《机械原理》简答题
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一、平面机构的结构分析
1.平面机构基本定义：
机器：可用来变换或者传递物料、能量或信息的装置
机构：能实现预期机械运动的构件的组合，包括原动件，从动件，机架
零件：机器制造单元
构件：机器运动单元
杆组：从动件系统中分解为若干不可再分，自由度为0的运动链
约束：对独立运动的限制
自由度：构件具有的独立运动的数目
运动副：由两构件直接接触形成的可运动联接
运动链：两个以上以运动副联接而成的系统
虚约束：对输出件的运动不起约束作用的约束
局部自由度：与输出件运动无关的自由度
2.在什么条件下，运动链具有运动可能性、运动确定性、可以成为机构？
自由度大于零；自由度数目等于原动件数目；运动链中某构件固定为机架
3.高副低代时，齿轮副如何处理？
齿轮副是将所引入的两个转动副分别位于相接触的两齿廓的曲率中心处，对于一对渐开线齿廓的齿轮副，曲率中心分别位于两齿轮的啮合极限点
二、平面机构的运动分析
1.什么是速度瞬心，相对瞬心与绝对瞬心的区别？
速度瞬心：两构件上相对速度为零的重合点；绝对瞬心处的绝对速度为零
2.用速度瞬心法和矢量方程图作机构速度分析有什么优缺点？
速度瞬心法：只能进行速度分析，适用于简单的平面机构
矢量方程图：作图不是很准确
3.什么是三心定理？
作平面平行运动的三个构件共有三个瞬心，它们位于一条直线上
4.机构在什么时候有哥氏加速度，如何确定？
绝对运动：动点相对于定参考系的运动
相对运动：动点相对于动参考系的运动
牵连运动：动参考系相对于定参考系的运动
相对运动为转动，牵连运动为平动时两构件重合点有哥氏加速度，它是由于相对速度方向变化产生的加速度，θωsin 2r e c v a =
三、平面机构的力分析
1.什么是摩擦角，移动副中总反力如何确定？
摩擦角：总反力和法向反力的夹角
总反力和法向反力夹角为摩擦角，偏斜方向和相对速度方向相反
2.什么是当量摩擦系数和当量摩擦角？
当量摩擦系数：摩擦力和铅锤载荷的比值
当量摩擦角：由当量摩擦系数确定的摩擦角
3.矩形螺纹和三角形螺纹副各有什么特点，适用于什么场合？
矩形螺纹：当量摩擦系数小，传动效率高，适用于传动
三角形螺纹：自锁性能好，联接强度高，适用于联接
4.什么是摩擦圆，摩擦圆的大小和什么有关？
以轴颈中心为圆心，与总反力方向相切的圆；摩擦圆半径与轴颈半径和当量摩擦系数成正比
5.为什么实际设计中采用空心轴端？
轴端压强和半径成反比，因此轴端中心部分的压强非常大，极易压溃
6.什么是机械效率，其意义是什么？
机械效率是输出功（有效功）和输入功（驱动功）的比值，它反映了输入功（有效功）的有效利用程度
7.什么是自锁和自锁性能，移动副和转动副自锁的条件是什么，自锁时阻抗力和机械效率满足什么条件？
自锁：由于摩擦力的作用，不管驱动力多大都不能使构件运动的现象
自锁性能：机构反行程自锁而正行程不自锁
移动副自锁的条件是驱动力作用在摩擦角之内，转动副自锁的条件是驱动力作用在摩擦圆之内。自锁时，无论驱动力怎样增加，生产阻抗力和机械效率恒小于等于零
四、平面机构的平衡
1.什么是质径积和偏心距？刚性回转件平衡精度的常用定量指标是什么？
质径积：偏心质量与质心向径的乘积
偏心距：转子质心相对回转中心的偏距，也等于质径积与质量的比值
选用许用不平衡量指标时，对于具体给定的转子，用质径积衡量比较好，因为比较直观，便于操作；偏心距则适于衡量转子平衡的优劣或平衡的检测精度，因为便于比较平衡精度的常用定量指标是是偏心距与转子回转速度的乘积
2.机械平衡的目的是什么，分为哪几类？
目的：尽量消除附加动压力，减轻有害的机械振动，以改善机器工作性能和延长使用寿
命（完全或部分消除惯性力的不良影响）
静平衡动平衡
概念质心不在回转轴线上，不平衡现
象在转子静止时能够显示出，所
以平衡称为静平衡
转子除静不平衡外还有力偶不
平衡，运转时才能显示，所以平
衡称为动平衡
适用对象轴向尺寸较小，质量分布在垂直
轴线的同一平面
5
b
d
≥
轴向尺寸较大，质量不分布在垂
直轴线的同一平面
5
b
d
≤
平衡条件惯性力矢量和等于零
=
∑P
惯性力矢量和、惯性力矩矢量和
等于零
=
∑P 0=
∑i M
3.机构进行动平衡后是否还需要静平衡？
做动平衡试验的试件多用于回转动态场合，所以当满足动平衡试验性能后即可当满足其性能要求，不需要再进行静平衡试验
4.经过平衡设计的刚性转子，在制造出来后是否还需要进行平衡实验？为什么？
设计出已平衡的转子，由于制造和装配的不精确、材质的不均匀等原因，仍会产生新的不平衡。这时已无法用计算来进行平衡，而只能借助于平衡实验。平衡实验就是用实验的方法来确定出其不平衡量的大小和方位，然后利用增加或除去平衡质量的方法予以平衡。
五、平面机构的速度波动调节
1.一般机械的运转过程分为哪三个阶段？每个阶段各有什么特点？
启动阶段：驱动功大于阻抗功，机械原动件的角速度由零逐渐上升
稳定运转阶段：在一个运动循环内，总驱动功与总阻抗功相等，原动件角速度出现周期性速度波动，但平均角速度保持不变（周期变速稳定运转）PS：等速稳定运转停车阶段：驱动功为零，阻抗功将机械动能消耗完后机械便停车
2.为什么要建立机器等效动力学模型，建立机器等效动力学模型时的原则是什么？
目的：研究机械系统的真实运动，必须首先建立外力和运动参数间的函数表达式即机械动力学方程。对于单自由度的机械系统，只要知道其中一个构件的运动规律，其余所有构件的运动规律可随之求得，因此将机械系统简化为一个构件即等效构件
转化原则：转化前后系统的动力学效果保持不变
a.等效构件的质量和转动惯量所具有的动能，应等于整个系统的总动能
b.等效构件上的等效力和等效力矩所做功或产生的功率，应等于整个系统的力和力矩所做功或产生的功率
