宁波大学机械原理考研历年真题

自由度

09

1、计算下列机构的自由度，并说明其运动是否确定？（】0分）

(b)

10

注：此题限学术型硕士研究生（机械电子工程/机械制造及其自动化学术型硕士研究生）完成

1、计算下列机构的自由度，并说明其运动是否确定？（12分）

H（b）（BEG为同一构件）

AB

注：此题限全日制专业硕士学位研究生(工程硕士的机械工程领域专业硕士学位研究生)完成

1、图示为打钢印机的初拟设计方案，欲转动手柄1使构件4下压.试求：(12分)

(1)画出机构运动简图；

(2)计算其自由度；

(3)说明本设计是否合理，为什么？如不合理，可作何修改？

13

1、计算下列机构的自由度，并说明其运动是否确定？(12分)

a)b)

平面机构运动分析

09

8、在下图所示结构中，已知个构件的长度，构件I以等加速度与逆时计方向网转.现已给出求

解机构在图示位置时构件5上E点的速度晚的速度多边形图.试写出求解力的过程.（包括

求解时所用的矢量方程式，各量的方向及大小的表达式）（20分）

(a)

10

4、图示凸轮机构，已知圆盘凸轮半径K=30mm，偏心距AB=20mm,BC=60mm,凸轮以匀角

速电二10rad/s转动，在图示位置NEBC=60,。试用相对运动图解法，求构件2相对构件1

的相对速度以2好，以及构件2的绝对角速度处和方向？（20分）

（注意：须列出矢量方程式，画出矢量图，作图比例尺自定，可在矢量图中直接量值）

11

3、如图所示的曲柄摇块机构中，已知曲柄的长度lAB=100mm,lAC=200mm,曲柄的等角速度31

=40rad/s,当转至图示位置时，册=90。，试求构件2的角加速度a2。（用矢量方程困解法,

作困比例自定）（25分）

12

4、在卜图所示机构中，已知各构件的尺寸，原动件AB以等角速度叫逆时针转动，现已经给出

机构在图示位置的速度多边形和加速度多边形图。（25分）

（1）试用瞬心法求角速比％=色；

g

（2）试列出求解构件3的角速度o和角加速度的的过程（要求写出矢量方程式，及方程式中

各量的方向和大小的表达式。）

crc3

13

2、机构如图所示，已知构件长度，并且已知杆1以匀角速度与回转，用矢量方程图

解法求该位置滑块5的速度及加速度。（25分）

（特别提示：务必将本题专供答题纸与其他答题纸一起放入考场提供的答题纸袋内）

14

6、在图示的机构中，原动件/以g二20rad/s等速转动，/八8=/8r=/CD=400mm0试

用矢量方程图解法求构件2、3的角速度@2、及角加速度。2、。3。（作图比例自定）（25分）

2

【分析】沈界比例尺计加机内维图,瓠图2-7C)所乐.由图可知,机构处于特殊位置构

件3的布速度川事心院求比较方便。就的经令利用篇心法和矢量图解吹来求第构件2.5转动n构

或杯动副,所以存在可氏til速度.

用9心必求叫、灯4.拉接已6、P*和P*、P小井延长得交点PA，便餐胸件2的绝对■心,

由于Px’JC点不介，所以也网不位置C点的速度为专，杆3在此0间不动・为零。煌接P23PH

P”PM相交于E.M.即为%>，JWPr便站杆s相对杆3的纶灯瞭心。由于P力耳E加31令，则益,■

卬・0,

5=如严25海&乂方向为逆时计方向

因5ts=Vp?+，5F7

_L£F±Cb'〃CF

由上式的久量图27(b)W知

VF5F3啪un和'-a*-2bFgW=2-5mA

2)求a**£4

方向：C*DJ_a)H-*AC-*Biac

大小：?。"他«|//r?

作加速度多边形时3.求得出=0.故as=a4=0,利用影像原理可均及4口，并知虫与二立”

3)求分点加速愎，列方程式

aF5On+o，r?+°、，内

•—一，jf-«

"=ar<n1aKES.a

式中、a卜订=a,・&F=0.联寸以I两方程式

一.

