河北工业机械原理考研2009A完整版

河北工业大学2009年攻读硕士学位研究生考试试题

一、 选择题（共30分）

1、 在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为______。

A、虚约束 B、局部自由度 C、复合铰链 2、单转动副机械自锁得的原因是驱动力_______摩擦圆。

A、切于 B、交于 C、远离

3、对于双摇杆机构，最短杆与最长杆之和_______大于其余两杆长度之和。

A、一定 B、不一定 C、一定不

4、设计凸轮廓线时，若减小凸轮的基圆半径，则凸轮的升程压力角将______。

A、增大 B、不变 C、减小 5、在减速蜗杆传动中，用________来计算传动比是错误的。

?ZdA、i?1 B、i?2 C、i?2

?2Z1d16、在其他条件相同时，斜齿圆柱齿轮传动比直齿圆柱齿轮传动重合度________。

A、小 B、相等 C、大 7、棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了__________。

A、防止棘轮反转 B、保证棘轮每次转过相同角度 C、对棘轮双向定位 8、利用飞轮进行调速的原因是他能___________能量。

A、产生 B、消耗 C、储存和放出 9、对于结构尺寸b/D<0.2（b-轴向宽度，D-直径）的不平衡转子，需进行_______。

A、动平衡 B、静平衡 C、不用平衡 10、自由度为2的周转轮系是________。

A、差动轮系 B、行星轮系 C、复合轮系

??1.0,??20?的斜齿圆柱齿轮时不产生根11、用齿条型刀具加工，??20?,ha切的最少齿数是__________。

A、17 B、14 C、12 12、渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角___。

A、加大 B、不变 C、减小

13、一曲柄摇杆机构，若曲柄与连杆处于共线位置。则当_______为原动件时，称为机构的死点位置。

A、曲柄 B、连杆 C、摇杆 14、铰链四杆机构中，最短杆与最长杆之和小于其余两杆长度之和，则当以______为机架时，无曲柄。

A、最短杆的相邻构件 B、最短杆 C、最短杆的相对构件

15、电影放映机卷片机内部的机构，实现胶片画面的依次停留，从而使人们通过视觉暂留获得连续场景。

A、槽轮 B、飞轮 C、棘轮 二、简答题（共30分）

1、斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮传动相比有何特点？螺旋角为什么一般在80-200范围内取值？

2、凸轮从动件运动规律中，何谓“刚性冲击”和“柔性冲击”？

3、何谓齿轮的“根切现象”？它是怎样产生的？有何危害？ 4、试列举出至少三种平面机构， 这些机构能够将原动件的等速转动 转化为输出构件的直线往复移动， 并画出示意图加以说明。

5、绘出图示机构的机构运动简图。 三、（10分）用速度瞬心法 求出图示C点的速度方向。 四、（10分）图示为机构运动简图。 已知圆盘1与杠杆2接触处的摩擦角

0

φ=30，转动副A、C处的摩擦圆 如图中所示，悬挂点D处的摩擦 忽略不计。试确定各个运动副中 的反力的方向，

并给出构件2的力平衡方程。 五、

（10分）图示为一已知的曲柄摇杆机构，现要求用一连杆EF将摇杆CD和滑块F联接起来，使摇杆的三个已知位置C1D、C2D、C3D和滑块的三个位置F1、F2、F3相对应（图示尺寸无需按比例绘出）。试确定此连杆EF与摇杆CD铰接点E的位置。 六、（14分）一个渐开线标准正常齿直齿圆柱齿轮，齿轮的齿数Z=17，压力角

模数m=3mm。试求在齿轮分度圆和齿顶圆上齿廓的曲率半径和压力角。 ??20?，

七、（16分）图示齿轮系中，已知各轮齿数Z1?20,Z2?25,Z4?25,Z5?20,试求Ⅰ轴与Ⅱ轴的传动比iⅠⅡ以及转向关系。

八、（16分）图示为某机械换算到其主轴上的等效阻力矩Mr在一个工作循环中的变化规律。设等效驱动力矩Md为常数，主轴转速n=300r/min，许可的速度不均匀系数????0.1，忽略机械中其他各构件的等效转动惯量，试求：

