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文档简介
硕士研究生入学考试机械原理模拟试题(硕士研究生入学考试机械原理模拟试题(一一) 一、简答题(一、简答题(25 分,每题分,每题 5 分)分) 1、何为三心定理? 2、铰链四杆机构中曲柄摇杆机构的条件是什么? 3、在凸轮机构中从动件常用运动规律有哪些?各有何冲击? 4、渐开线斜齿圆柱齿轮当量齿数齿轮 ZV的用途是什么? 5、刚性回转件的平衡有哪些?其平衡条件是什么? 二二、完成下完成下列各题(共分)列各题(共分) (分)计算如图所示发动机配气机构的自由度。若有复合铰链, 虚约束, 局部自由度, 直接在题图中标出 (分)计算如图所示机构的瞬心数,并在图在找出所有的瞬心 (分)图示薄盘钢制凸轮,已知重量为 8N,重心 S 与回转轴心 0 点之 距 e=2mm,凸轮厚度 =10mm,钢的重度 =7.810-5 N/mm3,拟在 R=30mm 的圆周上钻三个半径相同的孔(位置如图所示)使凸轮轴平衡,试求所钻孔的直径 d。 (分)一对外啮合的斜齿圆柱齿轮传动(正常齿制),已知:m=4mm,z1=24,z2=48, a=150 mm。试求: ()螺旋角 ; ()两轮的分度圆直径 d1,d2; ()两轮的齿顶圆直径 da1,da2; e S R 60 60 d 0 (分)如图所示铰链四杆机构中,已知 LAB=30,LBC=110,LCD=80,LAD=120,构件 1(AB)为原动件。 (1)判断构件 1 能否成为曲柄; (2)用作图法求出构件 3 的最大摆角 max; (3)用作图法求出最小传动角 min; (4)当分别固定构件 a,b,c,d 时,各获得何种机构? (分)图示为某机械以主轴为等效构件时,其等效驱动力矩在一个工作周期中的 变化规律。设主轴转速 n1500r/min,等效阻力矩 Mr 为常数,要求系统的速度波动系数为 0.05,忽略机械中其余构件的等效转动惯量,试确定系统的最大盈亏功 max ,并计算 安装在主轴上的飞轮转动惯量。 2 0 3 4 Md N m rad 2 5000 500 A B C D 三 (分)图示为一斜面压榨机。求在去掉水平力 P 后的机构自锁条件。 四(分) 在图所示的曲柄摇杆机构中, 已知行程速比系数, 机架 lAD=100mm, 曲柄为主动件,当摇杆在右极限位置时,曲柄 AB2与机架夹角为 30o,当摇杆在左极限位置 时, 压力角。求: 在图上画出曲柄、 连杆C 和摇杆 CD 的杆长, 并写出 lAB=? lBC=? lCD=? A D 30o B2 v R32 4 Q P 1 2 3 n n m m R42 R 23 R43 五 (分)图示偏置式移动滚子从动件盘形凸轮机构,凸轮为一偏心圆,圆心在O 点, 半径R80mm, 凸轮以角速度 10rad/s 逆时针方向转动,LOA50mm, 滚子半径r r 20mm, 从动件的导路与OA垂直且平分OA。 六 (16 分)一对渐开线外啮合正常齿标准直齿圆柱齿轮传动,已知传动比i=1.5,模 数 m=4mm,压力角=20,中心距a110mm,试求: 两齿轮的齿数z1、z2; 两齿轮的分度圆直径d1、d2; 齿轮 1 的基圆直径db1、齿顶圆直径da1 和齿根圆直径df1; 若两轮的实际中心距a 116mm, 模数和传动比均不改变, 试确定较优的传动类型, 并确定相应的最佳齿数z1,计算节圆半径r 1 和啮合角 ; 若两轮的实际中心距a 116mm,模数、压力角和传动比均不改变,齿数与(1)的正 确计算结果相同,拟采用标准斜齿圆柱齿轮传动,试确定其螺旋角。 R A O rr 在图中画出凸轮的理论轮廓曲线和偏距圆; 计算凸轮的基圆半径r b并在图中画出凸轮的基 圆; 在图中标出从动件的位移s和升程h; 在图中标出机构该位置的压力角; 计算出机构处于图示位置时从动件移动速度v; 凸轮的转向可否改为顺时针转动?为什么? 七 (分)图示轮系,各轮齿数分别为z120,z240,z220,z330,z480,求 轮系的传动比i1H。 4 2 2 1 H 3 参考答案: 一、一、简答题简答题 1、三个互作平行平面运动的构件共有三个瞬心,且这三个瞬心必在一条直线上。 2、当“最短杆长度加最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和”时,固定最短杆 的邻杆,可得曲柄摇杆机构。 