2016929_25_819 机械原理-2016.zip

第 1 页 共 10 页姓 名：报 考 专 业：准 考 证 号 码：密封线内不要写题2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题2016 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 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 计算器 直尺 圆规（请在使用工具前打）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平面机构中，“基本杆组”是指 C 。A组成机构的最小的运动单元 B运动规律已知的构件C不能再拆的自由度为零的最简单的运动链 D生产中最小的制造单元2图 1 所示为摆动导杆机构，以 1 为主动件，则机构的传动角=B 。AA B90 C0 DB213CBA图图 1 3平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。A从动件的尺寸 B机构组成情况 C原动件运动规律 D原动件运动规律和机构的组成情况4以下说法错误错误的是：A 。A为了增大凸轮机构的传力性能可以用减小基圆半径的措施来解决 B凸轮的基圆一般是指以理论廓线上最小向径为半径所作的圆 C平底从动件盘形凸轮机构的传动角为常数D为了避免从动件运动失真，平底从动件凸轮廓线不能内凹5用范成法加工齿轮时，齿轮根切的现象发生在 C 的场合。A模数较大 B模数较小 C齿数较少 D齿数较多 6与标准齿轮相比，正变位齿轮分度圆齿槽宽 标准值，齿顶高 C 标准值。A大于；小于 B大于；大于 C小于；大于 D小于；小于第 2 页 共 10 页7渐开线在 B 上的压力角和曲率半径最小。A.齿根圆 B.基圆 C.分度圆 D.齿顶圆8一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮机构均为标准值的是 D 。A端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角B法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角C端面模数、分度圆上的端面压力角D法面模数、分度圆上的法面压力角9蜗杆蜗轮机构中心距计算公式为 A 。Am(q+z2)/2 Bm(z1+z2)/2 Cm(z1+z2)Dm(q+z2)10以下关于飞轮的叙述错误错误的是：D 。A安装飞轮的实质就是增加机械系统的转动惯量 B装置飞轮不能使机械运转速度绝对不变，也不能解决非周期性速度波动的问题 C飞轮的转动惯量越大，则系统的运转不均匀系数越小 D为减小飞轮的转动惯量，尽可能将飞轮安装在曲柄上二、判断题（本大题 5 小题，每题 2 分，共 10 分。正确的打，错误的打）1在曲柄滑块机构中，只要滑块作主动件，就必然有死点存在。（）2根据渐开线性质基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。（）3两个标准直齿圆柱齿轮：z1=40，m1=2.5mm，=20；z2=20，m2=5mm，=20。这两个齿轮的渐开线形状应该不一样。（）4机器的启动和停车阶段，驱动功与阻抗功不相等。（）5周期性速度波动的构件，在一个周期内其动能的增量为零。（）三、填空题（本大题 8 小题，每空 1 分，共 10 分）1用齿条形刀具范成法加工渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，刀具的齿顶线与啮合线的交点应 交于极限啮合点之内 。2在具有自锁性的机械中，正行程的效率应 0 ，反行程的效率应 0 。3已知某一构件组中共有 n 个构件，l 个低副和 h 个高副，则该构件组的静定条件应为 3n=2l+h 。4说出两种变回转运动为直线运动的机构：曲柄滑块 机构、齿轮齿条 机构。（答案不唯一）5机械在周期变速稳定运转阶段，一个循环内的驱动功 Wd =阻抗功 Wr。6凸轮机构推杆的常用运动规律中，余弦加速度运动规律有 柔性 冲击。7齿轮机构的重合度愈大，表明同时参加啮合的轮齿对数愈 多 。8为保证一对渐开线齿轮可靠地连续传动，应使实际啮合线长度 基圆齿距。第 3 页 共 10 页 四、分析与作图题（本大题共 3 小题，每题 10 分，共 30 分）1（本小题 10 分）已知运动链代号。13N012，23N011，14N1112，要求：（1）画出运动链的结构图；（5 分）（2）取四元连杆为机架，试变换出一个原动件为凸轮，执行构件为滑块的机构。（5 分）解：（1）运动链结构图如下图。（5 分）（2）按要求变换出机构即可。（5 分）2（本小题10分）如图2所示的铰链四杆机构中，已知各杆长度l AB=250mm，l BC=650mm，l CD=550mm，l AD=850mm。