湖南大学机械原理试题2

《机械原理》试卷(2)答案

本试卷用于机械与能源工程系05级机械类本科生

（总分：100分，时间：120分钟）

注意：1．答案必须填写在答题纸上，填写在试卷上无效。

2．答案必须写题目序号，并按题号顺序答题。 3．请保持行距，保持答题卷面整洁

一 、选择题（每小题2分，共10分）

1． 铰链四杆机构ABCD中，AB为曲柄，CD为摇杆，BC为连杆。若lAB=30mm，lBC=70mm，lCD=80mm，则机架最大杆长为（ C）

A 、 80mm ； B 、 150mm ； C 、 120mm。

2． 速度瞬心是两个作平面相对运动的两刚体上瞬时（ C）为零的重合点 A 、绝对速度 ； B 、牵连速度 ； C 、相对速度。 3． 当两渐开线齿轮的中心距略有改变时，该对齿轮的（ C ）

A 、 传动比不变，且啮合角也不变； B 、 传动比有变化，但啮合角不变；

C 、 传动比不变，但啮合角有变化。

4． 凸轮机构从动件采用等速运动规律时（ B ）

A 、 无冲击 ； B 、 有刚性冲击 ； C 、 有柔性冲击。 5． 以mn和mt分别表示一个斜齿圆柱齿轮的法面和端面模数，则（ C ） A、 mn=mt ； B 、mt＜mn ； C mn＜mt 。

二、填空题（每空2分，共24分）

1．在平面机构中若引入一个高副将引入 1 个约束，而引入一个低副将引入 2 个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是 F=3N－（2PL+PH） 。

2． 螺纹的自锁条件是 α<φ 。

3．刚性转子的动平衡条件是 ΣＦ= 0 ΣM = 0 。

4．当四杆机构的压力角α=90°时，传动角等于 零 ，该机构处于 死点 位置。 5．推动力与从动件被推动点速度间的夹锐角称为凸轮机构的 压力角 ，其值越小，则传动越 好 。

6．滚刀加工的正常齿标准直齿圆柱齿轮不根切的最小齿数Zmin等于 17 。 7．曲柄摇杆机构的行程速比系数K的大小取决于 极位夹 角大小，K值越大，机构的急回 特性越显著。

三、简答分析题（共36分）

1．（8分）计算图3机构自由度，并指明局部自由度、虚约束、复合铰链。 解：

F = 3n -( 2Pl + Ph ) （2分） =3×7-（2×9+2） （2分） =1 （1分）

1处虚约束，2处局部自由度，3处复合铰链（3分） 图1

2.（7分）渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件是什么？满足正确啮合条件的一对齿轮是否一定能连续传动。

答：渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合条件是模数相等，压力角相等。 （4分） 满足正确啮合条件的一对齿轮不一定能连续传动。 （3分）

3.（7分）何谓行程速比系数？对心曲柄滑块机构行程速比系数等于多少？

答：行程速比系数为：K=（180＋θ）÷（180－θ）。 （4分） 对心曲柄滑块机构行程速比系数等于1。 （3分）

4．（7分）在图2示机构运动简图上作图，表示出杆3的摆角ψ和极位角θ。

00解：

图2

5．（7分）图3示凸轮机构运动简图中，凸轮为主动件，转向如图所示，试在图上标出

当前位置的压力角，并用作图法求出从动件的行程h。

图3

四、计算题（每题15分,共30分）

1． 一对标准渐开线圆柱直齿轮外啮合传动（正常齿），正确安装（齿侧间隙为零）后，中

心距为144mm，其齿数为z1=24，z2=120，分度圆上压力角α=200

① 求齿轮2的模数m2及其在分度圆上的齿厚S2； ② 求轮1的齿顶圆处的压力角α

a1；

③ 如已求得它们的实际啮合线长度B1B2=10.3mm，试计算该对齿轮传动的重合度； ④ 说明该对齿轮能否实现连续传动。

解：（1）由标准安装中心距a?m?z1?z2? （1分） 2模数m2?分度圆齿厚S?2a ?2mm （2分）z1?z22?3.14mm （3分）

?m（2）轮1齿顶处压力角?a1?arccosrbmz?cos?（3分） ?arccos1??29?50? ra1z1?2hzm??（3）???B1B0B1B210.3 ???1.64 （3分）Pb?m3.14?2（4）由于???1，故可实现连续传动 （3分）

2．图4示轮系中，各轮均为正确安装的标准渐开线圆柱直齿轮。已知轮1的齿数z1=18，轮2的齿数z2=36，z3?2z2?z1?90，而轮5的分度圆半径为轮４的两倍。轮１的转速大小为1200r/min ，转向如图所示。 求从轮1到轮5的传动比i15及轮5的转速大小与转向。 解：行星轮系1-2-3-4，

z3?2z2?z1?90 4i14?1?i13?1?z390?1??6 （4分） z118对定轴轮系4-5

i45??z5d??5??2 （4分） z4d4?i15?i14?i45??12 （3分） 图3 ?n5?

n1i15??100r/min（方向与n相反） （4分）