3.机器波动原因的原因是什么？为什么要进行调节，调节的类型和方法？
原因：作用在机械上的驱动力与阻抗力通常是变化的，在某一瞬时，由于驱动功与阻抗
功不等出现盈亏功，从而产生速度波动
目的：使速度波动限制在允许的范围内，以减少对运动副的附加动压力和弹性振动；防止非周期性速度波动引起的机器停车和破坏
类型：周期性与非周期性
方法：周期性安装飞轮，非周期性利用电机的自调性或安装调速器
4.飞轮调速的原理是什么？有什么特点？
飞轮调速是利用它的储能作用，其实质是一个能量存储器。由于飞轮具有很大的转动惯量，故其转速略有变化就能储存或释放很大的能量。当机械出现盈功或者亏功时，飞轮分别将能量储存和释放，从而降低速度波动的幅度。
a.过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重
b.安装飞轮后机械的速度仍有波动，只是幅度有所减小
c.为减小飞轮的转动惯量，最好将飞轮安装在机械的高速轴上
5.等效动力学模型
等效力：∑∑==±+=k i B i i k
i B i i i v M v v F F 11cos ωθ 等效力矩：∑∑==±+=k i i i k i i i i M v F M 11cos ωωωθ 等效质量：2112)()(∑∑==+=k i B i si k
i B si i v j v v m m ω 等效转动惯量：2112)()(∑∑==+=k i i si k i si i j v m J ωωω
六、连杆机构及其设计
1.连杆机构的特点是什么？
a.运动副一般为低副，面接触压力小，方便润滑，容易加工
b.可通过演化获得不同的运动规律和丰富的连杆曲线
c.传动路线长，易产生误差累积
d.惯性力不易消除，不宜用于高速运动
2.平面四杆机构基本型式是什么，有哪些演化型式？
基本形式：平面铰链四杆机构（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）
演化方法：
a.改变构件形状及运动尺寸（曲柄摇杆机构→曲柄滑块机构）
b.改变运动副尺寸（曲柄滑块机构→偏心轮机构）
c.选择不同的构件为机架（曲柄滑块机构→导杆机构、曲柄摇块机构、直动滑杆机构）
d.运动副元素的互换（摆动导杆机构→曲柄摇块机构）
3.什么是曲柄和摇杆，铰链四杆机构有曲柄的条件是什么，曲柄是否为最短杆？
连架杆：与机架相连的杆件
曲柄：能作整周回转运动的连架杆
摇杆：不能做整周转动的连架杆
周转副：两构件作整周相对转动的转动副
摆动副：不能作整周相对转动的转动副
铰链四杆机构有曲柄的条件：
a.杆长条件：最短杆和最长杆长度之和小于等于其他两杆长度之和
b.组成周转副的两杆中有一杆为最短杆
若连架杆为最短杆则为曲柄摇杆机构，若机架为最短杆则为双曲柄机构，若不满足杆长条件则一定是双摇杆机构
4.什么是极位夹角、急回特性、行程比系数，它们有什么关系？
极位夹角：当机构从动件处于两极限位置时，主动件在两相应位置时所夹角度，θ>0时有急回特性，θ越大急回运动越明显，θ=180*（K-1）/（K+1）
急回特性：当连杆机构的主动件为等速回转时，从动件空回行程的平均速度大于从动件工作行程的平均速度
行程比系数：K=（θ+180）/（θ-180）=快行程平均速度/ 慢行程平均速度
5.什么是压力角和传动角，研究其有什么意义？
压力角：不计摩擦力的情况下，构件受力方向与运动方向所夹的锐角，反映了力的利用程度
传动角：压力角的余角，衡量机构传力性能好坏（曲柄摇杆机构中，最小传动角出现在曲柄与机架共线的位置之一）
6.什么是极位和死点，他们各自的特点，有什么不同？
极位：当原动件与连杆共线时为极位。在极位附近，由于从动件的速度接近于零，故可获得很大的增力效果
死点：当从动件与连杆共线时为死点。此时传动角为零，主动件通过连杆作用于从动件上的力通过其回转中心，而不能使从动件转动，出现顶死现象。机构在死点时本不能运动，可借助惯性或采用机构错位排列的方法使机构能顺利通过死点位置而正常运转。如因冲击、振动等原因使机构离开死点而继续运动时，这时从动件的运动方向是不确定的，故机构的死点位置也是机构运动的转折点。
机构的极位和死点实际上是机构的同一位置，所不同的仅是机构的原动件不同。
七、凸轮机构及其设计
1.凸轮机构的特点是什么？
a.结构紧凑，响应迅速，运动规律灵活多样
b.易磨损，加工困难
2.凸轮存在冲击时，其速度线图和加速度线图各有什么特点？
柔性冲击：速度线图存在尖点，加速度线图存在有限跳跃
刚性冲击：速度线图有间断点，加速度线图出现无穷大跳跃
3.推杆常用的运动规律有哪些，各有什么特点？
等速运动：刚性冲击
等加速等减速：柔性冲击，有最大速度
余弦加速度（简谐）：柔性冲击
正弦加速度（摆线）：无冲击，有最大速度和最大加速度
五次多项式：无冲击
4.凸轮力锁合和几何锁合各有什么特点？
力锁合：结构简单，设计自由，但有附加阻力，造成机械效率下降；高速时磨损加剧几何锁合：外廓尺寸大，加工精度高，对运动规律的采用有限制
5.什么是凸轮的理论廓线和实际廓线，二者有何区别和联系？
理论廓线：用滚子推杆与凸轮配合时产生的廓线
实际廓线：用尖顶推杆与凸轮对心配合时产生的廓线
以理论廓线上一系列点为圆心，以滚子半径为半径作一系列的圆，再作该圆族的包络线，即为凸轮的实际廓线
6.什么是凸轮机构压力角，在凸轮设计中有什么意义，如何处理？
压力角：推杆与凸轮接触点处所受正压力方向（凸轮轮廓线接触点法线方向）与推杆上对应点速度方向所夹锐角（平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构的压力角为零）意义：影响凸轮机构受力情况，压力角过大时，凸轮将自锁
处理方法：
a.增大导轨长度l和减小悬臂尺寸b可使临界压力角数值提高
b.采用正偏置方式和增大基圆半径可减小压力角
7.什么是凸轮的变尖和失真现象？
