06-07机械原理考题A答案.doc

2006 —2007 学年第1、2机械原理课程试卷（A卷）答案及评分标准 授 课 专业班级： 2006 —2007 学年第1、2机械原理课程试卷（A卷）答案及评分标准 授 课 专业班级： 4 得分： 两种答案都对，4个运动副每画对一个2.5分。 六、瞬心法计算（本大题12分）答案 如图所示为摆动从动件盘形凸轮机构，凸轮为一偏心圆盘，其半径r=30mm，偏距e=10mm，LAB=90mm，LBC=30mm，ω1=20rad/s。 求：（1）找出机构的所有瞬心；（2）求vC。瞬心vC=ω2LBC=2*30=60mm/s （2分） 方向垂直BC向左。 七、凸轮图解法（本大题12分）答案 图示盘型凸轮机构，已知凸轮的实际轮廓为一以C为中心的偏心圆盘。 求解： 1、确定凸轮的合理转向。 2、画出凸轮的理论轮廓。 3、画出凸轮的基圆，并标出基圆半径r0。 4、标出机构在图示位置时，从动件的位移s。 5、画出凸轮轮廓上的D点与从动件接触时， 机构的压力角α。 解： 凸轮转向如图所示； （1分） 凸轮的理论轮廓如图所示；（2分） 凸轮的基圆和基圆半径r0如图所示；（3分） 该位置从动件的位移如图所示；（3分） 在D点接触时，机构的压力角如图所示。（3分） 八、等效动力学计算（本大题16分）答案 图示为齿轮—凸轮机构，已知齿轮l、2的齿数Z1、Z2和它们对其转轴O1、O2的转动惯量分别为Jl、J2，凸轮是一偏心矩为e的圆盘，与齿轮2相固连，凸轮对其质心S的转动惯量是J3，其质量为M 3，从动杆4的质量为M 4，作用在齿轮1上的驱动力矩M1＝M（ω1），作用在从动件上的压力为Q。若以轴O2上的构件（即齿轮2和凸轮）为等效构件，试求在此位置时： （1）等效转动惯量； （2）等效力矩。 解： （1）求解等效转动惯量 根据等效条件：动能相等有 （5分） 确定构件3的质心速度v3=eω2；（2分） 瞬心法确定构件4的移动速度 瞬心P34位于S3点，所以 v4=vP34= eω2，方向垂直向上。（2分） 所以 （1分） （2）求解等效力矩 （6分） M1为驱动力矩，Q为工作阻力，v4于Q的方向恰好相反，所以，根据瞬时功率相等的等效条件有 九、摩擦计算（本大题12分）答案 破碎机原理简图如图所示。设要破碎的料块为圆柱形，其重量忽略不计，料块和鄂板之间的摩擦系数是f。求料块被夹紧又不会向上滑脱时，颚板夹角α应多大?。 解： 1、不考虑料块的重量时，料块的受力如图所示；（4分） 2、料块的受力方程为： （3分） 式中 ，联立2个方程得 （3分） 所以，料块被夹紧又不会向上滑脱时颚板夹角应为。（2分） 三、自由度计算（本大题8分）答案 已知： BCDEGF，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、PL= 8 、PH=1 （1分） ＝1 （4分） 四、轮系传动比计算（本大题12分）答案 如图所示轮系中，z5=z2=25，z’2=20，组成轮系的各齿轮模数相同。齿轮1’和3’轴线重合，且齿数相同。求轮 系传动比i54。 解： 解题要点：区分基本轮系，由齿轮1、2-2’、3及系杆4组成差动轮系；由齿轮1、2、5及系杆4组成差动轮系；齿轮5、2-2’、3及系杆4组成差动轮系；由齿轮1’、6、3组成定轴轮系。其中三个周转轮系并不是独立的，任取两个周转轮系求解，结果是一样的。 1、确定齿轮1、3的齿数 （2分） 所以 所以 2、定轴轮系1’、6、3’的传动比 （3分） （画图确定的齿数比前为“-”号） 3、周转轮系1、2-2’、3及系杆4的传动比 （3分） 4、周转轮系1、2、5及系杆4的传动比 （3分） 联立解得 齿轮5和系杆4转向相反。（1分） 五、绘制图示机构的运动简图（本大题10分）答案 （注：可以不严格按比例绘制） 得分： 本试卷共 9 道大题，满分100分。 一、填空（本大题10分，每小题1分）答案 1、凸轮机构按从动件的形状来分，可分为 尖顶从动件 、滚子从动件、平底从动件。 2、机构具有确定运动的条件是 机构自由度大于零且等于原动件数