2008-2009第二学期机械原理试卷A标准答案
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εα=[z1(tan αa1 –tan α)+ z2(tan αa2 –tan α)]/(2π) =[20*( tan31.3213 o - tan20o)+ 40*( tan 26.4986 o - tan20o)]/ (2π)
=1.63519 （2 分）
4、（9 分）图示为凸轮连杆组合机构运动简图(比例尺μL=10mm/mm)。凸轮为原动件，滑
鲁东大学 2008—2009 学年第 二 学期
《机械原理》期末考试试题 A 标准答案及评分细则
课程号（2805090）考试形式（ 闭卷 ） 时间（120 分钟）
一、判断题（正确的在题前括号内划“√”，错误的划“×”。本题共 15 小题，每题 1 分，满 分 15 分。）
( × )1. 机器中独立运动的单元体，称为零件。 ( √ )2. 由于运动副为活动联接，所以引入的约束数目最多为 5 个。 ( × )3. 在平面机构中，不与机架直接相连的构件上任一点的绝对速度均不为零。 ( √ )4. 三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。 ( × )5. 质量代换中，动代换是指代换前后构件的质量和质心位置不变。 ( × )6. 反平行四边形机构属于双摇杆机构。 ( √ )7. 平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。 ( √ )8. 直动平底从动件盘形凸轮机构工作中，其压力角始终不变。 ( √ )9. 渐开线上任意点的法线必切于基圆。
(A)ΔABD ∼Δpb2d2 (B)ΔCBD ∼Δpb2d2 (C)ΔCBD ∼Δpb3d3 (D)ΔCBD ∼Δpb2d3
《机械原理》期末考试试题 A 标准答案及评分细则 第 1 页 共 6 页
b3
第 2 题图
第 3 题图
( B )3. 图示槽面接触的移动副，若滑动摩擦系数为f，则其当量摩擦系数fV= 。
3）驱动力做功 2π.Md;阻力做功 Mrmax.π/2
一个运动循环中，驱动功与阻力功相等，故 Md=Mrmax /4
最大盈亏功△Wmax =（Mrmax-Md）.π/2
Md=200(N.m)，Mrmax=800(N.m) (4 分)
π /2 π
ϕ 2π
《机械原理》期末考试试题 A 标准答案及评分细则 第 6 页 共 6 页
1)该轮系属于何种轮系？
《机械原理》期末考试试题 A 标准答案及评分细则 第 5 页 共 6 页
2)轴H的转速nH大小及方向。
解：1）该轮系是由齿轮 1 和 2 组成的定轴轮系加上由齿轮 2′,3,3′,4 和 系杆 H 组成的周转轮系而形成的混合轮系。（2 分）
2) 1、2 为定轴轮系
n1 n2
=
解：1) 因为：i12=z2/z1=2，z1=20， m=4 所以：z2=40；a=m×(z2+z1)/2=120。
（1 分）
2) 因为是按标准中心距安装，所以a′=a=120, 啮合角α′=α=20o （1 分）
3) d1′=d1=mz1=80mm，d2′=d2=mz2=160mm。（2 分）
4) r1=d1/2=40mm，ra1=r1+m* h*a =44mm r2=d2/2=80mm，ra2=r2+m* h*a =84mm αa1=arccos(r1cosα/ra1)= arccos(40*cos20o/44)= 31.3213 o αa2=arccos(r2cosα/ra2)= arccos(80*cos20o/84)= 26.4986 o
(A)1
( B)2
( C)4
( D)8
(A )9.为保证一对渐开线齿轮可靠地连续定传动比传动，应使实际啮合线长度 基节。
(A)大于
(B)等于
(C)小于
( B )10.设计标准齿轮时，若发现重合度小于 1，则修改设计时应
。
(A) 加大模数
(B) 增加齿数
(C) 加大中心距
(C )11.渐开线齿轮传动的轴承磨损后，中心距变大，这时传动比将
5、（8 分）如图所示，已知连杆平面中EF线的两个位置E1F1和E2F2及固定铰链点A，连杆长
lBC=50mm在EF线上。试设计满足连杆平面上述两位置的四杆机构。 （图中比例尺为μL=0.001m/mm ）
解：根据题意图解如图 5 题所示。
△AF2E2≌△AF1E1，将△AF2E2的F2E2
c12
。
(A)相等
(B)不相等
(C)之和为 90º
( B )7. 已知一对直齿圆柱齿轮传动的重合度εα=1.21，则两对齿啮合的时间比例为
。
(A)121%
(B) 21%
(C) 79%
