2015江苏大学考研机械原理及理论力学考试大纲.doc

江苏大学机械原理考试大纲一、考试要求 机械原理是机械类各专业中研究机械共性问题的一门主干技术基础课。其考核目标是要求学生掌握机构学和机械动力学的基础理论、基本知识和基础技能，具有拟定机械运动方案、分析和设计常用机构的能力。二、考试内容 第一章 机构的组成和结构了解机构的组成（包括构件、运动副概念，平面运动副的各种分类，平面高低副引入约束的情况）。读懂平面机构运动简图（包括构件与各种运动副的表示，机构的组成和动作原理）。 掌握平面机构的自由度计算（包括机构自由度概念、自由度计算公式、运动链成为机构的条件、计算自由度时应注意的三类问题：复合铰链、局部自由度与虚约束的识别与处理）。掌握平面机构的高副低代。第二章 平面连杆机构了解铰链四杆机构的三种基本型式（曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆机构），平面四杆机构的演化方法。掌握四杆机构的曲柄存在条件（主要是根据机构的几何参数判断其具体类型）。掌握四杆机构的急回特性、传力特性和死点位置（包括机构极限位置的作图，图上标注极位夹角、摇杆摆角，计算行程速比系数，机构压力角、传动角、死点等基本概念；能对曲柄摇杆机构和偏置曲柄滑块机构进行急回运动特性分析，用压力角或传动角表达机构的传力性能，并找到机构的最小传动角或最大压力角的位置；了解机构死点位置的特点）。掌握用瞬心法对简单高、低副机构进行运动分析（如四杆机构、凸轮机构）。掌握刚体导引机构设计以及急回机构的设计（主要是曲柄摇杆机构或曲柄滑块机构的设计）。第三章 凸轮机构了解凸轮机构的组成及分类；理解从动件常用运动规律及其特点（包括凸轮机构的运动学设计参数（如基圆，升距，推、回程运动角，远、近休止角等），常用运动规律的线图和冲击特性）。掌握图解法设计盘形凸轮轮廓曲线（主要是尖顶或滚子移动从动件盘形凸轮轮廓设计）。了解凸轮机构的压力角和自锁概念，了解凸轮机构压力角与机构基本尺寸的定性关系（如压力角与基圆半径之间的关系，从动件偏置方位的合理选择，滚子半径的确定原则）。掌握反转法的应用。第四章 齿轮机构了解齿轮机构的基本类型，理解齿廓啮合基本定律的实质（特别是定传动比传动的结论：，），了解渐开线的形成及性质，理解渐开线齿廓的啮合特性（如啮合线位置（两基圆一侧的内公切线）、定传动比传动、齿轮传动可分性（中心距变化不影响传动比）等），由此得出的一些重要公式，如，。掌握渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和几何尺寸计算（特别是：分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆、标准中心距的计算公式）。理解渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动（包括正确啮合条件、无齿侧间隙啮合条件、连续传动条件）。了解渐开线齿轮的范成法加工原理、根切现象、用标准齿条型刀具加工标准齿轮不发生根切的最少齿数、齿轮的变位方式及其含义、齿轮的传动类型。理解平行轴斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成、啮合特点，斜齿圆柱齿轮的两套基本参数，斜齿圆柱齿轮当量齿轮的含义。了解直齿圆锥齿轮齿廓的形成原理，掌握背锥、当量齿数等基本概念。第五章 轮系了解轮系的分类（如基本轮系：定轴轮系和周转轮系，周转轮系又可分为行星轮系和差动轮系），掌握定轴、周转和混合轮系传动比的计算方法（包括传动比大小的确定和主从动轮转向关系的判定）。第六章 间歇运动机构了解常用间歇运动机构的类型、组成和工作原理、运动特点。