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中国矿业大学2003～2004学年第2学期 《机械原理》考试（B）卷－答案卷
考试时间：120分钟 考试方式：闭卷
机自2002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）
(1) 一平面铰链四杆机构的尺寸为：机架d＝44 mm，摇杆c＝38 mm，连杆b＝55 mm，
a、c与d相邻，当该机构为曲柄摇杆机构时，求杆a的变化范围为 ② ［ ① 0＜a＜17 ；② 0＜a＜27； ③ 0＜a＜37 ］。a＋55＜38＋44
(2) 一曲柄摇块机构的曲柄为主动件，行程速比系数K＝1.4，求摇块摆角的大小为
① ［① 30o； ② 60o ； ③ 90o ］。 (1.4－1)180o/ (1.4＋1)＝30o
(3) 一曲柄导杆机构的曲柄为主动件，导杆为直构件且摆角为80o，求行程速比系数K为
③ ［① 2.2； ② 2.4 ； ③ 2.6 ］。K＝(180o＋80o)/ K＝(180o－80o)
(4) 一偏置直动平底从动件盘形凸轮机构，平底与从动件运动方向垂直成60o角，凸轮为
主动件，该机构的压力角α为 ② ［① 0°； ② 30°；③ 60°］。
(5) 一对标准渐开线直齿圆柱齿轮传动的中心距发生+2％的相对变化，求啮合角的大小
为 ① ［ ① 22°53'16\； ② 21°33'36\； ③ 24055'40\ ］。
(6) 一对斜齿圆柱齿轮传动螺旋角的相对增大将使中心距的大小 ③ ［ ① 不变
化； ② 减小； ③ 增大 ］。 a＝mn(z1＋z2)/(2cosβ)
(7) 对于刚性长转子，长径比大于0.5，则其动平衡的条件为 ① ［① ∑Mi＝0；
∑Fi＝0 ； ② ∑Mi＝0 ； ③ ∑Fi＝0 ］。
(8) 设计一铰链四杆函数生成机构，其设计变量的最大数目为 ③ ［ ① 7； ②
6 ； ③ 5 ］。
(9) 飞轮的主要作用为 ③ ［ ① 减速； ② 增速 ； ③ 调速 ］。
(10) 某自由度F＝1的平面机构，其构件总数N＝7，低副数PL＝8，其高副数PH应为
① [ ① 1； ② 2； ③ 4 ]。 F＝3n－2PL－PH＝3×6－2×8－PH＝1
1
2 试计算下列各图所示机构的自由度（每图4分，共16分）
(b) (a) F2b＝3n－2PL－1PH＝3×5－2×7－1×0＝1
F2a＝3n－2PL－1PH＝3×3－2×3－1×1－1＝1 或F2a＝3n－2PL－1PH＝3×2－2×2－1×1＝1
''1、2为齿轮 2 2' 4 3 1 3\O1 O2 O4 3 2 5
1 1 '3' (c) 4 5 (d) F2d＝3n－2PL－1PH＝3×4－2×4－1×2＝2
F2c＝3n－2PL－1PH＝3×4－2×5－1×1＝1
题2图
3 已知ω1＝10 rad/s，μL＝2 mm/mm，试用速度瞬心法求题图3所示机构中构件2在图示位置的速度V2 。 （10分）
解：
V2＝VP12＝ω1×OP12×μL＝10×9.3×2 ＝186 mm/s。
1 2 O 3 V2 ω1 P12
4已知ω1＝20 rad/s，μL＝10 mm/mm，试用相对运动图解法求图4所示机构中，构件3在图示
题3图
ω1 1 O1 4 3 a3 B 题4图 2 A a1 2
O3 p
位置的角速度ω3。 （14分） 解：
VA3 = V A1 + V A3A1
方向 ⊥O3A ⊥O1A ∥AB 大小 ？ ω1·O1A ？ V A1＝O1A×ω1×μL＝25×20×10 ＝5 000 mm/s，
μV＝(5 000 mm/s)/(25 mm)＝(200 mm/s)/ (1 mm)， VA3＝pa3×μV＝ω3×O3A×μL，O3A＝34.5 mm，
ω3＝pa3×μV／(O3A×μL)＝19.6×200/(34.5×10)＝11.4 rad/s
5 在右图所示的凸轮机构中，μL＝1 mm/mm，凸轮1为主动件，推杆3为从动件，试回答以下问题：
① 该凸轮机构的基圆半径r0，并在图中示意标出；
② 该凸轮机构在图示位置的压力角α，并
h 2 B ω1 α Md A r0 P12 在图中示意标出；
③ 从动件3的行程h，并在图中示意标出；
④ 若主动力矩Md＝12 Nm不计所有运动副的摩擦，工作阻力Fr在图示位置等于多少；
⑤ 偏心距e的引入对机构受力是否有利，
e C 3 Fr 4 并简述理由； (共20分) 1 解：① r0＝19.1 mm， ② α＝11o， ③ h＝17.6 mm，
④ L＝14.2 mm，Mdω1＝FrVP12，
Fr＝Mdω1/ VP12＝Md/ L＝12000/14.2＝845 N
L
题5图
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