( C )8. 若从动件的运动规律选择为等加速等减速运动规律、简谐运动规律或正弦加速度运
动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的加速度是原来的 倍。
z2 z1
=
37 1
，n2
= n1 37 方向↓。(2 分)
3
2'、3、3'、4、H 为周转轮系，B 为系杆 H。
i2H4
= n2 − nH n4 − nH
= − z3z4 z2 z3
,nB = nH
=
n2'
1+
z3z4 z2'z3'
2
转向同n2'↑,n2' = n2。(2 分)
1 右旋蜗杆
3’
H 2’
( √ )10. 一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是 pb1 = pb2
( × )11.差动轮系是指自由度为 1 的周转轮系。 ( √)12.机械自锁的条件是驱动力所作的功小于由它所产生的摩擦阻力所作的功。 ( × )13.动平衡的条件是分布于转子上的各个偏心质量的离心惯性力的合力为零。 ( √ )14. 等效转动惯量是机构位置的函数，与速比有关，与机构的真实速度无关。 ( × )15. 槽轮机构的运动系数是槽轮运动时间与槽轮静止时间的比值。
动。试在图上：
（1）画出该凸轮的基圆；（2）标出该位置时从动件的压力角 α ；
（3）标出该位置时从动件的位移s,并求出该位置时从动件的速度v2(使用表达式)。 解：(1) 基圆如图示；（2 分）
(2) 压力角α如图示。（2 分）
(3) 位移 s 如图示。（2 分） 速度 v2＝ ω l1 AP12
（2 分）
边与F1E1重合得到A’点。然后求出B、 C和D各点。AB1C1D即为所求机构的 第一位置。（6 分）
C1
B1
F2
F1
B2
E1
C2
E2
各杆长度如下；
lAB=AB1·μl lCD=C1D·μl lAD=AD·μl（2 分）
A′
A
D
a 图 5题
6、（8 分）在图示轮系中，单头右旋蜗杆 1 的回转方向如图，各轮齿数分别为z2=37，z2’=15， z3=25，z3’=20，z4=60，蜗杆 1 的转速n1=1450r/min,方向如图。试求:
。
(A) =0
(B) >0
(C) <0
(C )14.阿基米德蜗杆的标准模数与压力角规定在
。
(A)法面
(B)端面
(C)轴面
( C)15. 对心曲柄滑块机构以曲柄为原动件时，其最大传动角γ max 为 。
(A) 30o
(B) 45o
(C）90o
三、综合题(本题共 7 小题，满分 55 分) 1、（8 分）计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出，并判断机构 是否具有确定运动。
。
(A) 增大
(B了止回棘爪主要是为了
。
(A) 防止棘轮反转
(B) 保证棘轮每次转过相同角度 (C) 对棘轮双向定位
《机械原理》期末考试试题 A 标准答案及评分细则 第 2 页 共 6 页
(C )13.一对负传动的变位齿轮,它们的变位系数之和x1+x2
解：n=7,PL=9,PH=2; F = 3n − 2 pL − pH = 3 × 7 − 2 × 9 − 2 = 1 （4 分）
有复合铰链，位置在 F 处；有局部自由度，位置在 A、G 处；有虚约
束，位置在 B 或 C 处。（3 分）
自由度与原动件数目相同，故机构具有确定运动。（1 分）
2、（8 分）图示为一偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，凸轮以等角速度ω 1 逆时针方向转
块上作用有工作阻力Q=500N，各转动副处的摩擦圆(以细线圆表示)及滑动摩擦角φ。试：
(1)在简图上画出各运动副处的约束反力(包括作用线位置与指向)；
(2)取力比例尺μF=20N/mm，画出力多边形；
(3)利用图上所得尺寸求出图示机构位置时需要的主动力矩 Md。
解：(1)作出各运动副反力的作用线如图 （5 分）
n1
4
nH
=
z2'z3' z2'z3' + z3z4
n1 37
=
15
×
15 20
× +
20 25
×
60
×
1450 37
=
6.53
r/min ，
nH转向↓。(2 分)
7、（8 分）机器主轴在稳定运动循环中，等效阻力矩Mr曲线如图所示，等效驱动力矩Md为
常数。当测得机械的最大盈亏功△Wmax =942（N.m），ωm=80（1/s），δ=0.05。求：
(A) fsinθ
(B) f / sinθ
(C) f cosθ
(D) f / cosθ
(A )4.设计凸轮廓线时，若减小凸轮的基圆半径，则凸轮压力角将
。
(A) 增大
(B) 不变
(C) 减小
(C)5. 下图是四种机构在某一瞬时的位置图，在图示位置哥氏加速度不为零的机构为
