河北工程大学2012年机械原理期末考试试卷及答案.doc
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一、填空及选择题(每空1分,共20分)
1.机器的制造单元是___________,运动单元是__________;机构具有确定运动的条件是其自由度数等于___________数。
2.曲柄摇杆机构有死点位置时,__________是主动件,此时_______与__________共线。
3.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是_____________。
4.斜齿轮的模数和压力角在__________(法面、端面、轴面)内取标准值;锥齿轮当量齿数ZV=______________。
5.蜗杆机构传动的主动件是__________(蜗杆、蜗轮、蜗杆蜗轮皆可)。
6.移动副中驱动力作用于______内将发生自锁;传动副中驱动力为一单力且作用于_______内将发生自锁。
7.质量分布在同一平面内的回转体,经静平衡后_______________(一定、不一定、一定不)满足动平衡,经动平衡后___________(一定、不一定、一定不)满足静平衡;质量分布于不同平回转面内的回转体,经静平衡后____________(一定、不一定、一定不)满足动平衡,经动平衡后____________(一定、不一定、一定不)满足静平衡。
8.机器周期性速度波动的调节方法一般是加装________________,非周期性速度波动调节方法是除机器本身有自调性的外一般加装____________。
9.说出两种变回转运动为直线运动的机构:
______,_______。
1.零件、构件、原动件-------------------------------------------------------------------3分
2.摇杆连杆从动曲柄----------------------------------------------------------------3分
3.模数相等,压力角相等----------------------------------------------------------------1分
4.法面Z/cosδ------------------------------------------------------------------------1分
5.蜗杆蜗轮皆可----------------------------------------------------------------------------1分
6.摩擦角摩擦圆------------------------------------------------------------------------2分
7.一定一定不一定一定----------------------------------------------------------1分
8.飞轮调速器----------------------------------------------------------------------------2分
9.曲柄滑块齿轮齿条----------------------------------------------------------------2分
二、计算图示机构的自由度(5分)
F=3×7-2×10-0=1
三、如下图所示行程速度变化系数为1的曲柄摇杆机构,已知曲柄连架杆固定铰链中心处图示机架平面(直线OO’)位置上,并已知摇杆的两个极限位置C1D,C2D及摇杆长度CD=C1D=C2D,求其余三个构件的杆长。
(8分)
四、如图所示凸轮机构,凸轮廓为以A为圆心,R为半径的圆,凸轮逆时针方向回转,要求:
(10分)
1.说出该凸轮机构的名称;
2.标出凸轮基圆半径r0;
3.标出从动件从B点接触到C点接触凸轮转过的角度Φ;
4.标出从动件从B点接触到C点接触从动件位移S;
5.标出从动件从B点接触时从动件压力角αB;
它是偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构-
五、一对直齿圆柱齿轮机构,已知压力角α=20度,齿轮2的齿数Z2=28,模数m=3mm,传动比i12=2,安装中心距a’=65mm,求:
(15分)
1.齿轮1的齿数Z1;
2.两轮分度圆半径r1,r2;
3.啮合角α’,两轮节圆半径r’1,r’2;
4.设计该传动类型;
5.计算分度圆齿厚S1,S2;
角度
INVα
tgα
cosα
20
0.015
0.364
0.94
18.5
0.012
0.335
0.948
24.4
0.028
0.454
0.9191
28.5
0.046
0.543
0.879
六、图示复合轮系中,各齿轮齿数如图中括号中所示,求传动比i1H。
(10分)
解-------------------------------------------------------------------------------------------10分
区分轮系----------------------------------------------------5分
行星轮系
分别计算----------------------------------------------------5分
在中
在中
七、图示曲柄滑块机构中,曲柄1上作用驱动力距M,滑块3上作用阻力F。
若不计各活动构件质量,标出机构在图示位置时各运动副总反力作用线(给定摩擦角)(8分)
八、某内燃机的曲柄输出力矩Md与曲柄转角φ关系曲线如图所示,运动周期为T=180度,曲柄转速为600r/min,如用此内燃机驱动一阻力为常量的机械,并要求不均匀系数δ=0.01,求在主轴上应装的飞轮转动惯量JF(不考虑其它构件的转动惯量)(9分)
摆动导杆机构,已知机构运动简图,原动件为1以等角速度ω1逆时针方向回转,用相对运动图解法求在图示位置时,
1)构件3的角速度ω3,角加速度α3的大小及方向;
2)构件3上D点的速度和加速度的大小和方向;
(注:
所求各量大小用公式表示,不必计算出数值大小)(15分)
二.解:
------------------------------------------------------------------------------------------5分
F=3×7-2×10-0=1
三.解:
------------------------------------------------------------------------------------------8分
AB+BC=AC2=42.5
BC-AB=AC1=20.5, ∴AB=11, BC=31.5
四.解-------------------------------------------------------------10分
3)它是滚子从动件盘形凸轮机构------------------------------2分
4)如图所示------------------------------------------------2分
5)如图所示------------------------------------------------2分
6)如图所示------------------------------------------------2分
7)如图所示------------------------------------------------2分
五、解-------------------------------------------------------------15分
1)i12=z2/z1=2z1=14
2)r1=1/2mz1=21mmr2=1/2mz2=42mm
3)cosα’=a/a’cosα=63/65cos20
r’1=65/63r1r’2=65/63r2
4)采用正传动
5)S1=m(π/2+2x1tgα)
八、解--------------------------------------------------------------------------------------------9分
Wd=0.5×π/6×300+π/6×300+0.5×2π/3×300=175π
[W]=1/2Wd=87.5π
JF=900[W]/δπ2n2=6.966
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