试求：（1）通过分析说明该机构为何种类型；（3分）（2）作图求出摇杆的两个极限位置，并在图上标出极位夹角；（2分）（3）当AB 杆件为主动件时，画出图示位置机构的压力角，并标出机构的最小传动角min；（3分）（4）若要使机构变成双曲柄机构，最简单的方法是什么？（2分）图2图2解：（1）最短杆与最长杆之和为1100其余两杆之和1200，AB为最短杆，以最短杆邻边作为机架，该机构为：曲柄摇杆机构。（3 分）（2）当曲柄与连杆拉直共线和重叠共线时分别得到摇杆的两个极限位置，此时曲柄所夹的锐角为极位夹角。（2 分）（3）压力角为作用在C点的主动力与该点的速度方向所夹的锐角。最小传动角出现在曲柄与机架共线的两位置之一。（3分）（4）要获得双曲柄机构，以该机构的最短构件AB作为机架即可。（2 分）第 4 页 共 10 页3（本小题 10 分）如图 3 所示的直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一偏心圆盘，圆心在点 O，圆盘半径 R=60 mm，凸轮绕轴心 A 逆时针方向转动，lOA=40 mm，滚子半径为 rT=15 mm，试：（1）画出凸轮的理论廓线；（2 分）（2）求出凸轮的基圆半径 rb；（2 分）（3）标出图示位置的压力角；（2 分）（4）标出凸轮由图示位置转动 90后推杆移动距离 s；（2 分）（5）求出推杆升程 h。（2 分）图图 3解：（1）如图。（2 分）（2）凸轮的基圆半径 rb=35mm。（2 分）（3）如图。（2 分）（4）如图。（2 分）（5）h=80mm。（2 分）第 5 页 共 10 页rb五、计算与综合题（本大题共7小题，共80分）1（本小题15分）在图4所示机构中，已知：DE=FG，DF=EG，DH=EI。试：ABDEFGCHIJ图图4（1）计算该机构自由度（若有复合铰链、局部自由度、虚约束须明确指出）；（8分）（2）如果给定凸轮作为原动件，分析该机构是否具有确定运动？（2分）（3）给定凸轮作为原动件，画出图示机构高副低代后的简图，拆分杆组，判断机构的级别。（5分）解：（1）局部自由度B 处。虚约束 FG。复合铰链E、D 处。（3 分）n=8，PL=11，PH=1 F=3n-2PL-PH=38-211-1=1 （5 分）（2）原动件数=自由度数，机构具有确定运动。（2 分）（3）如图。第 6 页 共 10 页ABDECHIJL（2 分）该机构是由 4 个 II 级杆组、原动件和机架组成的 II 级机构。（3 分）EJDIHDBEBCAL 2（本小题10分）如图5所示摆动从动件凸轮机构，凸轮为偏心圆盘，A为回转中心，已知凸轮以角速度1=30 rad/s逆时针方向旋转，圆盘中心与回转中心之间的距离a=50mm，圆盘半径R=100mm，机架长L=800mm。（1）画出机构所有瞬心；（3分）（2）利用瞬心法瞬心法求构件2的角速度2及其转动方向。（7分）图图5解：（1）机构瞬心如图所示。（3分）（2）1223223131pppp 75050302 22rad/s，构件2与凸轮转动方向相反，绕C点顺时针旋转。（7分）第 7 页 共 10 页3（本小题10分）在如图6所示摆动导杆机构中，已知mma300，303，901，加于导杆上的力矩mN603M，在不考虑运动副摩擦力的情况下，求机构各运动副的反力及应加于曲柄1上的平衡力矩bM。a1234M3dCBA31图图6解：对于构件 3，由力矩平衡0M可得：1501000)sin/(23233323NRMaR由力平衡得：3301004343NR对于构件 2 滑块，由力平衡可得：15010012233212NRRR对于构件 1，由力平衡可得：15010041122141NRRR 由力矩平衡得：mNMMaRbb15)sin(312第 8 页 共 10 页4（本小题 15 分）在图 7 所示的导杆机构中，试确定：（1）若mmlAB40，要使该机构成为摆动导杆机构，那么ACl的最小值为多少？（3 分）（2）若该机构为摆动导杆机构，导杆两个极限位置之间的摆角为 60，曲柄等速转动，机构工作行程（慢行程）的时间为 10 秒，该机构的行程速比系数 K 是多少？机构空回行程（快行程）所需时间是多少？该机构曲柄每分钟转多少转？（7 分）（3）AB 杆为原动件时，机构的传动角为多少？（2 分）（4）若mmlAC50，且使此机构成为转动导杆机构时，ABl的最小值又为多少？（3 分）图图 7解：（1）mmlAC40)(min （3 分）（2）因极位夹角 等于导杆摆角，故2180180K（3 分）空回行程所需时间 t2=t1/K=5（s）（2 分）曲柄转速 n=60/15=4 r/min （2 分）（3）为 90。（2 分）R32R12R43R23M3MbR21R41第 9 页 共 10 页 （4）mmllACAB50)(min （3 分）5（本小题15分）设计一对齿轮传动，已知：压力角=20，1*ah，m=3mm，实际中心距 a=200mm，传动比i12=3.5，采用正传动，求：（1）该对齿轮的齿数z1、z2；（5分）（2）啮合角；（3分）（3）变位系数之和x；（3分）（4）分离系数y和齿顶高降低系数。