对于外凸的凸轮轮廓曲线，其工作廓线的曲率半径等于理论廓线的曲率半径与滚子半径之差。如果理论廓线的曲率半径与滚子半径相等，则工作廓线的曲率半径为零，出现尖点现象。如果理论廓线的曲率半径小于滚子半径，这时工作廓线出现交叉，推杆运动规律改变，出现失真现象。
八、齿轮机构及其设计
1.齿轮机构的特点是什么？
a.传动比准确，传递功率大，传递效率高
b.制造和安装精度高
2.什么是齿轮啮合基本定律，什么是共轭齿廓，要使齿轮实现定传动比齿廓曲线应满足什么条件？
齿轮啮合基本定律：互相啮合传动的一对齿轮在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触点公法线所分成的两段长反比
共轭齿廓：凡满足齿廓啮合基本定律的曲线都可作为共轭齿廓
定传动比条件：无论两齿廓在何位置接触，过接触点所作得齿廓公法线与两齿轮连心线都相交于一点
3.渐开线齿廓有哪些特点？
a.发生线长度等于其在基圆上滚过的弧长
b.渐开线上任意点处法线与基圆相切
c.渐开线上任意点处法线与基圆的切点，即为渐开线在该点的曲率中心
d.渐开线的形状取决于基圆大小
e.基圆以内无渐开线
4.渐开线齿廓传动有那些特点？
a.保证定传动比且有可分性：中心距略变动时，不影响两轮的传动比
b.正压力方向不变：渐开线齿廓啮合时，两啮合齿廓间的正压力始终沿啮合线方向
5.什么是齿轮模数，作用是什么，为什么要规定模数标准值，不同齿轮的标准值是怎样规定的？
模数是齿距p与pi的比值，它决定了齿轮及其轮齿大小和承载能力
模数决定渐开线齿廓形状的基本从参数，为了设计制造检验及使用方便
直齿轮只有一种模数，斜齿轮法面参数为标准值，锥齿轮大端为标准值，蜗杆轴面参数为标准值，蜗轮端面参数为标准值
6.什么是齿轮分度圆压力角，为什么要规定分度圆压力角为标准值？
齿轮分度圆上啮合点公法线方向与啮合点速度方向的夹角
因为压力角决定渐开线齿廓形状的基本从参数，为了设计制造检验及使用方便
7.什么是重合度，物理意义是什么，影响重合度有哪些参数？
重合度：实际啮合线与法向齿距或作用弧的比值
意义：衡量连续传动的条件，表示同时参与啮合的轮齿对数的平均值，反映齿轮啮合传动的的平稳性和承载能力，连续传动条件：重合度大于或等于1
重合度与模数无关，而随齿数的增多而加大，并随啮合角的减小和齿顶高系数的增大而增大。标准齿轮传动重合度最大值为1.981，最多有2对齿轮同时啮合
8.直齿圆柱齿轮外啮合，当实际中心距大于标准中心距时，齿轮啮合参数有何变化？
中心距变大，啮合角变大；传动比不变，重合度变小；顶隙大于其标准值，侧隙大于零
9.什么是根切现象，产生的原因是什么，有何危害，如何避免？
根切：用范成法加工齿轮时，刀具的顶部过多的切入轮齿根部，因而将齿根的渐开线切去一部分
原因：被切齿轮的啮合极限点位于刀具齿顶线之下
危害：大大降低轮齿抗弯强度，当根切侵入渐开线齿廓工作段时将使重合度下降
措施：限制齿轮齿数，变位加工
10.什么是标准齿轮，什么是变位齿轮，齿轮变位修正的目的是什么，齿轮变后各尺寸如何变化？
标准齿轮：各参数都取标准值的齿轮
变位齿轮：采用变位加工成的齿轮
目的：避免根切现象、拼凑中心距、提高重合度、增强轮齿抗弯强度
变化：变位后模数、压力角没有变，但齿厚、齿顶高、齿根高变化
11.斜齿轮传动的特点是什么？
a.啮合性能好，传动平稳
b.重合度高（端面+轴向），降低了每对轮齿的载荷
c.不易根切
d.运转时会产生轴向推力
12.直齿圆锥齿轮几何尺寸的计算通常以哪端为标准值，为什么？
大端；大段尺寸较大，计算和测量的误差相对较小，便于估计机构外形尺寸
13.什么是斜齿轮当量齿轮和圆锥齿轮的当量齿轮，意义何在？
斜齿轮当量齿轮：在某一点作法面，用该点曲率半径为分度圆，相当于斜齿轮法面齿形的直齿圆柱齿轮即为斜齿轮当量齿轮
圆锥齿轮当量齿轮：与圆锥齿轮大端球面上分度圆相切的圆锥称为圆锥齿轮的背锥。圆锥齿轮大端面齿形平行圆锥母线向背锥上投影展开所形成的扇形称之为扇形齿轮。将扇形齿轮补齐，相当于圆锥齿轮大端面齿形的直齿圆柱齿轮即为圆锥齿轮的当量齿轮
意义：用当量齿轮的齿形来代替理论齿形，误差很小，可以将直齿圆柱齿轮的计算公式直接应用在斜齿轮或圆锥齿轮上
14.蜗杆传动的特点是什么？
a.结构紧凑，传动平稳，啮合冲击小
b.传动磨损大，传动效率低，易发热
c.反行程常具有自锁
15.确定蜗杆头数和蜗轮齿数要考虑那些问题？
蜗杆头数通常取1-10，推荐值1、2、4、6，当需要反行程自锁时通常取1
蜗轮齿数根据蜗杆头数和传动比确定
16.什么是蜗杆机构的中间平面，中间平面上蜗杆传动相当于什么传动？
通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面；齿轮齿条传动
17.确定蜗杆直径系数的目的是什么，q 的大小对蜗杆传动有什么影响？
为了标准化蜗杆分度圆直径。蜗杆头数一定时，q 变小则导程角变大；模数一定时，q 变大则蜗杆分度圆直径变大，蜗杆刚度增大
18.不同类型齿轮的正确啮合条件？
直齿轮，齿轮齿条，变位齿轮：m m m ==21 ααα==21
平行轴斜齿轮：n n n m m m ==21 n n n ααα==21 21ββ±=（外负内正）
锥齿轮：大端参数m m m ==21 ααα==21
涡轮蜗杆：m m m x t ==12
ααα==12x t 交错角等于90时，
螺旋线旋向相同且21βγ= 九、齿轮系及其设计
1.轮系基本定义
定轴轮系：轮系转动时其各轮轴线的位置固定不动
周转轮系：轮系运动时至少有一个齿轮的轴线绕齿轮轴线转动（行星轮系自由度为1，
差动轮系自由度为2）
行星轮：绕动轴线转动的齿轮（基本构件）
太阳轮：绕固定轴线转动的齿轮（基本构件）
行星架（系杆）：支撑行星轮且绕固定轴线转动的构件
2.什么是过轮（惰轮），起什么作用
