山科机械原理历年考研真题.docx

420机械原理一、（15分）计算如图所示各机构的自由度。（图略）二、（20分）在图示凸轮机构中，已知凸轮1以等角速度气=10 rad/s 转动。凸轮为一偏心圆，其半径R = 25mm，lAB = 15mn，lAD = 50mn， 中1 = 90。试用图解法求构件2的角速度也与角加速度七。（提示： 可先将机构进行高副低代，然后对其替代机构进行运动分析。）（图略）三、（20分）试证：若图示斜面机构的反行程自锁，则正行程的机械效率门必定小于50%。注：tan2a = 2tana /（1 - tan 2a）（图略）四、（20分）一对渐开线直齿圆柱齿轮传动。已知：传动比12=2， 模数m = 4mm,压力角a =20。1.若按标准中心距安装，a = 120mm, 试求：两齿轮齿数Z、Z ；啮合角a，；节圆半径r、r'。2.1212若实际中心距取af = 125mm，试求：啮合角a ；节圆半径r'、r，；写出应采取何种传动类型；若取大齿轮的变位系数x2 = 0.5， 要使该对齿轮无侧隙啮合传动，求小齿轮的变位系数x1。注：1.无侧隙啮合方程inva' = inva + 2（x + x ）tana /（z + z ）；2.渐开线函数值自求。（取小数点后8位计算）五、（20分）图示为机床工作台的进给机构。已知：各齿轮的齿数 Z= Z；= 41，Z2 = Z3 = 39，Z4 = 20，又知齿轮4 的模数m4= 2mm，试 计算手柄（即H）转一周时齿条5的移动量L。六、（20分）图示为一脚踏轧棉机曲柄摇杆机构的示意图，AD垂直水平面。设定Lad=1 m, Lcd= 0.5 m,要求踏脚板CD在水平面上 下各摆动15°，试用图解法确定AB、BC两杆的长度。取比例尺 I! = 0.01 m/mm。 l七、（20分）图示为对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构，凸轮逆时针 转动。已知圆盘半径R = 25 mm，安装偏心e = 10 mm。求：1.凸 轮的基圆半径是多少？ 2.从动件的行程是多少？ 3.推程运动角 和回程运动角各为多少？ 4.按！ = imm/mm画出该凸轮机构；按凸 轮轮廓绘制从动件位移曲线S（8）；（注：将一周分为12等份，位移 按Ri = imm/mm。）5.在图中标出当凸轮从图示位置转过90°时的 机构压力角a。八、（15分）机组作周期变速稳定运转。以主轴为等效构件，其运 动周期为2兀，平均角速度om = 40 rad/s，等效转动惯量为常数 Je=0.2kgm2，等效阻力矩Mr如图示，等效驱动力矩Md也为常数。 试求：1.该机器运转不均匀系数8 ； 2.主轴最大角速度oma与最小 角速度o .。山东科技大学2007年招收硕士学位研究生入学考试机械原理试卷（共3页）、（15分）计算图示机构的自由度。二、（20分）在图示的导杆机构中，已知各构件的长度lAB = 60mm，lAC = 120mm，ZBAC = 90。，原动件以等角速度气=30rad/s转动，试以矢量方程图解法求导杆3 在图示位置时的角速度3和角加速度a。三、（20分）一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知：传动比七=2，模数m = 4mm， 压力角a = 20°。（1）若按标准中心距安装，a = 120mm，试求：两齿轮齿数z、z2 ； 啮合角a'；节圆半径r" 。（2）若实际中心距取a'= 125mm，试求：啮合角a'；节圆半径、r；若取大齿轮的变位系数x广0 ,求小齿轮的变位系数xi 四、（20分）如图所示为一压榨机的斜面机构，F为作用于楔块1的水平驱动力，G为 被压榨物体对滑块2的反力，即生产阻力，a为楔块的倾斜角。设各接触面之间的摩擦系数均为f，求：斜面压榨机反行程时发生自锁的条件。五、（20分）图示为偏置曲柄滑块机构的示意图。