北航机械设计期末试卷答案.docVIP

北京航空航天大学 2011－2012 学年 第二学期期末 《机 械 原 理》 A卷 评分标准 2012年6月5日  班级__________ 学号__________ 姓名__________ 成绩__________ 《机 械 原 理》期末考试卷 注意事项： 1、请将解答写在试卷上； 2、草稿纸上的解答不作为批改试卷的依据； 3、图解法解答请保留作图过程和作图辅助线。 题目： 一、机构自由度计算…………………………………………………………(分)、……………………………………………………………(14分) 、连杆机构……………………………………………………………(15分) 、凸轮机构…………………………………………………………………(分) 、齿轮机构…………………………………………………………………(分) 、轮系………………………………………………………………………(分) 、机械系统动力学…………………………………………………………(分)计算图示运动链的自由度。若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须指出。（已知ABCD和CDEF是平行四边形。） 14分 F处为复合铰链 （2分） I（或J）为虚约束 （1分） CD（或AB） 滚子K处为局部自由度 （1分） （5分） （3分） 二、在下图所示的机构中，已知原动件１以等角速度(1沿逆时针方向转动，试确定： （1）机构的全部瞬心； （2）构件3的速度v3（写出表达式）。 共14分 （1）该机构有4个构件，所以共有6个瞬心。通过直接判断，可以得到瞬心P14、P24和P34的位置，如习题2-21解图所示。 3分 依据三心定理，瞬心P12应位于P14和P24的连线上；另外，构件1和2组成高副，所以瞬心P12还应位于构件1和2廓线在接触点处的公法线nn上，这样就得到了瞬心P12的位置，如下图所示。 同理可得到瞬心P23。再应用三心定理，就可以求得瞬心P13。 6分 （2）因为构件1的运动为已知，而要求的是构件3的速度，所以应用瞬心P13来求得构件3的速度为 ，方向向上。 5分 三、试用图解法设计一曲柄摇杆机构ABCD（其中AB为曲柄）。已知连杆BC的长度，当机构处于一个极限位置时，连杆处于B1C1（ 共15分 （1）延长S2与 S1相交于A点，A点即为曲柄的固定铰链点 （3分） （2）以A为起点，在S2上截取AB2=AB1，得B2点 （3分） （3）截取B2C2=B1C1，得C2点 （3分） （4）作C1C2的垂直平分线nn，D铰链点应在nn线上 （3分） （5）机构处于S2极限位置时，其压力角为0.故作DC2(B2C2交nn于D，D铰链点即为摇杆的固定铰链点。 （3分） 四、试在图示偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构中， （1）画出凸轮基圆； （2）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(； （3）标出从动件与凸轮在D点接触的压力角(； （4）标出从动件从最低位置到在D点接触时的位移s。 共14分 3分） (如图示 （5分） (如图示 （3分） s如图示 （3分） 作图结果如下图所示。 五、在图示的齿轮减速器中，已知为渐开线标准直齿圆柱齿轮，模数m=5mm，齿顶高系数=1.0，压力角(=20°，? ??的大小 共15分 （4分） 即 （1分） 考虑加工时齿轮不产生根切，则： （1分） 所以得 ，