过轮：定轴轮系中，既是主动轮又是从动轮，不影响传动比大小但可以改变传动方向
3.首、末轮转向关系如何确定？
首、末两轮轴线平行时，转向相同传动比为“+”，反之为“-”
首、末两轮轴线不平行时，转向关系只能在图上用箭头标注
4.什么是周转轮系的转化机构，为什么可以用转化机构法来计算周转轮系中基本构件间传动比？
虚拟的给整个周转轮系加上一个公共角速度，使之绕行星架的固定轴线回转，此时周转轮系就转化为定轴轮系，这个定轴轮系称为周转轮系的转化机构。转化机构为定轴轮系
5.设计行星轮系时，轮系各轮的齿数和行星轮的个数要满足什么条件？
传动比条件：尽可能近似的实现给定传动比
同心条件：行星架回转轴线应与中心轮几何轴线重合
均布条件：行星轮个数与各轮齿数应满足一定条件，以防止干涉
邻接条件：相邻的行星轮齿顶圆不能相交
轴承：1．对于滚动轴承的轴系固定方式，请解释什么叫“两端固定支承”？答：两端固定支承即为轴上的两个轴承中，一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动，另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动，两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。 2. 什么是轴承的基本额定动负荷？基本额定动负荷的方向是如何规定的？（6 分）答：轴承的基本额定动负荷：滚动轴承标准中规定，轴承工作温度在100 C以下，基本额定寿命L= 1 X 106时，轴承所能承受的最大载荷成为轴承的基本额定动负荷.（3分）轴承的基本额定 动负荷的方向，对于向心轴承为径向载荷（ 1 分），对于推力轴承为中心轴向载荷（ 1 分），对于角接触向心轴承为载荷的径向分量（ 1 分）。 3．简述形成稳定动压油膜的条件？答：1）两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙；2）两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油；3）两摩擦表面之间必须 有足够的相对运动速度。 4．解释名词；滚动轴承的寿命；滚动轴承的基本额定动载荷。答：1）滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体，任一元件出现疲劳点蚀之前，两套圈之间的相对运转总转数。也可用恒定转速下的运转小时数表示；2）基本额定动载荷即基本额定寿命为 106转时，轴承所能承受的最大载荷。 5?滚动轴承的当量静载荷P0的定义。当量静载荷是一个假想载荷，其作用方向与基本额定静负荷相同，而在当量静载荷作用下，轴承的受载最大滚动体与滚道接触处的塑性变形总量与实际载荷作用下的塑性变形总量相同。 6．同滚动轴承相比，液体摩擦滑动轴承有哪些特点？1）在高速重载下能正常工作，寿命长；2）精度高；滚动轴承工作一段时间后，旋转精度J 3）滑动轴承可以做成剖分式的一能满足特殊结构需要。如曲轴上的轴承；4）液体摩擦轴承具有很好的缓冲和阻尼作用，可以吸收震动，缓和冲击。5）滑动轴承的径向尺寸比滚动轴承的小。6）起动摩擦阻力较大。 7、按照摩擦界面的润滑状态，可将摩擦分为干摩擦、边界摩擦、液体摩擦和混合摩擦。0?滑动轴承计算中，计算p, pv, v各考虑什么问题？答：p――轴承磨损；pv――发热；v 局部磨损。 8. 选择滚动轴承时主要考虑哪些因素?方向和性质；轴承的转速；调心性能要求；轴承的安 装与拆卸；经济性。 联轴器： 1 、联轴器和离合器都是用来实现轴与轴之间的连接,传递运动和动力。但联轴器与离合器的主要区别在于联轴器需要在停止转动后才能实现轴与轴的结合或分离, 而离合器可使工作中的轴随时实现结合或分离。 链： 1 、链传动设计时,链条节数应选偶数。链轮齿数应选质数；速度较高时,链节距应 选小些。节距p =（25.4/16）*链号，节距大，尺寸大，功率大。 2. 与带传动相比,链传动有那些特点？答案：优点：没有弹性滑动和打滑现象,平均传动 比准确,传动效率较高,压轴力小,能在高温,多灰尘,湿度大且有腐蚀性的环境下工作, 工况相同时,结构较为紧凑； 缺点：瞬时传动比不准确,传动不平稳, 工作时有噪声, 不适合在载荷变化很大和急速反向的传动中工作,只限于平行轴传动,制造成本较高。 3. 简述链节距P 的选择原则。 答题要点：在满足传递功率要求的前提下,应尽量选择小节距的单排链；若传动速度高、功率大时,则可选用小节距多排链。 4. 紧边布置在上面,避免咬链或发生紧边与松边相碰。张紧轮：靠近主动轮松边还要增大
燕山大学2018年《自动控制原理》考研大纲 一、课程的基本内容要求 1.掌握自动控制系统的工作原理、自动控制系统的组成与几种不同分类。重点掌握反馈的概念、基本控制方式、对控制系统的基本要求。 2.线性系统的数学模型 掌握传递函数；极点、零点；开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数的概念；典型环节的传递函数。掌握建立电气系统(有源网络和无源网络)、机械系统(机械平移系统)的微分方程和传递函数模型的方法。重点掌握方框图化简或信号流图梅森增益公式获得系统传递函数的建模方法。 3.控制系统时域分析 要求能够分析系统的三大基本性能，即系统的稳（稳定性）、准（准确性）、快（快速性）。掌握如下概念：稳定性；动态（或暂态）性能指标（最大超调量、上升时间、峰值时间、调整时间）；稳态（静态）性能指标（稳态误差）；一阶、二阶系统的主要特征参量；欠阻尼、临界阻尼、过阻尼系统特点；主导极点。重点掌握系统稳定性判别（Routh判据）；稳态误差终值计算（包括三个稳态误差系数的计算）；二阶系统动态性能指标计算。掌握利用主导极点对高阶系统模型的简化与性能分析。 4.根轨迹法 要求能够利用根轨迹（闭环系统特征方程的根随系统参数变化在S平面所形成的轨迹）分析系统性能。需掌握的概念：根轨迹；常规根轨迹；相角条件、幅值条件；根轨迹增益。重点掌握常规根轨迹的绘制（零度根轨迹不作要求）。掌握增加开环零、极点对根轨迹的影响；利用根轨迹分析系统稳定性与具有一定的动态响应特性（如衰减振荡、无超调等特性）的方法。 5.控制系统频域分析 要求能够利用频域分析方法对控制系统进行分析与设计。掌握如下概念：频率特性；开环频率特性、闭环频率特性；最小相位系统；幅值穿越频率（剪切频率）、相角穿越频率、相角裕度、幅值裕度；谐振频率、谐振峰值；截止频率、频带宽度；三频段。重点掌握开环频率特性Nyquist图、Bode图的绘制；由