第十章 机械系统动力学了解作用在机械上的力及机械的运转过程（包括力的类型，机器运转的三个阶段两种力做功的特征）。了解机械速度波动的两种类型及其对应的调节方法，了解飞轮的调速原理和特点，掌握飞轮转动惯量简易计算方法。第十一章 机械的平衡了解刚性转子的平衡类型，即静平衡和动平衡；静、动平衡的适用对象、平衡条件、平衡方法；掌握刚性转子静平衡的设计计算。三、题型 题型包括填空题（20分左右），计算或作图题（130分左右）。一填空题（20分左右）。 主要是各章的基本概念。二平面机构自由度计算（16分左右）。 给定机构运动简图，要求判断机构中的活动构件数n，低副数PL，高副数PH；找出机构中的复合铰链、局部自由度与虚约束后计算机构自由度；机构中如有高副，则进行高副低代。三瞬心法对简单高、低副机构进行速度分析（12分左右）。 给定机构运动简图，要求在图上标出所有瞬心的位置，并运用瞬心法进行机构中某点或某构件的速度分析。四平面四杆机构的分析或设计（18分左右）。 分析类题目：给定机构运动简图及几何特征参数，分析机构的各种特性，如：机构极限位置、极位夹角、摇杆摆角或滑块行程，计算行程速比系数，机构的最小传动角或最大压力角的位置，机构有无死点等。 设计类题目：主要是按连杆三位置或行程速比系数要求设计曲柄摇杆机构或曲柄滑块机构。五凸轮轮廓设计或反转法应用（18分左右）。 轮廓设计：给定从动件运动规律及其他参数，图解法设计凸轮轮廓；或给定凸轮机构，图解法找出从动件运动规律（主要以位移线图描述）。反转法应用：利用反转法原理，分析凸轮不动，从动件反转一定要求后机构的位移、压力角等。六齿轮传动设计计算（20分左右）。 按给定条件计算齿轮的相关尺寸，比较不同安装方式下啮合尺寸的变化，合理设计齿轮的传动类型。七轮系传动比计算（18分左右）。 各种轮系的传动比计算。八飞轮设计（16分左右）。 按给定条件确定飞轮的转动惯量（包括等效驱动力矩或等效阻力矩的计算，最大盈亏功的确定，等效构件最大转速及最小转速的计算及位置判定）。九刚性转子静平衡设计（12分左右）。 已知一个静不平衡的转子，求使其平衡时需要添加的平衡块的大小和方位。四、参考书 机械原理教程，申永胜主编，清华大学出版社（第一版或第二版）。机械原理辅导与习题，申永胜主编，清华大学出版社（第一版或第二版）。有关资料*请*加*入*江苏大学*考*研*群3*7*4*4*3*4*3*5*2江苏大学硕士研究生入学考试理论力学考试大纲I 考查目标科学、公平、有效地测试考生对理论力学基本概念、基本理论和基本方法的掌握程度，以选拔具有发展潜力的优秀人才入学，为国家建设培养具有较强分析与解决实际问题能力的高层次专业人才。具体来说，要求考生：1 运用力学的基本理论和基本方法熟练进行研究对象的受力分析，求解静力学平衡问题。2 运用力学的基本理论和基本方法熟练进行运动分析，求解各运动量。3 运用力学的基本理论和基本方法熟练进行动力学分析及求解动力学综合问题。II 考试形式和试卷结构一、 试卷满分及考试时间试卷满分为150分，考试时间180分钟。二、 答题方式答题方式为闭卷、笔试。允许使用计算器，但不得使用带有公式和文本存储功能的计算器。三、 试卷内容与题型结构计算题为主III 考查内容1静力学(20 40)：(1) 掌握各种常见约束类型。对物体系统能熟练地进行受力分析。(2) 熟练计算各类力系的主矢和主矩，对各类力系进行简化计算。(3) 应用各类力系的平衡方程求解单个物体、物体系统和平面桁架的平衡问题(主要是求约束反力和桁架内力问题)。(4) 考虑滑动摩擦时平面物体系统的平衡问题。(5) 物体重心的计算2运动学(20 40)：(1) 理解刚体平移和定轴转动的特征。熟练求解定轴转动刚体的角速度和角加速度，求解定轴转动刚体上各点的速度和加速度。(2) 掌握点的合成运动的基本概念。