1、哈工大 2013 年春季学期机械原理试题 A题号一二三四五六七八九十总分分数一、计算图中所示机构的自由度。若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请在图中标出。（ 8 分）题一图答：n8Pl11Ph1F3n2PlPh242211二、图示机构中，已知： LAB30mm，LCE20mm，xD603, yD60mm；mm构件1 以逆时针等角速度 120rad / s 转动。求此机构的全部瞬心，并用瞬心法求构件3 的角速度3 。（8 分）题二图答：速度瞬心位置如图所示，瞬心数K 为m(m 1)4 ( 4 1)（个）K6221P13 P343P P1314P PX2Y 2100mm34 14DDP P2* 3
2、0215230 31314P P10030 3133431* P P/ P P=20*30 3 / (100 30 3)=21.63rad/s13 1413 34三、双滑块机构中，滑块 1 在驱动力 P 作用下等速运动。设已知各转动副中轴颈半径r 10mm，当量摩擦系数 fv0.1，移动副中的滑动摩擦系数 f 0.176327 , l AB 200mm 。各构件的重量不计。(1)试在图示中标出所有构件的受力方向；(2)求在该位置处，当P500N 时，平衡状态的阻力Q ;(3)该机构在此瞬时位置的效率。 （14 分）题三图答：a/sina=b/sinb=c/sinc不考虑摩擦时，输出力为：四、如
3、图所示为一滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知凸轮实际轮廓线为一圆心在A 点的偏心圆，其半径为R。从动件的偏距为e，试用作图法求：（1）画出凸轮机构的基圆、偏距圆及理论廓线；SC ；（2）当滚子中心位于 C 点时，从动件的位移（3）当滚子中心位于 C 点时，对应推程起始位置时凸轮的转角c ；（4）当滚子中心位于 C 点时，凸轮机构压力角c 。（14 分）CAoe题四图答：如图所示，基圆、偏距圆及理论廓线；如图所示，从动件的位移C；对应凸轮的转角c；如图所S示，凸轮机构压力角c 。cCcAoSce五、一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知标准中心距a 80 mm，模数m2.0mm，
4、传动比 i122.2 ，试求：（1）两齿轮的齿数 z1 ， z；2（2）该对齿轮传动的重合度；（ 3 ） 若 安 装 中 心 距 增 至 a85 mm 时 ， 求 啮 合 角 ， 按 无 侧 隙 啮 合 方 程inv2( x1x2 ) tginv 确定两齿轮变位系数和。z1z2（ 14 分）解：（1）齿数计算传动比i12z22.2z1am ( z1z2 )mz1(1 i12 )2z1(1 2.2)3.2z1 80 mm222得 z1 25， z255（2）重合度计算齿顶圆直径：dam( z12ha*)2(2521)54mm1dam( z22ha*)2(5521)114mm2基圆直径 ：db1d
5、1 cos50cos2046.985mmdb2d2 cos110cos20103.366mmdb146.9850a1arc cosarc cos5429.53da1db2arccos103.3660a 2arc cos24.944da21141z1 (tg a1 tg )z2 (tg a 2tg)2125(tg 29.530tg 20)55(tg 24.9440tg 20)2=1.691（3）啮合角及变位系数和的计算acosa cos；arccos(a cos )arccos(80 cos200) =27.82020a85invtg0.04213672invtg0.0149035x1( Z1
6、Z2 )(invinv )x22tg2.993六、如图所示轮系，各轮均为标准齿轮。已知：各轮齿数 Z190 ，Z260 ，Z230，Z330 ，Z324 ， Z418 ， Z536 ， Z 632 ；运动从 A, B 两轴输入，由构件 H 输出；已知 nA100r / min ， nB900r / min ，转动方向分别如图中箭头所示。求nH 。（ 14分）26B4535AH321题六图解：因为齿轮3 、4、5 满足同心条件，所以Z3 Z4 Z5 Z4 ，求得 Z5 60齿轮 5 6组成定轴轮系；齿轮 1 2 23组成定轴轮系；系杆 H 及齿轮 34 5 组成差动轮系。Hn3nHZ 560i3
7、 5n5nHZ324nZ1Z2n3 n150r / min3Z2 Z3A2AZ6nB8800r / minn5nBZ 59n3n3, n5n5nH528.57r / min（结果也可写为：nH528.57r / min ，且转向与A 轴转向相反。）七、取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速n 1000r / min ，在一个稳定运动循环m（ 2）内等效阻力矩M r 的变化如图所示，等效驱动力矩 M d 为常数。不计机器中各构件的转动惯量，求：当主轴速度不均匀系数0.05时，应加在主轴上的飞轮的转动惯量 JF 。（ 14 分）M (N m)3002433题七图解：因为等效驱动力矩和等效阻力矩
8、在一个周期内所做的功相等，所以M d 21300 4 ，所以23M d100 N m在图中 M d和 M r有两个交点。考虑0, 2,10 ,2四个位置，分别记为a,b,c,d。设 Ea E0 ，则99EbEa 100E0100， EcEb 800E0700， EdE0 。9999最大盈亏功WmaxEb Ec8009900 Wmax900800JF90.51kg m22 nm22100020.05八、如题图所示，转子上有两个偏心质量为 m1 =1.5kg ，m2 =0.5kg ，回转半径 r 1 =80mm，r 2 =120mm，其余尺寸 L=600mm，L 1 = 300mm，L 2 =32
9、0mm。取平面 I 和 II 为两个平衡基面，所加平衡质量的回转半径均为 100mm，求：（ 1）所加平衡质量的大小及方位；（ 2）若将平衡基面 II 改选在截面 III 上，其它条件不变，求两平衡质量的大小和方位。 （14 分）LL1L2m190 om1r1m2r2m2IIIIII题八图解：（1）以基面 I 和基面 II 为平衡基面时基面 I： mI rIL1m1r1m 2r20L L2在 x 轴（水平向右为正向）上投影：mI rI cos IL1m1r1cos90 om2 r2cos0o0LL2在 y 轴（竖直向上为正向）上投影：mI rI sinIL1m1r1sin 90om2 r2si
10、n 0o0LL2得 I1 9 8 . o0 6 mI0 . 6 3 1 k grI1 0 0 m m基面 II ：mII rIIL L1L2 m1r10L L2在 x 轴上投影：mII rII cosIILL1L2m1r1cos90o0LL2在 y 轴上投影：mII rII sinIILL1L2m1r1sin 90o0L L2得II270omII0.809kgrII100mm（2）以基面 I 和基面 III 为平衡基面时基面 I： mI rIm2 r2 0在 x 轴（水平向右为正向）上投影：mI rIcos Im2r2cos0o0在 y 轴（竖直向上为正向）上投影：mI rIsin Im2r2sin 0o0得I180omI 0 . 6 k g rI1 0 0 m m基面 III ：mIII rIIIm1r1 0在 x 轴及 y 轴上投影：mIII rIII cosmIII rIII sinIIIm1r1 cos90o0IIIm1 r1 sin 90o0得III270omIII1.2kgrIII100mm
