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

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_____。

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

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，为摩擦圆半径，则运动副全反力R21应是图中       所示作用线。

       图1

6．渐开线直齿圆柱齿轮中，齿距，法向齿距，基圆齿距三者之间的关系为：                   。

A．                B． 

C.                 D． 

7．一对平行轴斜齿轮传动，其传动比等于       。

A．    B．     C．    D． 

8．在蜗杆传动中，引入特性系数q的目的是       。

   A．便于蜗杆尺寸参数的计算       B．容易实现蜗杆传动中心距的标准化

   C．提高蜗杆传动的               D．减少蜗轮滚刀的数量，有利于刀具的标准化

9．平衡的目的在于确定        。

A.不平衡质量的大小和方位        B.不平衡质径积        

C.不平衡偏心距        D.转子的质心

10．在机器稳定运转的一个运动循环中，应有      

A.惯性力和重力所作的功均为零      B.惯性力所做之功为零，重力所做之功不为零

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√，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。                      (  )

8、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，最小传动角出现的位置。（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）

图2  曲柄滑块机构

。

2、如图3所示中，标出以凸轮为主动件的机构的传动角，说明此传动角如何变化？（10分）

3、运动链代号：N31—012, N32—012，N41—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）

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，试在图中标出理论啮合线、实际啮合线和啮合角＇。（10分）

图4  

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  

图4  

2、如图6所示机构，已知,  ，1=20 rad/s，用瞬心法求 1 =30 时构件3的速度V3 = ？（本小题10分）

图6  

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7  

4、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）

(2)假设d=60mm,用作图法做出当AB为主动件的极位夹角和最小传动角（4分）

 5、已知一对渐开线直齿圆柱齿轮的参数分别为：， 

，（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；

（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： 

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，为摩擦圆半径，则运动副全反力R21应是图中   B    所示作用线。

       图1

6．渐开线直齿圆柱齿轮中，齿距，法向齿距，基圆齿距三者之间的关系为：         A          

A．                B． 

C.                D． 

7．一对平行轴斜齿轮传动，其传动比等于     A  。

A．    B．     C．    D． 

8．在蜗杆传动中，引入特性系数q的目的是  D     。

   A．便于蜗杆尺寸参数的计算       B．容易实现蜗杆传动中心距的标准化

   C．提高蜗杆传动的               D．减少蜗轮滚刀的数量，有利于刀具的标准化

9．平衡的目的在于确定      A  。

A.不平衡质量的大小和方位        B.不平衡质径积        

C.不平衡偏心距        D.转子的质心

10．在机器稳定运转的一个运动循环中，应有A      

A.惯性力和重力所作的功均为零      B.惯性力所做之功为零，重力所做之功不为零

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√，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。。(× )

8、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，最小传动角出现的位置。（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）

图2  曲柄滑块机构

。

解：（1）极位夹角（3分），最小传动角（2分）

（2）偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件是，

所以

2、如图3所示中，标出以凸轮为主动件的机构的传动角，说明此传动角如何变化解：传动角始终等于90度。

5、运动链代号：N31—012, N32—012，N41—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、实际啮合线和啮合角＇。（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5  

图4  

解：n=8  Pl=11  Ph=1   F=3n-2 Pl-Ph=1   （8分）

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,  ，1=20 rad/s，用瞬心法求 1 =30 时构件3的速度V3 = ？（15分）

图6  

解：解：速度瞬心如上图所示。

mm

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。（15分）

图7  

 [解]： 

  对于构件1： 

  滑块受力： 

得： 

6、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）

(4)假设d=60mm,用作图法做出当AB为主动件的极位夹角和最小传动角（7分）

解：（1）当a为曲柄，b为最长杆时：

当a为曲柄，d为最长杆时

所以  

（2）作图略。

5、已知一对渐开线直齿圆柱齿轮的参数分别为：， 

，（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；

（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： 

α