安装在主轴

上的飞轮转动惯量JF。

九、（14分）图示转轴的三不平衡质量位于同一轴面内，其大小及其中心至回转轴的距离各为：m1?10kg,m2?15kg,m3?20kg,r1?r3?100mm,r2?80mm。又各质量的回转平面及两平衡基面间的距离为L?600mm,L1?200mm,L2?300mm,

L3?400mm。如果置于平衡基面Ⅰ和Ⅱ中的平衡质量m?和m??的质心至回转轴

的距离为r??r???100mm，求m?和m??的大小。

河北工业大学2009年攻读硕士学位研究生考试试题答案

一、 选择题；

1-8 ABCACCAC ； 9-15 BABBCAA ； 二、简答题；

1、答：斜齿轮的主要优点有：

（1）啮合性能好，传动平稳，噪声小；

（2）重合度大，降低了每对轮齿的载荷，提高了齿轮的承载能力； （3）不产生根切的最少齿数少；

但是斜齿轮在传动时，会产生轴向推力当圆周力一定时，轴向推力会随着螺旋角?的增大而增大。为了控制过大的轴向推力，所以一般?控制在8??20?。 2、答：（1）当推杆在运动开始和终止的瞬时，因速度有突变，所以这时推杆在理论上将出现无穷大的加速度和惯性力，因而会使凸轮机构受到极大的冲击，此冲击称为刚性冲击；

（2）在等速的变化中，加速度和惯性力的突变为一有限值，因而引起的冲击较小，此冲击称为柔性冲击； 3、答：（1）在用范成法切制齿轮时有时刀具的顶部会过多地切入轮齿的根部，因而将齿根的渐开线切去一部分，此现象称为“根切现象”。

（2）产生原因：在用刀具切制齿轮的齿数很少时，就会使啮合极限点落在刀具齿顶线之下，这就会使刀具的齿顶把轮齿本来已经切好的一部分齿根渐开线齿廓切去，从而形成根切。

（3）产生危害：产生根切的齿轮，将使轮齿的抗弯强度降低，甚至会断裂，同时也会产生颤动，传动不平稳，对传动极为不利。 4、解：（1）如曲柄滑块机构，曲柄AB等速转动时，滑块C将实现往复的直线运动。

（3）如下图牛头刨床的导杆机构：当BC作圆周运动时，通过杆AD带动滑E做往复直线运动；

5、机构简图如下图所示：

（2）如右图中，凸轮连杆组合机构凸轮A等速转动时，滑块D将实现往复直线运动。

三、解：由图示得知：

由P34、P46、P56、P35得：P36；

再由P36、P23、P12、P16得：P26；

?可得：?2为逆时针方向，vC方向如图所示； 四、解：受力如图所示：

构件2的平衡方程为：

?F???0 ，即 F????R12?FR32?Q?0;

五、解：具体作法如下：

利用反转法与对应角形相等原理，即：

?C1DC3??F1?DF1,?C1DC2??F2?DF2 再分别以DF1和DF2

为半径作圆弧分别交DF’1和DF’2于F’1和F’1点，连接这两点得到线段

F’1F1，同理，得到F’3点，得到线段F3F’3（或F’2F’2）再作所得到线段的垂直平分线交DC3于E点，连接EF3即可得到所求连杆。 六、解：由题意知：

（1）分度圆 曲率半径：

?r?mZ2,rb?r?cos?????r21

r2b?2mZsin??8.72mm 压力角：?分???20?