（4分）解：（1）6296.295.3132002121201imaz为了保证是正传动，z1=295.1015.3292z若取z2=101，a=195mm若取z2=102，a=196.5mm可见应取z2=102，此时aa，其标准中心距与实际中心距a更接近。并且传动比满足相对误差的要求。（5分）（2）计算啮合角5944.2220020cos5.196arccoscosarccosaa （3分）（3）计算变位系数之和2407.120tan2205944.2210229tan22121invinvinvinvzzxxx （3分）（4）计算分离系数1667.135.196200maay （2分）计算齿顶高降低系数074.01667.12407.121yxx （2分）6（本小题 10 分）如图 8 所示轮系中，已知各轮齿数分别为：z1=2，z2=80，z3=25，z4=50，z5=20，z6=30。又已知蜗杆 1 的转速 n1=840r/min，nH=6r/min。求 n6的大小和方向。第 10 页 共 10 页图图 8解：轮 1，2 组成定轴轮系即40280122112zznni，得到214012nnr/min 轮 3，4，5，6 及系杆 H 组成周转轮系即 353646336zzzznnnniHHH 又 n2=n3则有：n6=11r/min （8 分）其方向同 nH （2 分）7.（本小题 5 分）欲设计一台自动钻床用来同时加工如图 9 所示工件上的三个孔，工件装夹于钻床工作台上，请分析完成工件钻削加工时该钻床钻头、工作台可能存在的工艺动作。图图 9解：可能存在的工艺动作为：（1）钻头旋转运动，工作台上下进给运动。（2）钻头旋转并进给运动，工作台固定不动。（3）工作台旋转并上下进给运动，钻头不动。（4）工作台旋转运动，钻头作进给运动。（5 分）38第 1 页 共 6 页姓 名：报 考 专 业：准 考 证 号 码：密封线内不要写题2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题2016 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 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 计算器 直尺 圆规（请在使用工具前打）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平面机构中，“基本杆组”是指 。A组成机构的最小的运动单元 B生产中最小的制造单元C不能再拆的自由度为零的最简单的运动链 D运动规律已知的构件2图 1 所示为摆动导杆机构，以构件 1 为主动件，则机构的传动角=。AA B90 C0 DB213CBA图图 1 3平面机构中，从动件的运动规律取决于 。A从动件的尺寸 B机构组成情况 C原动件运动规律 D原动件运动规律和机构的组成情况4以下说法错误错误的是：。A为了增大凸轮机构的传力性能可以用减小基圆半径的措施来解决 B凸轮的基圆一般是指以理论廓线上最小向径为半径所作的圆 C平底从动件盘形凸轮机构的传动角为常数D为了避免从动件运动失真，平底从动件凸轮廓线不能内凹5用范成法加工齿轮时，齿轮根切的现象发生在 的场合。A模数较大 B模数较小 C齿数较少 D齿数较多 6与标准齿轮相比，正变位齿轮分度圆齿槽宽 标准值，齿顶高 标准值。A大于；小于 B大于；大于 C小于；大于 D小于；小于第 2 页 共 6 页7渐开线在 上的压力角和曲率半径最小。A.齿根圆 B.基圆 C.分度圆 D.齿顶圆8一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮机构均为标准值的是 。A端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角B法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角C端面模数、分度圆上的端面压力角D法面模数、分度圆上的法面压力角9蜗杆蜗轮机构中心距计算公式为 。Am(q+z2)/2 Bm(z1+z2)/2 Cm(z1+z2)Dm(q+z2)10以下关于飞轮的叙述错误错误的是：。A安装飞轮的实质就是增加机械系统的转动惯量 B装置飞轮不能使机械运转速度绝对不变，也不能解决非周期性速度波动的问题 C飞轮的转动惯量越大，则系统的运转不均匀系数越小 D为减小飞轮的转动惯量，尽可能将飞轮安装在曲柄上二、判断题（本大题 5 小题，每题 2 分，共 10 分。正确的打，错误的打）1在曲柄滑块机构中，只要滑块作主动件，就必然有死点存在。（）2根据渐开线性质基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。（）3两个标准直齿圆柱齿轮：z1=40，m1=2.5mm，=20；z2=20，m2=5mm，=20。