3．当两个构件组成移动副时，其瞬心位于处。

当两构件组成纯滚动的高副时，其瞬心就在。

当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用来求。

4．旋转齿轮的几何轴线位置均___的轮系，称为定轴轮系。

在行星轮系中，具有运动几何轴线的齿轮，称为__，具有固定几何轴线的齿轮，称为____。

5. 将连续回转运动转换为单向间歇转动的机构有、、。

二、是非题（用“ Y ”表示正确，“ N ”表示错误填在题末的括号中）。

（每小题2分，共10分）1、虚约束对运动不起约束作用，也不能增加构件的刚性。

---------------( )2、对心曲柄滑块机构的行程速比系数K=1。

------------ ( )3、渐开线直齿圆柱标准齿轮是指分度圆上模数和压力角为标准值的齿轮。

－－－－－－－－－( )4、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。

因此，只要将理论廓线上各点的向径减去滚子半径，便可得到实际轮廓曲线上相应点的向径。

-------------------( )5、单销外槽轮机构的运动系数总是小于0.5。

－－－－－－－－( )三、分析作图题（共25分）1. 试计算图示机构的自由度。

对图示机构作出仅含低副的替代机构，进行结构分析并确定机构的级别。

（10分）2. 试在图示凸轮机构中，（15分）（1）标出从动件与凸轮从接触点C 到接触点D 时，该凸轮转过的转角ϕ； （2）标出从动件与凸轮在D 点接触的压力角α； （3）标出在D 点接触时的从动件的位移 s 。

四、计算题（共50分）1．在图示机构中，已知构件1以ω1沿顺时针方向转动，试用瞬心法求构件2的角速度ω2和构件4的速度v 4的大小(只需写出表达式)及方向。

重庆大学 机械原理 课程试卷2012 ~2013学年 第 二 学期开课学院： 机械工程 课程号： 11033635考试日期：2013.06.09考试方式：考试时间： 120 分钟一、平面机构结构分析（15分）1. 计算图1所示剪切机构的自由度，在图上标注出复合铰链、局部自由度和虚约束。

（5分） 2. 对机构进行高副低代并作机构的结构分析。

（8分）3. 说明为何要在该机构中引入虚约束。

（2分） （图中，FE =DC =HG ，FD =EC ，DH =CG ） 图1二、平面连杆机构分析与设计（25分）1. 标出图2-1所示机构的所有瞬心。

（4分）2. 画出图2-2所示机构的最小传动角。

（2分） 3. 画出图2-3所示机构的极位夹角。

（2分）图2-1 图2-2 图2-34. 在图2-4所示的机构运动简图中，AB ⊥BC ⊥CD ，ω1为常数。

试用相对运动图解法求点C 的速度v C 、加速度a C 、构件2的角速度ω2、构件3的角速度ω3、构件2的角加速度ε2和构件3的角加速度ε3。

（10分）图 2-4命题人：机械原理教学组组题人：宁先雄审题人：秦伟 宋立权 陈同杰 命题时间：2013.05教务处制学院 专业、班 年级 学号 姓名公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊封线密5. 已知曲柄摇杆机构摇杆的两个极限位置，机架AD水平布置，K=1.4，如图2-5所示。

试在图上设计该机构，求曲柄长度a和连杆长度b（图上尺寸）。

（7分）图2-5三、凸轮机构分析（10分）图3所示凸轮机构的凸轮为一偏心圆盘。

试在图上：1. 画出偏距圆；（1分）2. 画出凸轮的理论廓线；（1分）3. 画出凸轮的基圆；（1分）4. 画出凸轮从当前位置逆时针转过90︒时从动件位移s和机构压力角α；（4分）5. 画出从动件升程h；（1分）6. 在图中标出推程角Ф和回程角Ф'。

（2分）图3四、齿轮机构参数计算（10分）一对渐开线外啮合正常齿制圆柱齿轮，已知z1=30，z2=100，标准模数为2mm，标准压力角为20°。

第一章平面机构的结构分析1-1验算下列机构能否运动，如果能运动，看运动是否具有确定性，并给出具有确定运动的修改办法。

a）b）题1-11-2绘出下列机构的运动简图，并计算其自由度（其中构件1均为机架）。

a）b）题1-21-3计算下列机构自由度，并说明注意事项。

a）b）c）d）e）题1-31-4计算下列机构的自由度，并确定杆组及机构的级别（分别以构件2、4、8为原动件）。

题1-41-5计算图示各机构的自由度，并指出其中是否含有复合铰链、局部自由度或虚约束，说明计算自由度时应做何处理。

1-6计算图示各机构的自由度，用低副代替高副，并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别。

1-7试绘制图示夹持机械手的机构运动简图，并计算其自由度。

题1-71-8如图所示为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构，该机构能保持人行走时的稳定性。

若以颈骨1为机架，试绘制其机构运动简图和计算其自由度，并作出大腿弯曲90°时的机构运动简图。

题1-81-9如图所示为一简易冲床机构的初拟设计方案。

设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴连续回转；而固装在轴上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构使冲头4上下运动，以达到冲压的目的。

试绘出其机构运动简图（各尺寸由图上量取），分析是否能实现设计意图，并提出修改方案。

题1-91-10试对图示翻台机构：（图中箭头所在构件为原动件）(1)绘出机构简图；(2)计算自由度；(3)进行结构分析。

G题1-10第一章选择填空部分1、组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。

2、从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。

3、构件的自由度是指;机构的自由度是指。

4、两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留了个自由度。

5、机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。

6、在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。