已知曲柄长度、=25mn，连杆长 度1BC = 95mm，滑块行程H=60mm，试用图解法求：导路的偏距e ；极位夹角 0 :机构的行程速比系数K。六、（15分）在设计一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构中，已知凸轮以等角速度顺时针 回转，基圆半径ro = 20mm。推杆运动规律为：凸轮转角5 = 0。90。时，推杆等速 上升15mm； 8 = 90° 120°时推杆远休；8 = 120° 210°时推杆等加速等减速回程 15mm； 8 = 210° 360°时推杆近休。按下列要求做题：画出推杆位移随凸轮转角变化的运动线图S（8 ）:说明所受冲击的情况及发生位置；绘出推杆上升阶段的凸轮实际廓线。七、（20分）在图示的轮系中，已知各齿轮齿数：Z = z3 = 25，z2 = z4 = 20，Zh = 100， z5 = 20。试求该轮系的传动比i15,并判断齿轮1与齿轮5的转向是否相同。八、（20分）已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻抗力矩Mr如图所示，等效驱动 力矩Md为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：® max = 200rad/s , ® min=180rad/s。试求：等效驱动力矩Md ；运转的速度不均匀系数8 ；当要求 速度不均匀系数8在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上 的飞轮的转动惯量J 。FM/N*ni 11000 Mr1 而/ ,I071/4兀2 71所崩、（15分）计算图1所示平面机构的自由度，已知：BC/DE/GF，且分别相等。若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请用文字描述。二、（20分）在图2所示机构中，已知原动件1以等角速度气转动，气=10rad /s， H = 100mm，BD = 40mm，CD = 30mm。试用矢量方程图解法求图示位置时构件3的角速度气和角加速度气的值。图2三、（15分）如图3所示，1为平底推杆凸轮机构的推杆，在凸轮推动力F的作用下，沿着导轨2向上运动，摩擦面间的摩擦系数为f，为了避免发生自锁，试问导轨的长度l应满足什么条件（不计推杆1的自重）？图3四、（20分）如图4所示，某机组作用在主轴上的阻力矩变化曲线Mr -p。已知主轴 上的驱动力矩Md为常数，主轴平均角速度皿=25rad / s，机械运转速度不均匀系数 5 = 0.02。若忽略各构件的等效转动惯量，只计装在主轴上的飞轮转动惯量，求：（1）驱动力矩M ；d（2）最大盈亏功AW ；max（3）安装在主轴上的飞轮转动惯量J。图4l = 52mm，五、（20分）在图5所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为=28mm，l = 50mm，l = 72mm 试求：（1）当取杆4为机架时，该机构的极位夹角。、杆3的最大摆角中ma、最小传动 角Y .和行程速比系数K ；min（2）当取杆1为机架时，该机构将演化成何种类型的机构；（3）当取杆3为机架时，该机构又将演化成何种类型的机构；六、（15分）如图6所示为凸轮机构推程阶段的运动线图。设凸轮以等角速度转动， 在推程时，凸轮的运动角为8。，推杆完成行程h，该推杆运动规律为哪一种运动规律? 试推导出该推杆推程的运动方程，并分析受到的冲击情况。图6七、（15分）如图7所示的渐开线标准圆柱齿轮传动装置（齿轮1、2为斜齿轮，齿轮3 、4为直齿轮），已知：斜齿轮七=19，z2 = 58，法面模数mn = 4mm，法面压力角 a = 20。；直齿轮z3 = 17，z4 = 63，模数m = 4mm，压力角以=20。为了满足中 心距的要求，试求斜齿轮的螺旋角R图7八、（15分）如图8所示为一电动卷扬机的减速器运动简图。