简答题 1.机械设计的一般步骤是怎样的？ 选择零件类型、结构计算零件上的载荷确定计算准则选择零件的材料确定零件的基本尺寸结构设计校核计算画出零件工作图写出计算说明书 3. 螺纹升角的大小对自锁和效率有何影响？写出自锁条件及效率公式。 答：螺母被拧紧时，其拧紧力矩为M1＝Ft d2/2＝G d2tan(ψ+ρν)/2，无摩擦时，M10＝Ft d2/2＝G d2tan(ψ)/2，机械效率为η1＝M10 / M1＝tanψ/tan(ψ+ρν)。 螺母被放松时，其阻碍放松的力矩为M2＝F d2/2＝G d2tan(ψ－ρν)/2，无摩擦时，M20＝F d2/2＝G d2tan(ψ)/2，机械效率为η2＝M2 / M20＝tan(ψ－ρν)/tanψ。 由η1＝＝tanψ/tan(ψ+ρν)得知，当ψ越小，机械效率越低。 由η2＝tan(ψ－ρν)/tanψ得知，当ψ－ρν≤0时，螺纹具有自锁性。 4.为什么螺母的螺纹圈数不宜大于10圈？ 答：因为螺栓和螺母的受力变形使螺母的各圈螺纹所承担的载荷不等，第一圈螺纹受载最大，约为总载荷的1/3，逐圈递减，第八圈螺纹几乎不受载，第十圈没用。所以使用过厚的螺母并不能提高螺纹联接强度. 5. 作出螺栓与被联接件的受力—变形图，写出F'、F、F''、 F0间的关系式。 6. 在相同的条件下，为什么三角胶带比平型带的传动能力大？ 答：两种传输动力都是靠摩擦力，同样的皮带和轮的材质摩擦系数是一样的，但是三角带接触面是V型表面压力大于平行带，所以摩擦力大，所以传输的动能要大一些。 7.在非液体摩擦滑动轴承的计算中，为什么要限制轴承的压强p和pv值 答：限制p 目的是防止轴瓦过度磨损。限制pv目的是控制温度，防止边界膜破裂。 8.什么是带传动的弹性滑动和打滑？弹性滑动和打滑对传动有何影响？ 答：（1）由于带的弹性变形而产生的带与带轮间的滑动称为带的弹性滑动。 打滑是指带传动中带传递的外载荷超过最大有效圆周力，带在带轮上发生显著相对滑动现象。（2）影响：弹性滑动： 1 ）带的传动比不稳定； 2 ）降低了传动效率； 3 ）引起带的磨损和带的温升，降低带的寿命。打滑： 1 ）打滑将造成带的严重磨损； 2 ）从动轮转速急速下降，甚至停转，带的运动处于不稳定状态，带不能正常工作，致使传动失效。 9.试简述带传动中的弹性滑动与打滑现象的联系与区别。 答：弹性滑动是由于带本身的弹性和带传动两边的拉力差引起的，只要传递圆周力，两边就必须出现拉力差，故弹性滑动是不可以避免的。打滑是当带传递的工作载荷超过了带与带轮之间摩擦力的极限值，带与带轮之间发生剧烈的相对滑动，故在工作中可以，而且应该避免。打滑是弹性滑动从量变到质变的飞跃。在传动突然超载时，打滑可以起到过载保
1.一部机器由哪些部分组成？分别起什么作用？ 答：机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。除此之外，还有自动控制部分。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装配的终端，起结构形式取决于机器的用途。例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。 传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。例如：金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。 2.决定机器好坏的关键是哪个阶段？ 答：设计阶段 3.机械零件的失效形式有哪些？ 答：（一）整体断裂（二）过大的残余变形（三）零件的表面破坏（四）破坏正常工作条件引起的失效 4.常规的机械零件设计方法有哪些？ 答：（一）理论设计（二）经验设计（三）模型试验设计 5.机械零件的理论设计有哪几种？ 答：设计计算校核计算 6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力？ 答：接触应力为：脉动循环变应力弯曲应力为：对称循环变应力 7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述？