®F24fl>sn+««F2*,Q0+is+**3

方向8L/Z1HC//BCL勺//CD

FS-*E5

大小：«h2“w，n7.•»⑷口”2

件加速度如里公边序，让求捋

%二4-1436.4m/r

2-7JE

【分析】本篇是对号杆机构的运动分析°具中存在具有转动的两构件】、2组成移动M.所以存

在，氏加速度.如图2-8所示。

图2-8

【解答】

I）选取比例尺”，（m/nim）.作M构运动蔺图2-8（a）

2）岭速度多边形.求巴,比例尺八（皿4）

、mm/

Vg2h痴11AB=1XmZ8

IBC1AB//PC

叫i・丁'-6.U5rad/s（方向为及时纣）

IBP

3）绘加速度多边形.求。J

%=呜=Ctf*，劣；=%m4

取比例尺%（；；：）”尸««*%知*咳皿

"AIBC//BC

flfij*客+q.c+。晟

flajccIb$b，/<<—28.8m/s^

件用沿Q尸驷=21.Srad/J（方附为逆时针）

<ar

平面机构力的分析

09

4、试用图解法设计一曲柄揭杆机构，已知连杆6c的长度，当机构处于一个极限位置时，连杆处

于&G（图中&位设），请定出/、。钗位置，并使机构满足以下条件：（I）当机构处于另一

个极限位置时，连杆处于S?这条线上；（2）机构处于&极限位置时，其压力角为零.（20分）,

（保留作图线，并简要权述作图步骤）

（注意：诂在附页上斛答本题，并

将附页与其它题的答题纸一起放入

考场提供的答题纸袋内）

10

注：此题限学术型硕士研究生（机械电子工程/机械制造及其自动化学术型硕士研究生）完成

2、设计一校链四杆机构，已知机构的行程速比系数K=L摇杆8的长度=50mm,摇杆的

两个极限位置与机架AD的夹角30°,夕2=90二试用作图法，求曲柄〃⑶和连杆乙比的

长度，较链A在较链D右侧水平线上o（20分）（选取长度比例尺从=lmm/mm）（保留作

图线并简要叙述作图步骤）

注：此题限全日制专业硕士学位研究生（工程硕士的机械工程领域专业硕士学位研究生）完成

2、设计一轨链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构•已知炉门上两活动钦链的中心距离为50mm,

位置如图所示，炉门打开后成水平位置，如图虚线所示；设固定较链安装在yy轴线上，试用

作图法设计此四杆机构（要求：保留图线，确定固定较链位置，确定其余三杆长度）.（20分）

（取作图比例尺M=2mm/mm,内尸构件实际长度/图上所画构件长度）（保留作图线，并简要叙

述作图步骤）

-

sl

iT

-sll

_+—

£

1y

4、试设计如图所示的六杆机构。当原动件AB自Ay轴沿顺时针方向转过例2=60°时，构件DC

顺时针转过312=45°，恰与Ax轴重合.相应地滑块5在Ax轴上自点匕移到E2,位移为

SI2=20mm,其余尺寸如图所示.用作图法求构件1,2,3,4的长度加、膜、心）、展♦⑶分）

12

6、如图所示的六杆机构中，已知〃D=85mm,/CD=100mm,投杆ED摆角0=60。，行程速比

系数1<=14/滑块的行程s=80野，滑块尸点距O点的最小值为120mm,试用作图法求/他,

，BC»/DE»，EF。(30分)

14

1、已知图示曲柄滑块机构中，/^=20mm,Zwc=70mm,偏距e=10mm0试用作图法决定:

(作图比例自定X15分)

(1)滑块的行程长度也

(2)极位夹角。：

(3)出现机构最小传动角的位置ABC及最小传动角ymin；

滑块工作行程方向

齿轮机构及其设计

09

2、有一对使用日久磨损严重的标准齿轮需要大修。检修方案是对己磨损的大齿轮进行变位切削,

加工出新的齿廓面，已磨损的小齿轮报废，重新制造小齿轮与修发后的大齿轮啮合传动。已知:

Zj=24,Z2=96,m=4mm,a=20。，均为正常齿。按磨损情况，大齿轮齿厚最大磨损证

△Smax=1.95mm,试问：（20分）

（1）在中心距不变下，拟定该对齿轮的修发方案？

（2）求出修旦后大齿轮及新配小齿轮的分度圆宜径、齿顶圆.直径、齿根圆宜径。

（提示：变位齿轮分度则齿厚计算公式：^=fy+2xtanaL）

10

6、一对渐开线标准正常齿制直齿圆柱齿轮传动，4=40,传动比加=1.8,模数"?=2“〃。求：

（1）当标准安装时，分度圆半径小弓；节圆半径由匚；啮合角a'；顶隙c各为多少？

（2）当安装中心距"=1146加时，分度圆半径小々：节圆半径4'内：啮合角"：顶隙。各

为多少？

（3）在（2）问中两轮是否为无侧隙啮合？如是无侧隙啮合，为什么？若不是应采用什么方法

达到无侧隙啮合？

（4）当安装中心距d=115加加时，为保证两轮做无侧隙啮合，改用一对标准斜齿圆柱齿轮传

动（齿数不变，mr=2mm）,此对斜齿轮的螺旋角自，夕?各为多少？（20分）

（无侧隙啮合方程式inva'=2/」（*1±毛2）+inva）

4+Z2

、已知一对外啮合渐开线宜齿圆柱齿轮，其参数分别为・

2a=20，%.=1，c=0.25>

m=5mm>Z|=15,M=0.1476,Z2=20,£=0.1,试求：（25分）

（1）两轮的基网半径、分度圆半径、根圆半径和基圆齿距;

（2）这对齿轮无侧隙啮合时的中心距"和齿顶恻半径；

（3）用图解法求实际啮合线的长度以B2及重合度£.

a】9・3（y2(T20,30;21*2「30'22*22,3(r

inva0.0137740.0149040.0169020.0173450.0186650.0200540.021511

12

2、设有一对外啮合宜齿圆柱齿轮传动。已知4=14,Z2=26,a=2（T,A*=l，c*=025,

a

=5mm,实际中心距"=】0225加m。若取♦=0.4,要求无侧隙啮合和标准顶隙。（25分）

（1）判断大齿轮是否需要变位、小齿轮是否根切：

（2）试求两轮的节圆半径；

（3）按长度比例尺必=2加加加阿图确定两齿轮理论啮合线2%和实际啮合线44

的位置；求1E合度£（有关尺寸可宜接由图上量取），若许用口=1.2,那么这对齿•轮啮

介是否满足重合度要求？

附：渐开线函数（invai=ianq—%）表

a*次015，10r15*25，

180.0107601091511071112281138711547

190.0127151288813063132401341813598

200.0H9041509815293154901568915890

210.0173451756017777179961821718440

220.0200542029220533207752101921266

230.0230492331223577238452411424386

240.0263502662926931272252752127820

250.0299753029330613309353126031587

cos20*=0.9396926；tan20-=0.3639702

（无侧蔗啮合方程式inva!=驾也上21+inva）

Z[+Z]

13

4、一无齿侧间隙的外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动，已知后=3,4=12,叫=4mm,

=20°,力；=1,/=0.25,实际安装的中心距T=96mm,小齿轮齿顶圆半径

力=29.2mm,齿根圆半径大=20.2mm,试确定：(30分)

(1)大齿轮的模数吗、压力角%和齿数二2各等于多少？

(2)若为正确设计的齿轮传动，它应是标准齿轮传动或者是哪一种类型的变位齿轮传动？为什

么？

(3)这对齿轮传动的啮合角优及节I员I半律不、H各等于多少？大齿轮2的法顶唠半径优

根圆半径力各等于多少？

(4)若用标准齿条刀具加L这对齿轮时，它们会不会产生根切？

14

3、一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知马=z?=23,〃?=8mm,a=20。.川=1,实际

安装中心距优=180mm,试解答下列问题：(30分)

(1)求啮合角a'和中心距变动系数y；

(2)按无侧隙要求确定两轮变位系数之和不+々；

(3)取内=々，计算齿轮的顶圆百径4：

(4)计算该对齿轮传动的直合度。

注：无侧隙啮合方程inva'=2(~+&)tga+invQr

4+一

用合度公式£=」-匕(tgq11Tga')+马(tgq2-史。')]

中心距变动系数y'二色二q，齿顶高变动系数△)，=芭+9一y

轮系及其设计

09

7、在图示轮系中各轮的齿数为：Z|=32,Zk34,Z2.=36,Z,=64,Z产32,Z5=I7,Zo=24.若轴A

按图示方向以1250r/min的转速回转，轴B按图示方向以600r/min的速度回转，试确定轴C

的转速大小和方向。（20分）

10

5、在如图所示的轮系中，已知各轮齿数：ZI=Z4=Z6=20,Z3=30,Z5=Z7=40,且各轮均为标

11

5、在图示轮系中，已知各轮齿数4=z?=Zj=z4=20,z2,=z3.=40,4=60,z6=z7=30,

z6.=15,试求：（25分）

（1）计算该轮系的自由度（若有复合较链、局部自由度或虚约束时应予以指出）.