（2）齿顶圆曲率半径：

?r?mZ2,r?,r*b?r?cosa?r?ha?m???r2a?r21b?2m?Z?2h*22a??Z2?cos??15.43mm 压力角：

?r?mZmZ2,rb?r?co?sra,?2?h*am

rb

??a?arccosr?arccosZZ?2h*?26.53?aa七、解：由啮合关系可得：

由同心条件得：Z3?Z1?2Z2?50?20?70,Z6?Z4?2Z5?40?25?65

?iHn1?nH713?n?n1?nH3?nH0?n??Z3HZ?12，且nH?n4i7n4?n7?n4?n7Z61346?n6?nH0?n??7Z?45

联立以上两试得：n91?2n4 ，n7?518n49?inⅠ2n4ⅠⅡ?n?n1Ⅱn?75?8118n54

八、解：由题意得：

Md?T?Mr1?(?1??3)?M?Mdr2??2?300?(23???)?3300?1?m1r1?Ⅰ??L?L1Lm1r1?400600?10?100Kg?mm?23?103Kg?mm?250N?m?550N?m?800N?mL?L23003m2r2??15?80Kg?mm?6?102Kg?mm?m2r2?Ⅰ?L600 画出能量图如下：

?m3r3?Ⅰ?L?L3m3r3?200?20?100Kg?mm?2?103Kg?mma

c

b

22?对于ａ点：?E?(800?3??300?3)J?10003?J

1对于ａ-ｂ点：?E??25003??800?3300?J?3?J

对与ｃ点：?E??(800?300)J?500?J

?W225002500max??Je?JF??m??0?(?3?)J?3?J?J?Wmax900?W

maxF?900????2n2?Je?????2n2?8.443Kg?m2

九、解：当分别分解到平衡基面Ⅰ、Ⅱ上时： 对于基面Ⅰ则有：

L6003对于基面Ⅱ则有：

?mL11r1?Ⅱ?Lm2001r1?600?10?100Kg?mm?13?103Kg?mm?mL22r2?Ⅱ?Lm3002r2?600?15?80Kg?mm?6?102Kg?mm?m?L3Ⅱ?Lm3r4003?600?20?100Kg?mm?43r33?103Kg?mm在平衡基面Ⅰ、Ⅱ上分别由平衡条件得： 基面Ⅰ上：

?m?r??Ⅰ??m2r2?Ⅰ??m1r1?Ⅰ??m3r3?Ⅰ?m?r??7.33?103Kg?mm，即：m??7.33Kg

基面Ⅱ上：

?m??r???Ⅱ??m2r2?Ⅱ??m1r1?Ⅱ??m3r3?Ⅱ

?m??r???1.067?103Kg?mm，即：m???10.67Kg

八、解：由题意得：

Md?T?Mr1?(?1??3)?M?Mdr2??2?300?(23???)?3300?1?m1r1?Ⅰ??L?L1Lm1r1?400600?10?100Kg?mm?23?103Kg?mm?250N?m?550N?m?800N?mL?L23003m2r2??15?80Kg?mm?6?102Kg?mm?m2r2?Ⅰ?L600 画出能量图如下：

?m3r3?Ⅰ?L?L3m3r3?200?20?100Kg?mm?2?103Kg?mma

c

b

22?对于ａ点：?E?(800?3??300?3)J?10003?J

1对于ａ-ｂ点：?E??25003??800?3300?J?3?J

对与ｃ点：?E??(800?300)J?500?J

?W225002500max??Je?JF??m??0?(?3?)J?3?J?J?Wmax900?W

maxF?900????2n2?Je?????2n2?8.443Kg?m2

九、解：当分别分解到平衡基面Ⅰ、Ⅱ上时： 对于基面Ⅰ则有：

L6003对于基面Ⅱ则有：

?mL11r1?Ⅱ?Lm2001r1?600?10?100Kg?mm?13?103Kg?mm?mL22r2?Ⅱ?Lm3002r2?600?15?80Kg?mm?6?102Kg?mm?m?L3Ⅱ?Lm3r4003?600?20?100Kg?mm?43r33?103Kg?mm在平衡基面Ⅰ、Ⅱ上分别由平衡条件得： 基面Ⅰ上：

?m?r??Ⅰ??m2r2?Ⅰ??m1r1?Ⅰ??m3r3?Ⅰ?m?r??7.33?103Kg?mm，即：m??7.33Kg

基面Ⅱ上：

?m??r???Ⅱ??m2r2?Ⅱ??m1r1?Ⅱ??m3r3?Ⅱ

?m??r???1.067?103Kg?mm，即：m???10.67Kg

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