答：可用最大应力m ax σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ= 来描述。 8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力？ 答：r=-1代表对称循环变应力，r=0脉动循环变应力，r=1静应力。 9.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的最主要因素？ 答：应力幅。 10.疲劳曲线有哪两种？如何定义？ σ-N 疲劳曲线，等寿命疲劳曲线。 σ-N 疲劳曲线：在各种循环作用次数N 下的极限应力，以横坐标为作用次数N 、纵坐标为极限应力，绘成而成的曲线。 等寿命疲劳曲线：在一定的应力循环次数N 下，疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。 11.σ-N 曲线中，我们把曲线分成了那几段？各有什么特点？ 分为AB BC CD 三段。在AB 段，是材料发生破坏的最大应力值基本不变。在BC 段，材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降。在CD 段，材料试件经过一定次数的交应变力作用后会发生疲劳破坏。 12.简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处？ 静强度设计是和屈服强度做比较，疲劳强度是考虑到不同因素对疲劳极限的影响。 13.简述疲劳损伤线性积累假说的内容？ 在规律性变幅循环应力作用下，各应力对材料造成的损伤是独立进行的，并可以线性 地累积成总损伤，当各应力的寿命损伤率之和等于 1 时，材料将会发生疲劳。
机械设计简答题 1.一部机器由哪些部分组成？分别起什么作用？ 答：机器通常由动力部分、工作部分和传动部分三部分组成。除此之外，还有自动控制部分。 动力部分是机器动力的来源，常用的发动机有电动机、内燃机和空气压缩机等。 工作部分是直接完成机器工作任务的部分，处于整个传动装配的终端，起结构形式取决于 机器的用途。例如金属切削机床的主轴、拖板、工作台等。 传动部分是将动力部分的运动和动力传递给工作部分的中间环节。例如：金属切削机床中常用的带传动、螺旋传动、齿轮传动、连杆机构、凸轮机构等。机器应用的传动方式主要有机械传动、液压传动、气动传动及电气传动等。 2.决定机器好坏的关键是哪个阶段？ 答：设计阶段 3.机械零件的失效形式有哪些？ 答：（一）整体断裂 （二）过大的残余变形 （三）零件的表面破坏 （四）破坏正常工作条件引起的失效 4.常规的机械零件设计方法有哪些？ 答：（一）理论设计 （二）经验设计 （三）模型试验设计 5.机械零件的理论设计有哪几种？ 答：设计计算 校核计算 6.惰轮轮齿的接触应力.弯曲应力分别为怎样的循环变应力？ 答：接触应力为：脉动循环变应力 弯曲应力为：对称循环变应力 7.材料的疲劳特性可以用哪些参数描述？ 答：可用最大应力max σ，应力循环次数N ，应力比max min σσσ=来描述。 8.循环特性r=-1,0,1分别代表什么应力？ 答：r=-1代表对称循环变应力，r=0脉动循环变应力，r=1静应力。 9.在循环变应力作用下，影响疲劳强度的最主要因素？ 答：应力幅。 10.疲劳曲线有哪两种？如何定义？ σ-N 疲劳曲线，等寿命疲劳曲线。 σ-N 疲劳曲线：在各种循环作用次数N 下的极限应力，以横坐标为作用次数N 、纵坐标为极限应力，绘成而成的曲线。 等寿命疲劳曲线：在一定的应力循环次数N 下，疲劳极限的应力幅值与平均应力关系曲线。 11.σ-N 曲线中，我们把曲线分成了那几段？各有什么特点？ 分为AB BC CD 三段。在AB 段，是材料发生破坏的最大应力值基本不变。在BC 段，材料发生疲劳破坏的最大应力不断下降。在CD 段，材料试件经过一定次数的交应变力作用后会发生疲劳破坏。 12.简述静强度设计和疲劳强度设计的不同之处？ 静强度设计是和屈服强度做比较，疲劳强度是考虑到不同因素对疲劳极限的影响。
2012年机械设计自学考试备考试题 第二章 一、选择填空： 1．如果危险截面上的应力超过零件的强度极限,则发生的失效形式为 。C A ． 表面破坏 Ｂ. 残余变形 C ． 整体断裂 Ｄ. 功能失效 2．零件设计时,限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为 。A Ａ. 强度准则 Ｂ. 刚度准则 C ． 寿命准则 Ｄ. 振动稳定性准则 ３．按照机器的组成原理，变速箱是汽车的 。Ｂ A ． 原动机 Ｂ． 传动部分 Ｃ. 执行部分 D. 控制系统 4.为了防止零件发生破坏，应采用的设计准则是 。D A.刚度准则 B.寿命准则 Ｃ.振动稳定性准则 D. 强度准则 二、填空题： 1.传动件包括带传动、链传动、摩擦轮传动、蜗杆传动和___＿_____。齿轮传动 ２.驱动机器完成预定功能的部分称为__＿_____。原动机 3．金属材料尤其是钢铁使用最广；在机械产品中钢铁材料占_＿__＿。90％以上 4. 描述材料的疲劳特性可用最大应力、应力循环次数和______。应力比（或循环特性） 5．机械零件制造中使用最广的金属材料是_________。钢铁 6.机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和 。执行部分 7.按照机器的组成原理,发动机是汽车的 。原动机部分 ８.如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限，则零件将发生 。塑性变形 ９. 一部机器的质量基本上取决于______＿＿________。设计阶段 10．机器的设计阶段是决定机器质量的____＿＿__＿______＿。关键 第三章 一、选择填空： 1．零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度___＿__。B A.降低 B ．提高 Ｃ. 不变 D. 提高或降低视处理方法而定 2.应力的循环特性（应力比)常用“r ”表示，其值为________。D B ．a m σσ?C ? 3.变应力的应力幅值a σ为__＿_____。 A Ａ． 2min max σσ- B. 2min max σσ+ C ． 2max σ?D.min max σσ- ４.对称循环应力,其循环特性“r ”值是____＿___。 Ｄ A.1? B.0.５ C. 0 D ．-1 5.下列四种叙述中正确的是＿__＿__。D A.变应力只能由变载荷产生 B.静载荷不能产生变应力