已知各轮齿数七=24 ,=33z 3 = 217 = 78，试求其传动比"九、（15分）已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动的模数m = 5mm、压力角a = 20°、中心距a = 350mm、传动比"2 = 9/5，试求两轮的齿数、分度圆直径、齿 顶圆直径、基圆直径以及分度圆上的齿厚和齿槽宽。山东科技大学2009年招收硕士学位研究生入学考试机械原理试卷一、（15分）分别计算图1所示两个平面机构的自由度。图1(b)（2。分）图2所示为一平面四杆机构。设已知各构件的尺寸为：、=24皿，l=78mm， lCD = 48mm，y =100。；并知原动件1以等角速度®广10rad / s沿逆AD图2三、（20分）图3所示的轮系中，已知各齿轮齿数：z = z，= 35 , z = z' = 31,1122Z3 = Z3 = 97。试求该轮系的传动比I*及方向。图3四、（20分）图4所示，现欲设计一铰链四杆机构，设已知摇杆8的长度为"75mm， 彳亍程速度变化系数K T5，机架8的长度为七广WO皿，摇杆的一个极限位置与机架间的夹角切=45。试求曲柄的长度七和连杆的长度匕。五、（20分）试设计一对外啮合的渐开线标准直齿圆柱齿轮传动。要求传动比«.= 8 ,12 5安装中心距a' = 78mm。若根据强度的需要，取模数m = 3mm。采取标准齿形，齿顶高系数h* = 1，试确定这对齿轮的齿数z、z，并计算出大齿轮的分度圆直径、基圆直 a12径、齿顶圆直径和齿根圆直径。若安装中心距为a' = 80mm时，试求两齿轮的啮合角a '。六、（15分）设一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构推杆的行程h = 16mm，推程运动角 50 = 120。试分别绘出等速运动规律、等加速等减速运动规律和余弦加速度运动规律 在推程段的推杆位移线（s-5）图；并简述该三种运动规律对凸轮机构产生的冲击情 况；若凸轮以等角速度逆时针回转，基圆半径'=30mm，试以余弦加速度运动规律绘 出在推程段的凸轮轮廓曲线。七、（20分）某内燃机的曲柄输出力矩肱刁随曲柄转角中的变化曲线如图5所示，其运 动周期 =兀，曲柄的平均转速气=620r/min。当用该内燃机驱动一阻抗力为常数 的机械时，如果要求其运转不均匀系数5 = 0.01。试求：曲轴最大转速七密和相应的曲柄转角位置中max ；装在曲轴上的飞轮转动惯量七（不计其余构件的转动惯量）。八、（20分）在图6所示的蒸汽机的十字头机构中，若已知蒸汽的总压力尸= 100N , 移动副中的摩擦系数f = 0.1，连杆的瞬时倾角a= 20。假设不计转动副中的摩擦，试求机构在此位置时连杆所受的压力Q和该机构的机械效率。图6、（20分）分别计算图1所示两个机构的自由度。图1二、（20分）如图2所示为一焊接用的楔形夹具。利用这个夹具把两块要焊接的工件1和 1'预先夹妥，以便于焊接。图中构件2为夹具体，构件3为楔块，其角度a如图所示。已知各接触面间的摩擦系数均为f = 0.12，试确定此夹具的自锁条件（即当夹紧后，楔块3不会自动松脱出来的条件）。图2三、（20分）如图3所示为一盘形回转件。已知其各偏心质量分别为 mi = 500g、 m2 = 300 g，其矢径大小为ri = r2 = 200 mm，相位如图所示。现对其进行静平衡，试求所需的平衡质量mb的大小以及相位角ab （取矢径丁 200mm）。图3四、（20分）已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩M,如图4所示，其等效驱动力矩Md为常数；等效构件的最大角速度® max= 200 rad/s,最小角速度®=180rad/s。试求:m i n（1）等效驱动力矩Md的大小；（2）运转的速度不均匀系数8 ；（3）当要求速度不均匀系数8在0.05范围内，并且不计其余构件的转动惯量时，安装在等效构件上的飞轮转动惯量J 。