华中科技大学机械科学与工程学院
2010 ——2011 学年度第 一 学期
《 机 械 原 理（二） 》考试试卷（B卷解答） （考试时间：150分钟 考试方式：闭卷）
专业班级： 学号： 考试卡号： 姓名：
题号 题分 得分 一 10 二 10 三 15 四 25 五 25 六 15 总分 100 一、(10分) 选择填空 1.在范成法加工常用的刀具中，___ C _____能连续切削,生产效率更高。
A.齿轮插刀 B.齿条插刀 C.齿轮滚刀 D.成形铣刀
2．用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的
分度圆______ C ____。
A.相切 B.相割 C.相离 D.重合
3．和标准齿轮相比，以下变位齿轮的四个参数中_____ D.___已经发生了改变。
A.齿距p B.模数m C.压力角α D.分度圆齿厚 4．机械平衡研究的内容是__ C __ 。 A. 驱动力与阻力间的平衡 B. 各构件作用力间的平衡
C. 惯性力系间的平衡 D. 输入功率与输出功率间的平衡
5．使用飞轮可以??? C ??速度波动。 A消除，非周期； B 消除，周期性； C 减小，周期性； D减小，非周期。
二、（10分）填空题
1．拆 分 机 构 的 杆 组 时 应 先 从 最低 级 别的 杆 组开始，而机 构 的 级 别 按 最高 级 别杆 组 确 定。
2．与标准齿轮相比，正变位齿轮的分度圆齿厚 加大 ，但齿顶厚 减小 ，故对正变位齿轮应验算其齿顶厚。
3．用范成法切制渐开线齿轮齿廓时，若用同一把刀具加工m、?、z均相同的标准齿轮和负变位齿轮，它们的分度圆直径 相等 ，基圆直径 相等 ，尺顶圆直径 不相等 。 4．计算等效力（或力矩）的条件是 等效前后功率相等 ；计算等效转动惯量（或质量）的条件是等效前后动能相等 。 5．为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高速 轴上。
1
三、(15分) 计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度和虚约束必须明确指出），判断该机构是否具有确定运动。用低副代替高副，并确定机构所含杆组的数目和级别以及机构的级别（要有杆组拆分过程）。
（答案：F=3×8-2×11-1=11，该机构由4个Ⅱ级杆组和一个Ⅰ级机构组成，因此该机构是一个Ⅱ级机构。）
四、(25分)一对外啮合的渐开线直齿圆柱齿轮传动中， 已
?知,m?5mm,??20?,ha?1,c??0.25,z1?12,z2?28,要求小齿轮刚好无根切（不
考虑其他要求），试问在无侧隙啮合条件下：
??100mm时，应采用何种类型的齿轮传动，变位系数x1, x2（1）实际中心距a12各为多少？并计算两轮的齿根圆半径,齿顶圆半径和齿全高。
??102mm时，（2）实际中心距a12应采用何种类型的齿轮传动，变位系数和x1, x2各为多少？
??100mm时，解:（1）实际中心距a12?a12?m(z1?z2)2?5?(12?28)2?100mm?a12
一次采用高度变位齿轮传动。
x1?x1min?(17?z1)17?(17?12)17?0.294，x2=-0.294(>x2敏=-0.647)
齿顶圆半径:
2
齿全高:
??102mm时，因为a12??a12，采用正传动。 （2）实际中心距a12???arccos(a12cos?a12?)?22.888?
x1?x2?(z1?z2)(12?28)??(inv???inv?)?(inv22.888?inv20)?0.4283 ?2tan?2tan20x1?x1min?(17?z1)17?(17?12)17?0.294，x2=0.1343(>x2敏=-0.647)
五、(25分) 某刨床的主轴为等效构件，在一个运转周期内的等效阻动力矩Mr如
图所示。等效驱动力矩Md为常数，刨床的主轴的平均转速n=60r/min，运转不
均匀系数?=0.1，若不计飞轮以外的构件的转动惯量，计算安装在主轴上的飞轮转动惯量。 M
(N.m) Mr 600
? π π/4 π/4 π/6 2π
解：在一个运动周期内，等效驱动力矩与等效阻动力矩作的功相等。
M
(N.m) Mr 600
f2 f4 A B C D E F Md
f1 f3 f5 ? π π/4 π/4 π/6 2π
??Md2??600??600?
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