中国石油大学华东机械原理期末08-09机械原理考题A答案

2008 —2009 学年第1、2 学期机械原理课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准

本试卷共七道大题，满分100分。 一、填空题。（本大题10分，每空1分） 1. 外啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 两斜齿轮的法面模数和压力角分别相等，且两轮的螺旋角大小相等，方向相反 。 2. 在四杆机构中，机构的 传动 角越大，机构的传动性能越好。 3. 凸轮机构的运动过程可分为4个阶段是 升程、远休止、回程、近休止 。 4. 齿廓啮合基本定律的内容是 一对相互啮合的齿廓不论在任何位置啮合，其两轮的传动比恒等于连心线被齿廓接触点的公法线所分成两段的反比 。 5. 铰链四杆机构中曲柄存在的条件是 机构中最短杆与最长杆长度之和必须小于或等于其余两杆长度之和，最短杆必须作为连架杆或机架 。 6. 齿轮连续传动的条件是 重合度大于等于1 。 7. 周期性速度波动调节可以采用 安装飞轮 的方法来减少速度的波动。 8. 机械的自锁条件是： 机械在驱动方向可能产生的最大摩擦力大于或等于驱动力 。 9. 机构具有确定运动的条件是 机构的自由度大于零且等于原动件的数目 。 10. 通过变位可以改变齿轮的强度，如果要提高齿轮的强度应该采用 正 变位。 授 课 专业班级： 二、选择题。（本大题5分，每小题1分）

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1、将旋转运动的转化成直线运动可以选择的机构是 c 。 (a) 曲柄摇杆、(b) 双曲柄、(c) 曲柄滑块、(d) 双摇杆 2、当渐开线直齿圆柱齿轮的实际中心距稍大于理论中心距后齿轮的传动如何变化 a 。 （a）可以正常传动、传动比不变；(b) 可以正常传动、传动比变化；(c) 不能正常传动 3、下列那种机构可能实现自锁 c 。 （a）直齿轮机构、(b) 斜齿轮机构、(c) 蜗杆蜗轮机构、(d) 锥齿轮机构 4、下列凸轮的运动规律中，会产生柔性冲击的运动规律是 b c 。 (a) 匀速运动、（b）等加速等减速运动、（c）余弦加速度运动、（d）正弦加速度运动 5、斜齿轮不发生根切的最小齿数与直齿轮不发生根切的最小齿数相比，下列哪个说法正确 a 。 （a）斜齿轮齿数小于直齿轮、（b）斜齿轮齿数等于直齿轮、（c）斜齿轮齿数大于直齿轮

三、计算图示机构的自由度，是否存在复合铰链、局部自由度、虚约束，并在图中标明，说明机构是否具有确定的运动。（本题15分） 解： 自由度计算公式：F3n2PLPH (2分) 图中3个标注，每个1分，共3分 n=6, PL8, PH1 (3分) FEDO G 虚约束 BA复合铰链 CF3n2PLPH362811 (4分) 机构自由度数等于原动件数， 所以，机构具有确定的运动。 (3分) 局部自由度 评分标准： 中间过程没有指明，但是正确应用到最终计算中时可以合并给分；代入错误的参数而巧合得到 标准答案的不给分；自由度计算错误的，运动确定性判断不得分。 30，Z330，Z490，Z520，Z625，四、在图示的混合轮系中，已知Z120，Z240，Z2n1800r/min，求传动比i1H及齿轮Z6的转速。（本大题20分） 解： 1 齿轮1和2构成定轴轮系，齿轮5和6构成定轴轮系， 齿轮2’，3，4和H构成周转轮系；（2分） 2 定轴轮系的传动比： i12 3 2 H 5 6 2 ' 1 n1Z22 （2分） n2Z14 3 周转轮系的传动比： 在转化机构中两中心轮的传动比为： i2H4n2nHZ901ZZ13443 （6分） n4nHZ2Z3Z230由于n4＝0，所以有： 1i2H3 i2H314 i1Hi12i2H248 （2分） 4 齿轮6的转速： nHn1800100r/min （2分） i1H8n5Z61.25 （2分） n6Z5n5nH80r/min （2分） i56i56i56n6 齿轮6的转向如图所示 （2分） 评分标准：各分步过程中，写对公式给该步一半分，如果各步骤中省略了部分中间环节，只要结果对则可得全分。

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2008 —2009 学年第1、2 学期机械原理课程期末考试试卷（A卷）答案及评分标准

五、欲使图示的连杆机构成为曲柄摇杆机构，试求连杆如何取值？图中数字表示各杆的长度。又如何演化才能得到双曲柄机构和双摇杆机构？（本题16分） 解： （1） 如果要使机构成为曲柄摇杆机构，最短杆应该成为连架杆 在已知的三个杆长中，lAB为最短杆。如果要使机构具有整转副， (2分) 则存在 lABlBClADlCD (1分) C lBClADlCDlAB50402070 (2分) 或者lABlADlBClCD (1分) B 20 50 A D 40 授 课 专业班级： lBClABlADlCD20504030 (2分) 所以，30lBC70 (2分) （2）演化为双曲柄机构的方法是把将AB杆作为机架；(3分) （3）演化为双摇杆的方法是把CD杆作为机架。 (3分) 评分标准：如果各项公式正确而结果错误，可以得一半分。计算过程中的各个中间步骤没有明确写出来，但是正确表现在主要计算步骤中时，可以合并给分。 六、在图示的胶带运输机系统中，已知每个转动副处轴承的效率10.99，每对齿轮的啮合传动效率20.97，说明系统是串连还是并联结构，请计算该传动系统的总效率，如果系杆H的输出端需要输出6kW的功率给运输带，电动机所需要的功率是多少？（本题16分） 解： 1 该系统属于串连系统； （3分） 2 系统的总效率： 313233

0.990.970.8863 电机的功率： P电P输出6/0.8866.78kW （5分） （7分）写对公式给4分，缺一个效率扣1分 评分标准：如果最后结果正确，中间过程适当简略的可得全分。 七、图示为某机械系统的等效驱动力矩Md对转角的变化曲线，等效阻力矩Mr为常数。各块面积为S180N.m，S2140N.m, S3110N.m, S470N.m，S550N.m， S630N.m，平均转速n600r/min，希望机械的速度波动控制在最大转速nmax610r/min，最小转速nmin592r/min之间，求飞轮的转动惯量JF（JF900Wmaxn22，其余构件的转动惯量忽略不计）。（本题18分） 3

解： 根据阻力矩和驱动力矩的作用绘制系统动能 变化曲线， （5） 找到最大、最小动能点； (2) 求最大盈亏功 M Md B S1 S2 C S3 D S4 E S5 F S6 A Mr WmaxEmaxEminS2140Nm (4) 运动不均匀系数： A nmaxnmin (3) n E Emax 6105920.03 (2) 600Wmax 2n2Emin JF9001402 (2) JF90021.18kg.m26000.03 评分标准：如果最后结果正确，中间过程适当简略的可得全分。 4