2014年机械原理A卷武汉科技大学考研试题819机械原理及答案

1、2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：机械原理（ A卷口B卷）科目代码：819考试时间：3小时 满分150 分可使用的常用工具：无p计算器 0尺 冋圆规（请在使用工具前打V）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无 效；考完后试题随答题纸交回。一、单项选择题（本大题10小题，每题2分，共20分，错选、多选均 无分）码号证题考准写要不内线封密1 .对于机构，下面说法 错误的是。A.由一系列人为的运动单元组成B.各单元之间有确定的相对运动C.是由构件组成的系统D.可以完成机械功或机械能转换2 .平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角的关系为 。A .互余B .互

2、补C .相等D .没关系3 .一对齿轮啮合过程中，下面关于节圆的说法错误的是。A .始终相切B .始终通过节点C .始终和分度圆重合D .随中心距增大而增大4 .生产工艺要求某机构将输入的匀速单向运动，转变为按照正玄规律变化的移动输出，一种可供选择的机构是。A .齿轮齿条机构B.直动滚子从动件盘形凸轮机构C.偏置曲柄滑块机构D.摆动导杆机构业 专 考 报5. 图1示转动副在驱动力矩 Md的作用下等速转动，Q为径向载荷，二为摩擦圆 半径，则运动副全反力 R 21应是图中所示作用线。6 .渐开线直齿圆柱齿轮中，齿距P，法向齿距几，基圆齿距Pb三者之间的关A B C D第19页共13页系为：A Pb

3、 = Pn Y PC. Pb > Pn > PB Pb Y Pn Y PD Pb > Pn = P7 .一对平行轴斜齿轮传动，其传动比i12等于A 乙2 ZviB - '2 -1&在蜗杆传动中，弓I入特性系数A 便于蜗杆尺寸参数的计算C 提高蜗杆传动的标准化9 平衡的目的在于确定 A.不平衡质量的大小和方位C.不平衡偏心距10 在机器稳定运转的一个运动循环中,A.惯性力和重力所作的功均为零 不为零C.ra2 raiD rf2 rf1q的目的是。B.容易实现蜗杆传动中心距的标准化D 减少蜗轮滚刀的数量， 有利于刀具的B.不平衡质径积D.转子的质心应有 B.惯性力

4、所做之功为零，重力所做之功C.惯性力和重力所做之功均不为零D.惯性力所做之功不为零， 重力所做之功为零二、判断题（本大题10小题，每题2分，共20分。正确的打V,错误 的打。）1、 机构的级别是由机构中包含最多的杆组的级别决定的。（）2、 四杆铰链机构中最短杆与最长杆之和（或=）其它两杆之和时，一定有曲柄。（）3、 为减小直动尖顶从动件盘状凸轮机构压力角，凸轮的偏心距与推程时凸轮、推杆间的相对瞬心应位于凸轮转轴的异侧。（）4、 组成正传动的齿轮应该是正变位齿轮。（）5、 直动平底从动件盘状凸轮机构压力角，与凸轮机构的基圆半径无关。（）6、 两直齿圆柱齿轮的齿数和模数各不相等时，其渐开线的形状不

5、一定不一样。（）7、 直齿圆柱齿轮传动中节圆与分度圆总是重合的。（）&理论上讲，可采用飞轮把周期性速度波动的机器的速度调节为匀速运动。（）9、 斜齿轮的当量齿数大于实际齿轮的齿数。（）10、静平衡的刚性转子不一定是动平衡的，但是动平衡的刚性转子一定是静平衡的。（）三、分析与简答题（10分4小题=40分）1、如图2所示曲柄滑块机构，曲柄 AB等速整周回转，设曲柄为主动件。（1 ）作图画出极位夹角 T，最小传动角 min出现的位置。（5分）（2）假设连杆的长度为100m m，偏心距e=10mm，求曲柄长度取值范围。（5分）2、如图3所示中，标出以凸轮为主动件的机构的传动角，说明此传动角如何

6、变 化？ （ 10分）要求以四元连杆为机架，且机构的执行构件为一个在固定导路3、运动链代号： 出一个机构，上运动的滑块。（10分）4、如图4所示为一对外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动，1、2分别为主动轮1和从动轮2的角速度，rb1、rb2为两轮的基圆半径，ra1、ra2为两轮的齿顶圆半径，Ib1rb202ra2| |iIi01rd试在图中标出理论啮合线N1N2、实际啮合线B1B2和啮合角0（/。（10 分）四、计算与综合题（本大题70分）1、计算图5所示机构的自由度，若有复合铰链，局部自由度，虚约束请标出。（本小题10 分）图52、如图6所示机构，已知h=750mm.-= 20rad / s ,.