熟练应用点的速度和加速度合成定理求解平面问题中的运动学问题。(3) 理解刚体平面运动的特征。熟练应用基点法、瞬心法和速度投影法求平面机构上各点的速度。能熟练应用基点法求平面机构上各点的加速度。(4) 运动学的综合应用。 3动力学(40 60)：(1) 能计算动力学中各基本物理量。(2) 熟练运用动量定理、质心运动定理求解有关动力学问题。(3) 熟练运用动量矩定理、定轴转动微分方程、平面运动微分方程求解有关动力学问题。(4) 熟练计算力的功和质点、质点系、平面运动刚体的动能。应用质点和质点系的动能定理求解有关的动力学问题。(5) 运用动力学普遍定理综合求解动力学问题。(6) 掌握刚体平移及对称刚体作定轴转动和平面运动时惯性力系的简化方法。应用达朗伯尔原理(动静法)求解动力学问题。(7) 应用虚位移原理求解机构的平衡问题。(8) 掌握单自由度线性系统振动微分方程的建立方法，计算系统的固有频率。IV. 题型示例及参考答案1m3mB2m3m4mAxyz1、（10分）力作用于物体的A点（如图），大小已知。试求对、轴之矩。ADEFCB6003003003003004002、（20分）图示构件中不计各杆件重量，力，杆ABC与杆DEF平行，尺寸如图，求A、D处的约束反力。600AB3、（10分）已知长为的杆，其端放在水平面上，端放在斜面上，、处的摩擦系数都是，试求能够支承重载荷的最大距离,杆自重不计。AODCB4、（15分）图示直角弯杆绕轴转动，使套在其上的小环沿固定直杆滑动。已知：与垂直，在图瞬时平行于且，求此时小环的速度；并求出小环的科氏加速度的大小和方向。ABC5、（20分）如图机构，圆盘以等角速度顺时针转动。试求在图示瞬时，杆和杆的角速度和角加速度。BAC6、（20分）重的均质杆，长为，重心在点，、端的滚轮重量不计。杆在自重作用下在铅垂平面内运动，杆的两端限制在水平和垂直的光滑导槽内运动。开始运动时，杆处于铅垂位置，而点具有初始速度。试求杆达到水平位置时，端的速度；同时求出当杆与水平线成任意角时（），连杆的角速度。ABCD7、（20分）匀质杆长，质量为；杆的一端在绳索上另一端搁在光滑水平面上。当绳铅直而静止时杆对水平面的倾角。现在绳索突然断掉，求在刚断后的瞬时杆端的约束反力。8、（10分）图示一滑道连杆机构，已知，滑道倾角为，机构重量和各处摩擦均不计。当时机构平衡，试求作用在曲柄上的力偶与在滑道连杆上作用的水平力之间的关系（用虚位移原理求解）。 DCAO9、（10分）振动系统如图所示，杆的质量不计，在杆上端有一质量为的摆球。当摆球作微振动时求系统的固有频率。10、（15分）四连杆机构如图所示。，,。均质杆的质量为，均质杆的质量为，杆质量不计。已知杆上作用一不变的力矩。当时，杆绕轴转动的角速度为，角加速度为。试用达朗贝尔原理求此时铰链，处的约束反力。DBA参考答案：一、解：二、ADEFCB600300300300300400FAxFAyFDxFDyABFAxFAyFBEFCFCDEFFDxFDyFEBFFC解：（1）研究整体，受力分析如图得得 (1)（2）研究DF杆，受力分析如图（3）研究AC杆，受力分析如图由联立方程组，解得，三、600ABFsAFNAABFNBFsB解：分析AB杆受力，如图所示由联立方程组，解得30vevrMva四、解：动点：小环M动系：直角弯杆OAB方向向下五、解：BAB杆作瞬时平移，以A点为基点，加速度矢量图如图所示其中，向竖直方向投影得，故向水平方向投影得BACP，故六、解：（1）初始运动瞬时，A点为速度瞬心AB杆的动能为AB杆运动到水平时，此瞬时B点为速度瞬心，转动角速度为：AB杆的动能为此过程，外力所做的功为由动能定理，解得（2）当AB杆由初始运动与水平线成任意角时，速度瞬心在P点此时AB杆的动能为外力