2015年西南交大824机械原理真题

试题名称：机械原理

考生请注意：

1.本试题共七题，共4页，满分150分，请认真检查；

2.答题时，直接将答题内容写在考场提供的答题纸上，答在试卷上的内容无效；3.请在答题纸上按要求填写试题代码和试题名称；4.试卷不得拆开，否则遗失后果自负。

一.（20分）计算题1图a，b所示机构的自由度，如有复合铰链，局部自由度和虚约束请予以指出。

(a)(b)

二．（20分）题2图所示为一个机构的示意图，构件1为原动件。构件1的质量为m1，构件2的质量为m2。不考虑各个运动副中的摩擦。当构件2与构件1在圆弧ab接触时。1.对机构进行高副低代，画出机构的低副运动等效机构。2.写出构件2的速度V2，加速度a2与构件1的位移S,速度V1，加速度a1之间的关系式。3.以构件1为运动等效构件，写出加速度a1与FP和FQ之间的关系。

三．（20分）题3图所示为一个两自由度机构设计的示意图，设计的主要目的

10o245o，是实现工件的三个位置：（图中未标出）；S120mm，S245mm，

S360mm，390o，为了减少驱动电机的数量，降低产品的成本，欲将原两个

自由度的机构改进为一个自由度的机构，但必须保持实现与原来设计要求相同的

工件的三个位置。

1.提出机构的改进方案，并画出改进方案的示意图。

2.对改进后的机构进行设计，并说明确定机构固定铰链点的坐标和各个构件的杆长的方法。

注：可以采用作图或解析计算的方法。若采用作图方法，请给出作图步骤和示意图；若采用解析计算方法，请给出计算的步骤和计算公式。

四.（25分）题4图所示机构，凸轮1为半径为R的圆盘，其几何中心O到转动中心A的距离为e，凸轮为主动件且匀速转动，凸轮上受有驱动力矩M1，从动件2上受有工作阻力FQ，移动副和高副的摩擦角为，转动副的摩擦圆半径为，如图中所示。不考虑各个构件收到的重力和惯性力。1.

试确定凸轮的基圆半径r0

2.机构运动过程中，机构的压力角是否会发生变化，为什么？3.画出机构在图示位置时，各个机构的运动副反力的方向。4.如果保持凸轮的轮廓曲线及凸轮转动中心A，从动件2的导路位置等不变，只是将平底从动件改为尖底从动件，问从动件的运动规律是否会发生变化，为什么?五（17分）现有一对渐开线正常直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知齿轮1的齿数

Z114，齿轮2的齿数Z216，齿轮1的齿根圆直径为df1120.57mm，齿轮2

的齿顶圆直径为da2184.43mm，齿轮的模数m10mm，压力角20o，齿轮传动为正确安装。

1.试确定齿轮安装中心距a和传动类型。2.推导齿轮传动的啮合角与其标准中心距a，安装中心距a之间的关系。3.现要确定这对齿轮的变位系数x1,x2，以及这两个齿轮是否存在根切现象。试提出确定的具体思路和方法，并给出相应的计算公式。2(x1x2)taninvZ1Z2注：参考公式inv六．（20分）在题6图所示机构中，ACBCCD.构件1以1匀速转动。转向如图中所示。1.画出机构运动简图。2.3.4.5.确定当构件1转动360o，构件3转动角度和转动方向。问机构中存在几个曲柄，为什么？问机构处于什么位置时，构件3转动角速度3达到最大？说明分析依据。根据图示机构结构，说明在制造和安装时必须注意的问题是什么。七．（18分）题7图所示为一种离心压块式制动机构。质量为m的压块1套在固定于转轴3的导杆2上，机构的主要功能是：当转轴3的转速达到或高于某一设定值的时候，可以使转轴减速或停止转动。设压块1与止动座4之间的摩擦系数为f，不计压块1与导杆2之间的摩擦，止动座内壁圆的半径为R，制动时压块质心到转轴中心的距离为r，1.分析机构的工作原理，并根据图中所标出的尺寸，计算出制动力矩M的大小。2.

分析将三个导杆以120o均匀布置有什么优缺点。

3.提出一个可以实现相同功能的机构设计方案，画出机构的示意图，并说明所提出方案与题7图所示机构的主要不同之处。