3、等速运动规律有刚性冲击,等加速等减速运动规律有柔性冲击,余弦加速度运动规 律有柔性冲击,正弦加速度运动规律不产生任何冲击。 4、渐开线斜齿圆柱齿轮的当量齿数 Zv主要用在加工齿轮时选刀号;计算不根切的最少 齿数。 5、刚性转子静平衡的条件为:转子的离心惯性力之和为零或质径积之和为零。即: F Fi i = 0 或 mir ri i = 0。刚性转子的动平衡条件为:转子的离心惯性力之和为零,且离心 惯性力矩之和也为零,即: F F = 0, M M = 0。 二二、完成下完成下列各题列各题 在除去局部自由度和虚约束后,n=6,pL=8,pH=1, F=3n-2pL -pH=1 瞬心数() 这是一个静平衡的计算问题, 不平衡质径积为 mr=me=16 N mm,方向向上 静平衡的条件 mr+m b r b=0 所以钻孔所减去的三个质量的质径积之和的大小应为 16 N mm,由题意知三个孔所 减去的质量大小相等,设为 m1,则 m1R+2m1Rcos60=16 N mm, 解得 m14/15 N 由此得(d2/4) = m1 解得 d=20.9mm ()=arcosm n(z1+z2)/2a=16.26 。; ()d1= m nz1/cos=100mm,d2 =m nz2/cos=200mm; () da1= d1+2ha=(100+214)=108mm, da2=d2+2ha=(200+214)=208mm; (1)根据铰链四杆机构曲柄存在的条件进行分析。 La+Ld=30+120=150mm Lb+Lc=110+80=190mm La+LdLb+Lc 且构件 1 为连架杆,所以构件 1 能成为曲柄。 (2)曲柄与连杆处于两个共线位置时摇杆的两个位置所夹的角度为 max。 (3)曲柄与机架共线时的两个位置之一有最小传动角,当机构处于 AB2C2D 位置时有最 小传动角 min (4)当固定构件 a 时,得双曲柄机构; 当固定构件 b 时,得曲柄摇杆机构; 当固定构件 c 时,得双摇杆机构; 当固定构件 d 时,得曲柄摇杆机构。 在一个工作周期内等效驱动力矩做功为 Md24450025002125Nm 则等效阻力矩为 Mr 21252 1062.5Nm (1062.5500)2 883.6 J (5000 1062.5) 4 3092.5 J (1062.5500)54 2208.9 J 在处的功值为,在 2 处的功值为883.6 J,在4 处的功值为 2208.9 J,在 2 0 3 4 Md N m rad 2 5000 500 处的功值为 所以最大盈亏功为 max 2208.9(883.6)3092.5 J 飞轮转动惯量为 JF 900max ( 2n2)9003092.5(2150020.05)7.37kgm2 三 分析相对运动情况,标出运动上总反力之方向线。 画出块 3 的受力图,令 P0 可得 2,即为自锁条件 四根据题意图解如图所示。 P R43 R23 -2 A D 30o 36o 54o B1 60o B2 C1 E C2 AB1C1D 和 AB2C2D 即为所求机构的第一位 置和第二位置。各杆长度如下; lAB=AB1l lCD=C1Dl lAD=ADl 五 六 a 0.5m(z1z2),且z2=iz1,z1=22,z2=33 d1 mz1 88mm,d2 mz2 132mm, db1 d1cos 88cos20 82.7mm da1 d1+2ha 88 21.04 96mm df1 d12hf 88 21.254 78mm 正传动,a r 1+ r 2 r1(1+i ) 2.5 r 1 r1 a 2.5 46.4mm,取z1 23,r1 46mm,小齿轮取正变位 R A O rr rb e s h v 凸轮的理论轮廓曲线和偏距圆如图所; rbRLOArr8050 20 50mm; 标出从动件的位移s和升程h如图 示; 标出机构该位置的压力角如图示; 凸轮与从动件的瞬心在O点,所以机构在 图示位置时从动件移动速度为vOA=0.5m/s; 若凸轮改为顺时针转动,则在推程阶段, 机构的瞬心与从动件轴线不在同一侧,将会增 大推程压力角。 cos1(acos/a) cos1(110cos20/116) 27 c
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