这两个齿轮的渐开线形状应该不一样。（）4机器的启动和停车阶段，驱动功与阻抗功不相等。（）5周期性速度波动的构件，在一个周期内其动能的增量为零。（）三、填空题（本大题 8 小题，每空 1 分，共 10 分）1用齿条形刀具范成法加工渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，刀具的齿顶线与啮合线的交点应 。2在具有自锁性的机械中，正行程的效率应 ，反行程的效率应 。3已知某一构件组中共有 n 个构件，l 个低副和 h 个高副，则该构件组的静定条件应为 。4举出两种变回转运动为直线运动的机构：机构、机构。5机械在周期变速稳定运转阶段，一个循环内的驱动功 Wd 阻抗功 Wr。6凸轮机构推杆的常用运动规律中，余弦加速度运动规律有 冲击。7齿轮机构的重合度愈大，表明同时参加啮合的轮齿对数愈 。8为保证一对渐开线齿轮可靠地连续传动，应使实际啮合线长度 基圆齿距。第 3 页 共 6 页四、分析与作图题（本大题共 3 小题，每题 10 分，共 30 分）1（本小题 10 分）已知运动链代号。13N012，23N011，14N1112，要求：（1）画出运动链的结构图；（5 分）（2）取四元连杆为机架，试变换出一个原动件为凸轮，执行构件为滑块的机构。（5 分）2（本小题10分）如图2所示的铰链四杆机构中，已知各杆长度l AB=250mm，l BC=650mm，l CD=550mm，l AD=850mm。试求：（1）通过分析说明该机构为何种类型；（3分）（2）作图求出摇杆的两个极限位置，并在图上标出极位夹角；（2分）（3）当AB 杆件为主动件时，画出图示位置机构的压力角，并标出机构的最小传动角min；（3分）（4）若要使该机构变成双曲柄机构，最简单的方法是什么？（2分）图2图23（本小题 10 分）如图 3 所示的直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸轮的实际廓线为一偏心圆盘，圆心在点 O，圆盘半径 R=60 mm，凸轮绕轴心 A 逆时针方向转动，lOA=40 mm，滚子半径为 rT=15 mm。试：（1）画出凸轮的理论廓线；（2 分）（2）求出凸轮的基圆半径 rb；（2 分）（3）标出图示位置的压力角；（2 分）（4）标出凸轮由图示位置转动 90后推杆移动距离 s；（2 分）（5）求出推杆升程 h。（2 分）图图 3第 4 页 共 6 页五、计算与综合题（本大题共7小题，共80分）1（本小题15分）在图4所示机构中，已知：DE=FG，DF=EG，DH=EI。试：ABDEFGCHIJ图图4（1）计算该机构自由度（若有复合铰链、局部自由度、虚约束须明确指出）；（8分）（2）如果给定凸轮作为原动件，分析该机构是否具有确定运动？（2分）（3）给定凸轮作为原动件，将该机构高副低代并画出简图，分拆机构的杆组并判断机构级别。（5分）2（本小题10分）如图5所示摆动从动件凸轮机构，凸轮为偏心圆盘，A为回转中心，已知凸轮以角速度1=30 rad/s逆时针方向旋转，圆盘中心与回转中心之间的距离a=50mm，圆盘半径R=100mm，机架长L=800mm。试：（1）画出机构所有瞬心；（3分）（2）利用瞬心法瞬心法求构件2的角速度2及其方向。（7分）图图53（本小题10分）在如图6所示摆动导杆机构中，已知mma300，303，901，加于导杆上的力矩mN603M，在不考虑运动副摩擦力的情况下，求机构各运动副的反力及应加于曲柄1上的平衡力矩bM。第 5 页 共 6 页a1234M3dCBA31图图64（本小题 15 分）在图 7 所示的导杆机构中，试确定：（1）若mmlAB40，要使该机构成为摆动导杆机构，那么ACl的最小值为多少？（3 分）（2）若该机构为摆动导杆机构，导杆两个极限位置之间的摆角为 60，曲柄等速转动，机构工作行程（慢行程）的时间为 10 秒，该机构的行程速比系数 K 是多少？机构空回行程（快行程）所需时间是多少？该机构曲柄每分钟转多少转？（7 分）（3）AB 杆为原动件时，机构的传动角为多少？（2 分）（4）若mmlAC50，且使此机构成为转动导杆机构时，ABl的最小值又为多少？（3 分）图图 7第 6 页 共 6 页5（本小题15分）设计一对齿轮传动，已知：压力角=20，1*ah，m=3mm，实际中心距 a=200mm，传动比i12=3.5，采用正传动，求：（1）该对齿轮的齿数z1、z2；（5分）（2）啮合角；（3分）（3）变位系数之和x；（3分）（4）分离系数y和齿顶高降低系数。（4分）6（本小题 10 分）如图 8 所示轮系中，已知各轮齿数分别为：z1=2，z2=80，z3=25，z4=50，z5=20，z6=30。又已知蜗杆 1 的转速 n1=840r/min，nH=6r/min。求 n6的大小和方向。图图 87.（本小题 5 分）欲设计一台自动钻床用来同时加工如图 9 所示工件上的三个孔，工件装夹于钻床工作台上，请分析完成工件钻削加工时该钻床钻头、工作台可能存在的工艺动作。图图 938