1、带传动中弹性滑动和打滑是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？ 答：（1）弹性滑动是由于紧边和松边的拉力不同，因而弹性变形也不等，从而造成带与带轮之间的微量滑动，称为弹性滑动，它是带传动正常工作的固有特性。打滑是由于随着有效拉力增大，弹性滑动的区段也将扩大，当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧，带的有效拉力达到最大值，如果工作载荷进一步增大，带与带轮间将发生显著的相对滑动，这称为打滑。打滑是带传动的失效形式之一。（2）弹性滑动造成带传动的传动比不为常数，它是不可避免的。打滑使带的磨损加剧，从动轮的转速急剧降低，甚至使传动失效，它是应当避免的。 2、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 答：因为带传动是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动和动力的，如果不张紧，摩擦力小，传递的功率小，甚至出现打滑失效，加之由于带都不是完全的弹性体，工作一段时间以后，带由于发生塑性变形而松弛，为了保证带传动正常工作，必须要把带张紧； 常见的张紧装置有：（1）定期张紧装置：滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。（2）自动张紧装置。（3）采用张紧轮的装置 3、与带传动相比，链传动有何优缺点？ 答：链传动是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的平均传动比，传动效率较高；又因链条不需要像带那样张得很紧，所以作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。 4、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？ 答：中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增多，链条曲伸次数和应力循环次数增多，因而加剧了链的磨损和疲劳。同时，由于中心距小，链条在小链轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿所受的载荷增大，且易出现跳齿和脱链现象；中心距太大，会引起从动边垂度过大。 5、试简要说明链传动中链轮齿数和链节距对传动的影响？ 答：链轮齿数少，可以减小带传动的外廓尺寸，但是过小将导致：（1）传动的不均匀性和动载荷增加；（2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，使铰链的磨损加剧；（3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。齿数过大，传动的尺寸和质量增大，链条也易于跳齿和脱链的现象发生。链轮齿数多，增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下，链的节距越大，链传动的承载能力就越高，但是传动的多边形效应也要增大，于是振动、冲击、噪音也越严重。 6、链传动在工作时引起动载荷的主要原因是什么？ 答：一是因为链速和从动链轮角速度周期性变化，从而产生了附加的动载荷。二是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三是当链节进入链轮的瞬间，链节和链轮以一定的相对速度相啮合，从而使链和轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四是若链张紧不好，链条松弛。 7、带传动为什么要限制其最小中心距和最大传动比？ 答：中心距愈小，带长愈短。在一定速度下，单位时间内带的应力变化次数愈多，会加速带的疲劳破坏；如在传动比一定的条件下，中心距越小，小带轮包角也越小，传动能力下降，所以要限制最小中心距。（2）传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小，传动能力下降，故要限制最大传动比。 8、链传动的可能失效形式可能有哪些？ 答： 1）铰链元件由于疲劳强度不足而破坏；2）因铰链销轴磨损使链节距过度伸长，从而破坏正确啮合和造成脱链现象；3）润滑不当或转速过高时，销轴和套筒表面发生胶合破坏；4）经常起动、反转、制动的链传动，由于过载造成冲击破断；5）低速重载的链传动发生静拉断。 9、带的速度、带轮直径对带传动有什么影响？ 答：(1)带的速度过大，离心力过大；带的速度过小这时所需的有效拉力过大，即所需带的根数过多，于是带的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。 (2）小带轮的直径过小，将使带的弯曲应力增加，强度下降；如果保证传递的功率，这势必使得带的根数增加；如果保证带的根数，这势必使得带传递的功率下降； 10、液体动压向心滑动轴承热平衡计算的基本原理是什么？如果温升过高不能满足热平衡
