机械原理二

一、填空题。（本大题10分，每空1分）

1. 斜齿轮的参数分为端面参数和法面参数，以为标准参数。

2. 机构存在急回运动的条件是 。 3. 引起机器主轴周期性速度波动的原因是 4. 转动副发生自锁的条件是

5. 渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越。 6. 渐开线直齿圆柱齿轮发生根切的条件是。 7. 渐开线齿轮瞬时传动比恒定的原因是。

8. 凸轮机构的压力角与基圆半径有关，增大基圆半径可以 9. 游梁式抽油机中采用的四杆机构是 10. 三角形螺纹联接产生的摩擦力要比矩形螺纹联接要大，其原因

是 。

二、选择题。（本大题5分，每小题1分）

1、渐开线齿轮传动工作较长时间后出现振动的原因是

（a）齿面磨损，出现间隙(b) 齿廓磨损，渐开线齿廓破坏(c) 轮齿之间出现磨损碎屑 2、可将直线运动转化为旋转运动的机构是。

（a）曲柄摇杆机构(b) 双曲柄机构(c) 曲柄滑块机构(d) 双摇杆机构 3、下列最适合于实现大传动比而且结构紧凑的机构是 （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、在下列哪种条件下齿轮可以连续传动。 （a）0、（b）1、（c）1、（d）0

5、为减少机械系统的速度波动，可以采取的措施为。

（a）增加电动机的功率 (b) 增加机械系统的质量、(c) 在高速级上增加飞轮、(d) 在低速级上增加飞轮。

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）

Z30Z4120四、在图示的混合轮系中，已知Z120，Z280，Z230，3，，Z520

，

Z625

Zn

，n11000r/min，求传动比i1H及齿轮6的转速6。（本大题20分）



601五、在图示的曲柄滑块机构中，曲柄1等速转动，角速度rad/s，方向如图，又已

知杆长lAB80mm （本题16分）

，

lBC160

mm，60，试图解法和瞬心法求出滑块3的速度？



B

4

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

0.97说明系统是串连还是并联结构，请计

啮合传动效率20.98，带传动的效率为3

算该传动系统的总效率，如果运输带的功率为10kW，电动机的功率是多少？（本题16分）

七、设已知等效阻力矩Mr的变化规律如图示，等效驱动力矩为常数，机器主轴的转速n=1500r/min。试求当机器运转的不均匀系数δ=0.03，所需飞轮的转动惯量JF。（飞轮安装在机器的主轴上，机器其余构件的转动惯量忽略不计）。（本题18分）

一、填空题。（本大题10分，每空1分）

1. 斜齿轮的参数分为端面参数和法面参数，以为标准参数。

2. 机构存在急回运动的条件是 3. 引起机器主轴周期性速度波动的原因是作的功与阻力所做的功并不时时保持相等 。

4. 转动副发生自锁的条件是。

5. 渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越

6. 渐开线直齿圆柱齿轮发生根切的条件是 刀具的齿顶线超过了极限啮合点 。 7. 渐开线齿轮瞬时传动比恒定的原因是 根据齿廓啮合定律，渐开线轮齿在任一齿阔位置

啮合时，其啮合点的公法线是唯一的，是两基圆的内公切线 。 8. 凸轮机构的压力角与基圆半径有关，增大基圆半径可以压力角。 9. 游梁式抽油机中采用的四杆机构是 曲柄摇杆机构 。

10. 三角形螺纹联接产生的摩擦力要比矩形螺纹联接要大，其原因是 三角形螺纹的螺纹

牙的接触面为楔槽面 。

二、选择题。（本大题5分，每小题1分）

1、渐开线齿轮传动工作较长时间后出现振动的原因是

（a）齿面磨损，出现间隙、(b) 齿廓磨损，渐开线齿廓破坏、(c) 轮齿之间出现磨损碎屑 2、可将直线运动转化为旋转运动的机构是。

（a）曲柄摇杆机构、(b) 双曲柄机构、(c) 曲柄滑块机构、(d) 双摇杆机构 3、下列最适合于实现大传动比而且结构紧凑的机构是。

（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、在下列哪种条件下齿轮可以连续传动 （a）0、（b）1、（c）1、（d）0 5、为减少机械系统的速度波动，可以采取的措施为

（a）增加电动机的功率 (b) 增加机械系统的质量、(c) 在高速级上增加飞轮、(d) 在低速级上增加飞轮。

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2个标注，每个1分，共2分

n=6, PL8, PH1 (4分)

F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)

30，Z330，Z4120，四、在图示的混合轮系中，已知Z120，Z280，Z2

Z520，Z625，n11000r/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

n1Z2

4 （2分） n2Z1

3 周转轮系的传动比：

在转化机构中两中心轮的传动比为：

Hi24

n2nHZ1201ZZ

13444 （6分）

n4nHZ2Z3Z230

由于n4＝0，所以有： 1i2H4

i2H415

i1Hi12i2H4520 （2分）

4 齿轮6的转速： nH

n1100050r/min （2分） i1H20nZ

i56561.25 （2分）

n6Z5nn

n65H40r/min （2分）

i56i56

齿轮6的转向如图所示 （2分）

五、在图示的曲柄滑块机构中，曲柄1等速转动，角速度160rad/s，方向如图，又已知杆长lAB80mm ，lBC160mm，60，试图解法和瞬心法求出滑块3的速度？（本题16分）

解：

图解法

C点的速度方程：

vCvBvCB （2分）

大小 ？ √ ？

方向 √ √ √ （2分）

方程可解，选取比例尺，绘出矢量图解见下图1 （3分）

图1 图2

B点的速度：vB1lAB6080/10004.8m/s （2分） 根据图1中的几何关系，C点的速度：

vClpcllpc

vBv4.8B5.54m/s （2分） lpbsin60sin60

瞬心法

找到构件1和3的瞬心P13

分别作出构件1、2、3的瞬心所在的直线和构件1、3、4的瞬心所在的直线，两直线的交点为构件1和3的瞬心P13。 （2分）

则滑块3的速度就等于1构件上P13点的速度。

lAP131lAB/cos3092.38mm （2分）

vCvp131lAP131lAB/cos306092.38/10005.54m/s （2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0.98，带传动的效率为3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，如果运输带的功率为10kW，电动机的功率是多少？（本题16分）

解：

1 该系统属于串连系统； （3分） 2 系统的总效率：

2

1323

3

2

0.990.980.970.9043 电机的功率： P电P输出10/0.90411.06kW （5分）

（7分）写对公式给4分，缺一个效率扣1分

七、设已知等效阻力矩Mr的变化规律如图示，等效驱动力矩为常数，机器主轴的转速n=1500r/min。试求当机器运转的不均匀系数δ=0.03，所需飞轮的转动惯量JF。（飞轮安装在机器的主轴上，机器其余构件的转动惯量忽略不计）。（本题18分）

解：

求驱动力矩：

一个周期内驱动功与阻力功相等，所以：

Md260010(2/2) (2) Md307.5Nm (2)

根据阻力矩和驱动力矩的作用绘制系统动能 变化曲线， （4） 找到最大、最小动能点； (2) 求最大盈亏功

WmaxEmaxEmin(600307.5)/2459.2Nm (4)

JF900

Wmax

(2)

2n2

JF900

459.2

0.62kg.m2 (2) 22

15000.03