试题 1一、填空题（每空 2 分，共20 分）1、两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。

2、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点：啮合性能好，重合度大，结构紧凑。

二、简答题（15 分）1、何谓四杆机构的“死点”？答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0 ，主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为死点。

2、用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？答：出现根切现象的原因：刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m ）超过了被切齿轮的啮合极限点N1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。

避免根切的方法：a) 减小齿顶高系数ha*b) 加大刀具角αc) 变位修正三、计算题（45 分）1、计算如图 1 所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2 ）C D EG FCDBBA Aa b图 1小题a：其中A 、B 处各有一个转动副， B 处有一个移动副，C、D 处的移动副记作一个移动副。

即n 3, p l 4, p h0, p' F ' 0 ；所以该机构自由度为：F 3n ( 2 p l p h p' ) F '3 3 （2 410 0）0小题b：其中A 、B 、C、G、H 处各有一个转动副， F 处为复合铰链有两个转动副， B 处有一个局部自由度， D 、 E 处的两个移动副记作一个移动副。

即n 7, pl 9, ph1, p' 0，F ' 1 ；所以该机构自由度为：F 3n ( 2 p l p h p') F '3 7 （2 9 110）12、如图 2 所示机构中，各尺寸为：l AB=30mm ，l AC=100mm ，l BD=50mm，l DE=40mm，曲柄以等角速度ω1=10 rad/s 运动，试用图解法求机构在及构件 2 的角速度和角加速度。

（15 分）145 时，点D 和E 的加速度，以BD2 1 ω13 A 14E图 2图a 图b 图c解：以μl=0.0025m/mm 作机构的位置简图，如图 a 所示。

此机构中构件 2 和摇块 3 组成移动副，且构件 2 作平面一般运动，选C（C2 和C3）为重合点，则Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0, ω3= ω2，α3=α2。

i.速度分析v B 1l AB 10 0.03 0.3m / sv C2 v B v C 2B v C 3 v C 2C 3方向AB BC // BC大小？0 ？取μv=0.005m ·s-1/mm 作上式的速度图（图b），再根据速度影像原理得点 d 及e 。

vD vvE v pd 0.005 45.2 0.23m / s（沿pd方向）pe 0.005 34.4 0.17m/ s（沿pe方向）al l n ca a an *vbc 2 20.005 48.5 2.00rad / s （瞬时针） l bc0.123i .加速度分析a BB 2 1 AB100 0.03 3m/ s2n C2 B22 BC2.0020.123 0.49m / s2k C 2 C 3a2 3vaC2 C32 a n2 0.005 a t34.5 0.69m / s 2aa t（方向 D E ）arC 2B方向 B A 大小C 2BCB C2 BC 3BC ？C 2C 3BCC 2C 3// BC ？以μ a =0.04m ·s -2/mm 作加速度图（图 c ），再加速度影像原理得点 d ’和 e ’，由图可得：a Dap ' d 'a Ea p 'e ' 0.040.04 65.1471.01 2.61m / s22.84m / s2（沿p ' d '方向）（沿p ' e ' 方向）t C 2 B2' ' a 2 20.0425.858.41rad / s（顺时针）l CBl CB0.1233、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。

已知z 1=18， z 2=36 ，模数 m=3，压力角α与齿顶高系数a 为标准值，试求： （10 分）1) 该圆柱齿轮机构的传动比 i 122) 两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆上齿厚3) 求两轮的中心距 答：a)该圆柱齿轮机构的传动比i 12z 2 36 2z 118b)两轮的分度圆直径：d 1 mz 1 3 18 54mm d 2 mz 2 3 36 108mm齿顶圆直径：d a1(z 12h * )m (18 2 1) 363mmd a 2( z 22h *) m (36 2 1) 3 117 m m齿根圆直径：d f 1 ( z 1 2h*2c *)m (18 2 1 2 0.25) 3 46.5mmaaa 2had f 2( z 2 2h* 2c *)m (36 2 1 2 0.25) 3 100.5mm基圆直径：d b1d 1 cos54 cos 2050.74 mmd b 2d 2 cos117 cos 20109.94mm分度圆上齿厚：sc)两轮中心距：m 3.14 32 24.71 mmad 1 d 2254 108281mm四、 设计题 （10 分）设计一导杆机构，已知机架长度 100mm ，行程速比系数 K=1.5 。

