考研机械原理模拟试题及参考答案(一).pdf
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考研机械原理模拟试题及参考答案(一).pdf
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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=7.810-5N/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=150mm。
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;eSR6060d0(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。
2034MdNmrad25000500ABCD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=?
AD30oB2vR324QP123nnmmR42R23R43五(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rr20mm,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a116mm,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r1和啮合角;若两轮的实际中心距a116mm,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。
RAOrr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rb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。
4221H3参考答案:
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:
FFii=0或mirrii=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:
FF=0,MM=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=16Nmm,方向向上静平衡的条件mr+mbrb=0所以钻孔所减去的三个质量的质径积之和的大小应为16Nmm,由题意知三个孔所减去的质量大小相等,设为m1,则m1R+2m1Rcos60=16Nmm,解得m14/15N由此得(d2/4)=m1解得d=20.9mm()=arcosmn(z1+z2)/2a=16.26。
;()d1=mnz1/cos=100mm,d2=mnz2/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=150mmLb+Lc=110+80=190mmLa+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Mr212521062.5Nm(1062.5500)2883.6J(50001062.5)43092.5J(1062.5500)542208.9J在处的功值为,在2处的功值为883.6J,在4处的功值为2208.9J,在2034MdNmrad25000500处的功值为所以最大盈亏功为max2208.9(883.6)3092.5J飞轮转动惯量为JF900max(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。
PR43R23-2AD30o36o54oB160oB2C1EC2AB1C1D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=AB1llCD=C1DllAD=ADl五六a0.5m(z1z2),且z2=iz1,z1=22,z2=33d1mz188mm,d2mz2132mm,db1d1cos88cos2082.7mmda1d1+2ha8821.0496mmdf1d12hf8821.25478mm正传动,ar1+r2r1(1+i)2.5r1r1a2.546.4mm,取z123,r146mm,小齿轮取正变位RAOrrrbeshv凸轮的理论轮廓曲线和偏距圆如图所;rbRLOArr80502050mm;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)27cos10.5mn(z1z2)/acos10.54(2233)/11618.5七区分基本轮系行星轮系2、3、4、H定轴轮系1、2定轴轮系传动比行星轮系传动比复合轮系传动比22040122112zznni520801)(1124H42H2zzii4221H31052H212H1iii
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