矿大机自2002级机械原理试卷A答案2003-2004..doc

中国矿业大学2003～2004学年第2学期 《机械原理》考试（A）卷－答案卷 考试时间：120分钟　　考试方式：闭卷 机自200级2004.6.6） 1 填空（每小题2分，填对了得2分，填错或不填不得分，共20分一平面铰链四杆机构的尺寸为：机架d50 mm，连架杆c＝40 mm，连杆b＝60 mm，曲柄a、连架杆c与机架d相邻，当该机构为曲柄摇杆机构时，求杆a的变化范围　　　　　　　　　　 　　　　。 (2) 一曲柄摇块机构，曲柄为主动件，行程速比系数K＝1.5，求摇块摆角的大小　ψθ＝(K－1)180o/ (K＋1)＝(1.5－1)180o/ (1.5＋1)＝36o　　　　　　　　　　。 (3) 平底摆动从动件盘形凸轮机构，平底的延长线通过摆动从动件的固定转动中心，凸轮为主动件，该机构的传动角γ o　　　　　　 。 (4) 一曲柄导杆机构的曲柄为主动件，导杆为直构件且摆角为60o，求该机构的行程速比系数K＝　o＋60o)/ (180o－60o)＝2　　　　　　　　　　　　　　　 　　。 (5) 一对标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距发生0.82％的相对变化，求此时啮合角α 的大小为　o＝αcosα＝(a＋0.0082 a) cosα，　α＝21.243o　　　　 。 (6) 斜齿圆柱齿轮的标准参数在　　　　　上；螺旋角的改变是否影响中心距a的大小　　　　　aβ)　　　 　　　　　　 影响 。 (7) 在直齿圆柱齿轮传动中，重合度εα 1.25，其单齿对工作区的长度为 　.75 pb；直齿圆锥齿轮的标准参数在　　　　　　　　　　面上。 (8) 设计一铰链四杆函数生成机构时，其设计变量的最大数目为 　　　 。 (9) 在推导齿轮模数m的计算公式时，将轮齿的力学模型视为 。 (10) 在直齿圆柱齿轮传动的接触强度设计中，小齿轮分度圆d直径的设计原理为 　直齿圆柱齿轮圆柱圆柱　　　。 试计算下面各图所示机构的自由度，指出复合铰链，局部自由度和虚约束　（共12分，3+3+3+3分） 3 试分别使用速度瞬心法与相对运动图解法求图3所示的曲柄摇块机构中导杆2在图示位置的角速度ω2，导杆2上Q点的速度VQ。已知ω1＝10 rad/s ,长度比例尺μL＝实际尺寸/图上尺寸＝10。 　　 　 （10分）速度瞬心法ω1ABμL＝ω2 BP24μL，　ω2＝ω1AB/ BP24＝10×17/58＝2.93 rad/s，VQ＝ω2 QP24μL＝2.93×42.6×10＝1 248 m/s，VB＝AB×μL×ω1＝17×10×10＝1 700 mm/s，取μV＝100 (mm/s) /1(mm)。 相对运动图解法 = VB + VC2B 方向 ⊥AB ⊥CB 大小 ？ ω1·BA·μL ？C2B＝bc2×μV＝7.8×100＝780 mm/s， VQ＝pq×μV＝13×100＝1 300 mm/s， ω2＝VC2B/ BC2＝780/(26.8×10)＝2.91 rad/s。 4　图4(a)所示为一曲柄滑块机构用作为剪床工作机构的简图；滑块上的阻力Fr等效到曲柄上的工作阻力矩Mr如图4(b)所示，假设驱动力矩Md为常数，已知曲柄的平均转速n ＝100 r/min 。设曲柄滑块机构关于A点的等效转动惯量Je150 kg m2，求速度波动不均匀系数δ＝0.04时，应在曲柄轴上加多大的飞轮转动惯量JF (12分) Med×(2π)＝1000×(2π/3)＋100×(4π/3)　Med＝400 Nm W1＝(400－1000)×(4π/3)＝－1256.6 Nm， W2＝(400－100)×(4π/3)＝1256.6 Nm， 0＋W1＝－1256.6 Nm， W1＋W2＝0， Wmax＝0，Wmin＝－1256.6 Nm，ΔWmax＝1256.6 Nm。 ω1＝2πn1/60＝2π×100/60＝10.472 rad/s， JF＝ΔWmax/(ω21[δ])－Je＝kgm2。 5　在右图所示的凸轮机构中，凸轮1为主动件，推杆2为从动件，已知凸轮的基圆半径r0，从动件在推程[0，80o]的运动规律为S＝a·sin[9δ/(4π)]，a为常数。(12分) 试推导凸轮在推程阶段的轮廓方程； 该机构的压力角α＝； 从动件2的行程H＝ ④ 求常数aS/dδ＝9a/(4π)[9δ/(4π)] α＝H＝a·sin1， a＝59.42 mm。 6　一对标准渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动，其模数m＝10 mm，压力角α＝20o，中心距a＝495 mm，传动比i12 ＝4.5。求：