（要求保留作图轨迹，以及必要的文字说明） 解：180 (K 1) 180 (1.5 1)导杆机构的极位夹角36K 11.5 1根据导杆机构的特性知：；其中为导杆的摆角作图步骤： a)作mDnb)作 mDn 的角平分线，在该线上取 l DAd 100mm （即机架长度）c)过 A 点作导杆任一极位的垂线AC 1（或 AC 2 ），其即为曲柄，故a dsin( / 2) 100 sin(36 / 2) 30.90mm试题 2二、简答题（每小题 5 分，共25 分）3、机械的“平衡”与“调速”都可以减轻机械中的动载荷，但两者有何本质区别？答：1)机械平衡是通过消除或减小惯性力和惯性力矩来减轻机械中的动载荷。

2)调速是使机械的运动避开其共振区域，从而减小轴的挠度，获得减轻机械中动载荷的目的。

4、简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优缺点？答：优点：（1）啮合性能好：逐渐啮入，逐渐啮出，传动平稳，噪音小。

（2）重合度大：降低每对齿轮的载荷，提高承载能力。

（3）结构紧凑：避免根切的最小齿数小。

缺点：运转时有轴向力。

三、计算题（共45 分）2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度.答：见图所示。

活动构件n=7 ；低副pl=10 ；所以机构的自由度为C DF 3n (2 p l p h p') F 'B H3 7 (2 10 1 0 0) 0 1 EFAG3、试求机构在图示位置的全部瞬心。

(5 分)3P23C2AP13BP121la lan答： A 点为 P 13；B 点为 P 12；P 23 由三心定理求得，见图。

4、在图示导杆机构中，BAC90 ， l AB 60mm ， l AC120 m m ，曲柄 AB 以等角速度1 30rad / s 转动，试用相对运动图解法求构件3 的角速度和角加速度。

(15 分)解：以 μ l =0.001m/mm 作机构的位置简图，如图a 所示。

A1Bl BC22 ACAB1202602134mm2a)速度分析 求 v B243v B2 v B11l AB30 0.06 1.8m / s （方向垂直 AB 转向同 ω 1）求v B 3 Cv B 2v B 3 v B 2B 3 方向 AB BC 大小1.8？-1// AB ?取μ v =0.01m ·s /mm 作上式的速度图（图 b ）v B 3vpb 3 0.01 80.36 0.8m /s （方向见图）v B 2B 3v b 2b30.01 161.07 1.6 m / s （方向见图）v B 3 0.86rad / s(逆时针 )3l BC134 103a)加速度分析a B 2B 221 AB3020.06 54m / s2(方向BA ）n 2 B 33l BC620.134 4.8m / s(方向 BC)kB 2 B 32 3 v B 2B 32 6 1.6 19.2m / s(方向 v B 2 B3 )a B2方向 B A 大小54n B3BC4.8t kB 3B 2B 3BC v B 2B 3 ?19.2rB 2B 3// BC ？laaa aa以μ a =1m ·-2s /mm作加速度图（图 c ）tB 3ae' b 3 ' 1 29.08 at29 29m/ s 2（方向见图）B 3l BC0.134216rad / s25、图示轮系中，已知： z 160, z 2z 2 ' z 3z 420, z 5100 。

试求传动比 i 41。

（10 分）答：H1H 15Hz 2 z 5 z 1 z 2 '20 100 60 205 （1）32’231 HH 1 H 144Hz 2 z 3 z 4 z 1 z 2 ' z 320 20 60 201 4（ 2）3由式 1、2 联立可得：5i 411.5四、设计题（ 10 分）如图所示，设已知破碎机的行程速比系数K=1.2 ，颚板长度l CD300 m m ，颚板摆角35 ，曲柄长 60mm 。

试设计该四杆机构。

解：作图步骤：d) 由给定的行程速比变化系数K ，得曲柄摇杆机构的极位夹角aii32 180 ( K 1) 180 (1.2 1) 16.36 K 1 1.2 1e) 作出摇杆两个极限位置C1D 和C2D，使f) 连接C1、C2，并作C1M 垂直于C1C2。

C1 DC 2 35g) 作C1C2 N 90 90 16.36 73.64 ，N 与M 相交于P 点，由图可见，C1PC2 16.36 。

h) 利用余弦定理求AC 1 （令为x）cos22 l AB x x 2 C 1C 22 2 l AB x x量得l C1C 2 180.42 mm代入求得连杆的长度：x 225.44mmi) 以C1 为圆心，x 为半径作圆，与前述外接圆的交点即为所求的 A 点。

j) 量得机架长：309.43mm试题 3二、简答题（每小题 5 分，共25 分）1、何谓运动副及运动副元素？答：运动副是指两构件直接接触具有确定的相对运动关系的一种联结。

（书本）：两个构件直接接触而组成的可动的联接。

运动副元素：参加接触的部分。