F肋（Nm）1000IMr100'u0 L r71/4 IT27( r图4五、（20分）如图5所示，已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K = 1.2，曲柄长度/ab= 80 mm,摇杆长度ICD - 300 mm，摇杆最大摆角中ma =45°。试求:（1）连杆的长度、的值；（2） 该机构的最小传动角Y。六、（20分）如图6所示为一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构。原动件凸轮为一偏心圆， 其半径R = 50mm，回转中心为铰链A，IAB = 20mm。求：凸轮的基圆半径"，推杆的 行程久以及在图示位置时的压力角a ；并且绘出该凸轮轮廓曲线所实现的推杆在推程段 的运动规律位移线（S-8）图。图6七、（15分）如图7所示的轮系为手动起重葫芦。已知轮系中各齿轮的齿数：七=10, 了 20，了 10，了 40，试求传动虬b'并说明其转动方向是否相同。图7八、（15分）已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，其齿轮的基本参数为：模 数m = 3mm、压力角a = 20°、齿顶高系数h* =1、顶隙系数c* = 0.25 ；传动比i12 = 3， 中心距a = 162 mm。试求：（1）两齿轮的齿数气、乙2 ；使得齿根圆和基圆相重合，（2）对于小齿轮气，若仅改变其齿数，其他基本参数不变，此时该齿轮的齿数在理论上应为多少（保留两位小数）？科目代码：418请在答题纸（本）上做题，在此试卷及草稿纸上做题无效！山东科技大学2005年招收硕士学位研究生入学考试机械原理试卷（共3页）一、（15分）计算图示机构的自由度。（当机构含有复合铰链或局部自由度时，必须、（20分）图示的正切机构中，已知=10rad / s, h = 500mm,当中=60° 时，三、（15分）一个重量Q=10N的滑块，在力P作用下沿斜面等速向上运动。已知:以=。=15。，滑块与斜面的磨擦系数f = 0.1，试求力P的大小及斜面的机械效率。四、（20分）已知曲柄摇杆机构的行程速度比系数K=1.2，摇杆长度lCD=300mm, 摇杆摆角中=35。，曲柄长度lAB=80mm。求连杆的长度lBC的值。五、（20分）图示齿轮传动中，直齿轮：Z=20，Z2=48，模数m=2mm；斜齿轮： Z3=18，Z4=36，法面模数mn=2.5mm，两对齿轮都是标准齿轮，齿轮1和齿轮4的轴线 重合。试计算：（1）齿轮3、4的螺旋角为多大时，才能满足中心距要求；（2）斜齿轮3 和4的分度圆直径和齿顶圆直径的数值。六、（20分）在图示提升机构中，已知各齿轮齿数：Z=20，Z2=30，Z2/=17, Z3=34,Z/=15Z4=24，Z4/=16，Z5=70，卷筒直径D=240mm，提升速度v = 0.5m/s。试确定电动 机的转速（转/分）和电动机的转向。七、（20分）试以作图法设计一对心直动滚了推杆盘凸轮机构凸轮的轮廓曲线。已 知凸轮以等角速度顺时针回转，基圆半径 = 30mm，滚子半径r=10mm。推杆运动规 律为：凸轮转角8 = 0°150。时，推杆等速上升16mm； 8=150。180。时推杆远休； 8 = 180。300°时推杆等加速等减速回程16mm； 8 = 300°360°时推杆近休。简述 作图步骤。八、（20分）在图示的刨床机构中，已知空程和工作行程中消耗于克服阻抗力的恒 功率分别为P=367.7w和P2=3677w，曲柄的平均转速n=100r/min，空程曲柄的转角为 中=120。当机构的运转不均匀系数8 = 0.05时，试确定电动机所需的平均功率（功 率为常数），并分别计算在以下两种情况中的飞轮转动惯量JF （略去各构件的重量和转 动惯量）：（1）飞轮装在曲柄轴上；（2）飞轮装在电动机轴上，电动机的额定转速 吃=1440r/min。电动机通过减速器驱动曲柄。为简化计算，减速器的转动惯量忽略不计。E