2007年武汉科技大学459机械原理考研试题答案.pdf

??http:/ 武汉科技大学 2007 年硕士研究生入学考试试题（答案）考试科目代码及名称:459 机械原理 共 页 第 页 说 明:1、适用招生专业 机械制造及其自动化、机械电子工程、机械设计及理论、车辆工程 2、可使用的常用工具：直尺，圆规，计算器 3、答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效。4、考试时间 3 小时，总分值 150 分。一、选择题（20 分）1）平面运动副所提供的约束为 D 。A.1 B.2 C.3 D.1 或 2 2）在图 1 所示机构中存在 C。A.复合铰链 B.局部自由度 C.虚约束 D.前三者均无 3）如果作用在径向轴颈上的外力加大，那么轴颈上摩擦圆 C 。A.变大 B.变小 C.不变 D.变大或不变 4）渐开线直齿圆柱齿轮传动的可分性是指 B 不受中心距变化的影响。A.节圆半径 B.传动比 C.啮合角 5）蜗杆传动中，若知轴交角90=，蜗轮螺旋角72=右旋，那么蜗杆的升角是 C A.83右旋 B.83左旋 C.7右旋 D.7左旋 6）外凸轮为了保证有正常的实际轮廓曲线，其滚子半径应 A 理论轮廓的最小曲率半径。A.小于 B.大于 C.等于 D.大于等于 7）加工负变位齿轮时，刀具应如何移位？C 。A.刀具中线与分度圆相切 B.刀具中线与分度圆相离 C.刀具中线与分度圆相割 8）对于周期性速度波动应如何调节？B A.用调速器 B.用飞轮 C.用解调器 9）对于结构尺寸为2.0Db的不平衡刚性转子，需进行 A A动平衡 B.静平衡 C.不用平衡 10）某机构中有 6 个构件，则该机构的全部瞬心数目为 。A3 B.6 C.9 D.15 二、填空题（20分）1、机构要能够运动，自由度必须大于或等于 1，机构具有确定运动的条件是机构的自由度与原动件的数目相等。图 1 !#$%&!()*+http:/ 2、由 M 个构件组成的复合铰链应包括 M-1 个运动副。3、从效率的观点来看，机构自锁的条件是 效率恒小于或等于 0 ；对于反行程自锁的机构，其正行程的机械效率一般小于 50%。4、曲柄摇杆机构中，以摇杆为主动件、曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线位置时称为机构的死点位置，此时机构的传动角为 0。5、蜗杆的标准模数和标准压力角在轴面，蜗轮的标准模数和标准压力角在端面。6、在凸轮机构的几种基本的从动件规律中，等速 运动规律使凸轮产生刚性冲击，等加速等减速 运动规律产生柔性冲击，正玄运动规律则没有冲击。7、渐开线上各处的压力角 不相 等。8、渐开线上任一点的法线与基圆 相切 ，渐开线上各点的曲率半径是 的不等的。9、若不考虑其它因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在 高速 轴上。10、刚性转子静平衡的力学条件是 P,=0 ，而动平衡的力学条件是P,=0,M,=0 。三、判断题（20 分）1、任何机构都是由机构加原动件，再加自由度为零的杆组组成的。因此杆组是自由度为零的运动链。（）2、平面摩擦的总反力方向恒与运动方向成一钝角。（）3、在曲柄滑块机构中，只要滑块作主动件，就必然有死点存在。（）4、凸轮机构的等加速等减速运动规律是指从动件在推程中按等加速运动，在回程中按等减速运动。（）5、齿条是相当于齿数为无穷多的齿轮，那么齿条与齿轮啮合时，其重合度当为无穷大。（）6、根据渐开线的性质，基圆之内没有渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计得比基圆大。（）7、锥齿轮的正确啮合条件是两齿轮的大端模数和压力角分别相等。（）8、直齿圆柱齿轮传动中节圆与分度圆永远相等。（）9、周期性的速度波动的构件，在一个周期内其动能的增量是零。（）10、斜齿轮的端面模数大于法面模数。（）四、计算下面机构的自由度F，说明有无确定的运动。在图上指出机构中出现的复合铰链、局部自由度和虚约束。（15分）A JB C D F E G H I K L 1 2-./0 12345 678 图 2 !#$%&!()*+http:/ 解：F=3n-(2pl+ph)=37-(29+2)=1 因为 F=1 并且等于原动件的数目，故该机构有确定的运动。五、知一对渐开线直齿圆柱齿轮机构的参数如下：Z9=15，Z:=21，模数m=5mm。h;=-0.1921。（15）1）判断在用齿条型刀具范成加工这两个齿轮时，是否会产生根切现象？（必须有计算过程）解：min1 171517 0.1176，min2 172117 0.2353 x=min1，x min2 两轮不根切。2）求出这一对齿轮作无侧隙啮合传动时的中心距a；解：a coscos2)(21+ZZm 90.614mm。3）说明这一对齿轮的啮合传动属于哪一种类型。（提示：invzzxxinv+=2121)(tan2）解：202115)1921.03128.0(20tan2invinv+=0.0173446，得04.21=X=0.3128-0.1921 0,故为正传动。或 a a，故为正传动。六、如图 3 所示机构，已知 h=400mm,?=40 rad/s，用瞬心法求?=30 时构件 3 的速度 V=？（15 分）解：速度瞬心如上图所示。smlVVAP34.2133.5334013113=33.53375.040060sin60sin13=hlAP A3 1AaxB2311Ch P13 BCDEFGHIJKLMGHDENO PQRSLMGHTUVWhttp:/ 七、已知作用在滑块上的生产阻力FX=500N，a=200mm，b=1400mm,Y=90Z，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M及各运动副反力。（15分）解：2132.8)(sin1=ba 对于构件1：4121RR=0cos21=+aRMb=NMaRMb53.105cos21 滑块受力：VrRFRXsincos:04323+=VRRYcossin:04323=得：NFRVVr05.528)cos(cos23=+=NRRV76.78cossin2343=412321RRR=八、如图6所示为起重卷扬装置，电动机带动齿轮1。n=1000(r/min),各轮齿数z=20，z=55,z_=180,求卷筒H的 转速n=？并标出其旋转方向。（15分）解：10911113131=+=+=ZZiiHH，a4 a b 1 2 3 4 A B C Fr 1 V V V3 a 1 2 图 5 电动机 H（卷筒）3 n1 lmghdeno pqrslmghtuvwhttp:/ 所以min10010100011rinnHH=九、在图6示铰链四杆机构中，已知 lxy=100mm，lyz=70mm，lz=60mm，AD为机架。试问：若此机构为双曲柄机构，求lx的取值范围。(15分)|解 令 lxy=a,lxy=b,lxy=c,lxy=d 满足杆长之和条件且 AD 杆为最短杆存在双曲柄机构。a 为最长杆：a+db+c 则 ab+c-d110 b 为最长杆：d+ba+c 则 ad+b-c90 得到双曲柄机构的 a 杆长度为：90a110。1 A B C D 图 6