（2）轮系的传动比

12

1、在图示的增速器中，设已知各轮的齿数，试求：（30分）

（1）机构的自由度尸；

（2）其传动比之。

13

号？图示轮系中，4=40,Z2=20,Z3=36,Z4=18,^=32,z6=24,5=32,q=40,

nx=1000r/min,转向如图所示。求仆的大小和转向。（30分）

14

2、图示轮系中，已知%=60,4=50,4,=40,q=30g=20,j=KX）,试求当/=400i7min,

%=500r/min时，转向如图示。试：（25分）

（1）判别该轮系的组成及类型；

（2）求〃3的大小和方向。

（特别提示：务必将本题专供答题纸与其他答题纸一起放入考场提供的答题纸袋内）

机械速度波动的调整

09

5、某机组在一个稳定运动循环中的等效驱动力矩河川和等效阻力矩A/R.所用成的各块面积代表

功的大小分别为冗=1500M〃，F2=1QQONm,Fy=4Q0Nm»巴=1000M〃，如图6所

示.等效构件的平均角速度01M=50rad/s,要求其运转不均匀系数b<0.05。忽略其他构

件的质粒和转动惯力。试求：（】）片的大小；（2）装在等效构件上飞轮的转动惯址,//..，指出

・

0m«，生雨发生的位置（20分）（j="a）

6、对图示机构&为驱动推力，A夕为从动件工作阻力矩，虚线圆为轮动副序擦留，对该机构作受

力分析，画出各构件的受力分析图（不考虑惯性力）。（20分）

（注意：请在附页上解答本题，并

将附页与其它题的答题纸一起放

入考场提供的答即纸袋内）

10

7、图示为某机械主轴上的阻力矩跖在一个工作循环中的变化规律，设驱动力矩频为常数，主

轴转速w=300r/min,要求速度不均匀系数5=0.1。⑵）分）

试求：D稳定运转时驱动力矩％的大小；

2）一个周期中，出现啰皿、Qnin的位置；

3）安装在主轴上的飞轮转动惯量。（机械其他构件转动惯量忽略不计）。

6、图示为某机械在稳定运转一个循环中的等效阻力矩线图，其等效驱动力矩用〃为常数.

试求：（20分）

（1）等效驱动力矩A/八最大盈亏功A%/、的值；

（2）若等效构件平均角速度①巾=10rad/s,等效转动惯域J=2.5kg-（含y轮转动

惯僦），试计算运转速度不均匀系数6；

（3）等效构件在最大转速nz及最小转速时所处的转角位置。

12

3、图示为某机械在稳定运转一个循环中的等效阻力矩/线图，其等效驱动力矩为常数。试

求：（15分）

（1）等效驱动力矩此、最大盈亏功的值；

（2）若等效构件平均角速度纵=20rad/s,要求运转速度不均匀系数6=0.1。求应加在等效

构件上的匕轮转动惯量？

13

6、如图所示，AB为一机器的主轴，在机器稳定运转时，一个运动循环对应的转角

%=2兀，等效驱动力矩Md以及转化转动惯量J均为常数，等效阻力矩区的变化如图

b所示。试求：（23分）

⑴此的大小。

（2）当主轴由仰=0转至科=7n/8时，求M与M所作的盈亏功（剩余功）用

⑶若/=20rad/s,J=0.01kgm2,当主轴由伤转至的时，求主轴角速度。口

（4）在一个运动循环中，主轴最大和坡小角速度发生在哪些位置？（在答题纸图中标出）

（特别提示：务必将本题专供答题纸与其他答题纸一起放入考场提供的答题纸袋内）

M

14

5、一机械系统，当取其主轴为等效构件时，在一个稳定运动循环中，其等效阻力矩用,如图所示。

已知等效驱动力矩为常数，机械主轴的平均转速为1000r/min。若不计其余构件的转动惯量，试问:

(25分)

(1)当要求运转的速度不均匀系数6W0.05时，应在主轴上安装一个JF=?的飞轮：

(2)如不计摩擦损失，驱动此机器的原动机需要多大的功率N(kW)?

(特别提示：务必将本题专供答题纸与其他答题纸一起放入考场提供的答题纸袋内)

凸轮机构及其设计

09

3、如图所示为一偏心圆盘形成的凸轮机构。（20分）

（1）试画出凸轮的基圆，并标出基圆半径「0•

（2）试画出凸轮机构在图示位置的压力角囚。

（3）试画由凸轮自图示位置转过90。后机构的压力角a?。

（4）试画出凸轮自图示位置转过90。后从动件的位移So

10

8、在图示直动偏置盘形凸轮机构中，凸轮以角速度

&=2rad/s逆时针绕O点转动“已知凸轮的实际廓线

为一半径R=20mm的圆盘，圆盘儿何中心A到转动中

心O