7、1=20 rad/s,用瞬心法求-：i =30时构件3的速度 V = ?（本小题10分）3、如图7所示，已知作用在滑块上的生产阻力Fr=500N，a=200mm，b=1400mm,1=90，移动副处的摩擦角=16.7 ,不计其它运动副的摩擦及各构件自重。求构件1上的平衡力矩Mb及各运动副反力。（本小题15分）图74、如图8所示，已知a=15mm,b=50,c=30,，试求：（本小题10分）（1）设该机构为曲柄摇杆机构时d的尺寸范围。（6分）假设d=60mm用作图法做出当AB为主动件的极位夹角t和最小传动角（4分）图85、已知一对渐开线直齿圆柱齿轮的参数分别为：Z）=15, z2 =21 , m

8、 = 5mm,二=20：, ha =1,c =0.25 , x, =0.3128,x2 二-0.1921 （本小题 15分）（1） 判断在用齿条型刀具加工这2个齿轮的时候，是否会产生根切想象（必须 有计算过程）（2） 求出这一对齿轮作无侧隙啮合传动是的中心距a ；（3）说明这一对齿轮的啮合传动属于哪一种类型。注：无侧隙啮合方程式：inva'=_（X1+ i nv乙+Z2a1930H20c2030 “212*30"22inva0.01 网0,0149040,0160920,0173450.018665O.G3CO546、如图9所示轮系中，已经各轮齿数分别为乙=1（右旋），Z2

9、= 40 ,z2 = 20, z3 =18 乙=20,引=30 z5=20, Zj =55 n1000r /min? ? ?试求nB的大小和方向（方向可以用箭头表示）。（本小题10分）2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目名称：机械原理（ A卷口B卷）科目代码：819（参考答案）考试时间：3小时 满分150 分可使用的常用工具：无 计算器 直尺|圆规（请在使用工具前打V）注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。一、单项选择题（本大题10小题，每题2分，共20分，错选、多选均 无分）1 .对于机构，下面说法 错误的是_D。A.由一系列人为的

10、运动单元组成B.各单元之间有确定的相对运动C.是由构件组成的系统D.可以完成机械功或机械能转换2 .平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角的关系为A 。A .互余B .互补C .相等D .没关系3 .一对齿轮啮合过程中，下面关于节圆的说法错误的是 C 。A .始终相切B .始终通过节点C .始终和分度圆重合D .随中心距增大而增大4 .生产工艺要求某机构将输入的匀速单向运动，转变为按照正玄规律变化的移动输出，一种可供选择的机构是B。A .齿轮齿条机构B.直动滚子从动件盘形凸轮机构C.偏置曲柄滑块机构D.摆动导杆机构5. 图1示转动副在驱动力矩 Md的作用下等速转动，Q为径向载荷，二为摩擦圆

11、半径，则运动副全反力R 21应是图中B 所示作用线。A B C D6 .渐开线直齿圆柱齿轮中，齿距P，法向齿距几，基圆齿距Pb三者之间的关系为：AA .Pb = Pn Y PBPb V Pn Y PC.Pb > PnPDPb A Pn = P7 .一对平行轴斜齿轮传动，其传动比A 乙2 ZviB . - '2 -1&在蜗杆传动中，弓I入特性系数A .便于蜗杆尺寸参数的计算C .提高蜗杆传动的标准化9 .平衡的目的在于确定 A_。A.不平衡质量的大小和方位C.不平衡偏心距10.在机器稳定运转的一个运动循环中,A.惯性力和重力所作的功均为零不为零ii2等于 A 。C. ra2

12、 rai D rf2 rf1q的目的是 D 。B.容易实现蜗杆传动中心距的标准化D .减少蜗轮滚刀的数量， 有利于刀具的B.不平衡质径积D.转子的质心 应有 AB.惯性力所做之功为零，重力所做之功C.惯性力和重力所做之功均不为零D.惯性力所做之功不为零，重力所做之功为零二、判断题（本大题10小题，每题2分，共20分。正确的打V,错误 的打。）1、 机构的级别是由机构中包含最多的杆组的级别决定的。（X ）2、 四杆铰链机构中最短杆与最长杆之和（或=）其它两杆之和时，一定有曲柄（X ）3、 为减小直动尖顶从动件盘状凸轮机构压力角，凸轮的偏心距与推程时凸轮、推杆间的相对瞬心应位于凸轮转轴的异侧。（X

13、 ）.4、 组成正传动的齿轮应该是正变位齿轮。（X ）5、 直动平底从动件盘状凸轮机构压力角，与凸轮机构的基圆半径无关（）6、 两直齿圆柱齿轮的齿数和模数各不相等时，其渐开线的形状不一定不一样。（）7、 直齿圆柱齿轮传动中节圆与分度圆总是重合的。（X ）&理论上讲，可采用飞轮把周期性速度波动的机器的速度调节为匀速运动（X ）9、 斜齿轮的当量齿数大于实际齿轮的齿数。（X ）10、静平衡的刚性转子不一定是动平衡的，但是动平衡的刚性转子一定是静平衡 的。（）三、分析与简答题（10分4小题=40分）1、如图2所示曲柄滑块机构，曲柄 AB等速整周回转，设曲柄为主动件。（1 ）作图画出极位夹角

14、T，最小传动角 min出现的位置。（5 分）（2）假设连杆的长度为100mm，偏心距e=10mm，求曲柄长度取值范围。（5分）解：（2）偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件是ba，e,所以 OYaYb-e = 90mm2、如图3所示中，标出以凸轮为主动件的机构的传动角，说明此传动角如何变化解：传动角始终等于90度。1 2 15、运动链代号：N3 012, N3 012，N4 0022，画出该运动链的结构图。变换 出一个机构，要求以四元连杆为机架，且机构的执行构件为一个在固定导路上运动的滑块。（10分）解：该运动链的结构图如下；（5分）变换机构根据实际情况判断正误（5分）4、如图4所示为一对外啮合渐开线

15、直齿圆柱齿轮传动，1、；.-：2分别为主动轮1和从动轮2的角速度，rb1、rb2为两轮的基圆半径，ra1、ra2为两轮的齿顶圆半径，试在图中标出理论啮合线n1N2、实际啮合线b1b2和啮合角&。（10分）O1图4rbalB2二PBa2OOiNira2四、计算与综合题（本大题70分）1、计算图5所示机构的自由度，若有复合铰链，局部自由度，虚约束请标出。（本 小题10分）图5解：其中D处滚子为局部自由度，EF构成虚约束,O、N为复合铰链。（2分）2、如图6所示机构，已知h二750mm,-二 20rad / s ,i=20 rad/s，用瞬心法求;：i =30时构件3的速度V3 = ?（ 1

16、5分）图6解:解：速度瞬心如上图所示。V3 =V| =.仏甩=20 1000 = 20 m s,h750 “cIap13 -1000 mm13 sin60 sin60 0.75b=1400mm,求构件13、如图7所示，已知作用在滑块上的生产阻力Fr=500N , a=200mm ,图7解:1=90，移动副处的摩擦角=16.7，不计其它运动副的摩擦及各构件自重。上的平衡力矩Mb及各运动副反力。（15分）对于构件1：MbMb-R21a cos： - -105.53NM滑块受力：IX =0: R23 cos二 Fr - R43 sin ; V= 0 : R23 sin ： = R43 cos VF

17、cos 申得: R23=cos（VZ52805N= 78.76NR21 = R23 = R416、如图8所示，已知a=15mm,b=50,c=30,试求（3）设该机构为曲柄摇杆机构时 d的尺寸范围。（8分）假设d=60mm用作图法做出当AB为主动件的极位夹角抑最小传动角（7分）解：（1）当a为曲柄,图8d _35当a为曲柄，d为最长杆时d乞65a d 乞 c b 所以 35空d <65（2 ）作图略。5、已知一对渐开线直齿圆柱齿轮的参数分别为：乙=15忆2=21，m=5mm, =201hj =1,c ： =0.25，为=0.3128, x2 =-0.1921 （ 15分）（1） 判断在用

18、齿条型刀具加工这2个齿轮的时候，是否会产生根切想象（必须 有计算过程）（2） 求出这一对齿轮作无侧隙啮合传动是的中心距a ；（3）说明这一对齿轮的啮合传动属于哪一种类型。注：无侧隙啮合方程式：inva'=_（X1+ inv乙+Z2a1930"20C2030'21"21%0"22inv«0.01 诙0,01 网0.0160920,0173450.018665O.G3CO5417 _ 15 解: ( 1) X1min 二血.衆血Zmin0.11767为1717 _ 21 X2min (Zmin Z)ha Zmin0-235 X217所以2个齿轮都不根切(2) inv；J = 2tan - (Xl X2) inv；.； =0.00244 0.014904 =0.017344Zi +Z2所以=21a =acos，/cos： =5 (1