2017版中国矿业大学《808机械原理》全套考研资料 我们是布丁考研网中国矿大考研团队，是在读学长。我们亲身经历过中国矿大考研，录取后把自己当年考研时用过的资料重新整理，从本校的研招办拿到了最新的真题，同时新添加很多高参考价值的内部复习资料，保证资料的真实性，希望能帮助大家成功考入中国矿大。此外，我们还提供学长一对一个性化辅导服务，适合二战、在职、基础或本科不好的同学，可在短时间内快速把握重点和考点。有任何考中国矿大相关的疑问，也可以咨询我们，学长会提供免费的解答。更多信息，请关注布丁考研网。 以下为本科目的资料清单（有实物图及预览，货真价实）： 中国矿业大学《机械原理》全套考研资料 一、中国矿业大学《机械原理》历年考研真题及答案解析 2016年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析）（11月份统一更新）2015年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2014年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2013年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2012年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2011年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2010年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2009年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2008年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2007年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2006年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2005年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2004年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2003年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 2002年中国矿业大学《机械原理》考研真题（含答案解析） 二、中国矿业大学《机械原理》期中期末试卷及答案 三、中国矿业大学《机械原理》笔记 1、中国矿业大学《机械原理》复习要点 2、中国矿业大学《机械原理》本科生课件 3、中国矿业大学《机械原理》参考书目、考试大纲、适用专业 四、中国矿业大学《机械原理》习题集 1、中国矿业大学《机械原理》近十年考研真题题型及要点分析 五、赠送（电子版，邮箱发送） 1、机械原理复习经验及流程 2、中国矿业大学机电学院2011-2016年报录比 3、中国矿业大学机电学院2012-2016年复试分数线 4、中国矿业大学机电学院硕士生导师简介及联系方式 以下为截图预览： 2015年真题答案
1．在一般工作条件下，齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动，通常的主要失效形式为【】A．轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C．齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2．带传动在工作时产生弹性滑动，是由于【】A．包角α太小 B. 初拉力F0太小 C．紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3．在下列四种型号的滚动轴承中，只能承受径向载荷的是【】A．6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4．下列四种螺纹中，自锁性能最好的是【】 A．粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C．梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5．在润滑良好的条件下，为提高蜗杆传动的啮合效率，可采用的方法为【】 A．减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C．增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6．在圆柱形螺旋拉伸（压缩）弹簧中，弹簧指数C是指【】 A．弹簧外径与簧丝直径之比值 B．弹簧内径与簧丝直径之比值 C．弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D．弹簧中径与簧丝直径之比值 7．普通平键接联采用两个键时，一般两键间的布置角度为【】A．90° B. 120° C.135° D.180° 8．V带在减速传动过程中，带的最大应力发生在【】A．V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C．V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9．对于普通螺栓联接，在拧紧螺母时，螺栓所受的载荷是【】 A．拉力 B.扭矩 C．压力 D.拉力和扭矩 10．滚子链传动中，链节数应尽量避免采用奇数，这主要是因为采用过渡链节后【】 A．制造困难 B.要使用较长的销轴 C．不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力 二、1．轴如按受载性质区分，主要受的轴为心轴，主要受的轴为传动轴。 2．代号62203的滚动轴承，为轴承，其内径为mm。 3．在一般机械中的圆柱齿轮传动，往往使小齿轮齿宽b1大齿轮齿宽b2；在计算齿轮强度时，工作齿宽b应取。 4．普通平键联接的工作面是键的；楔键联接的工作面是键的。 5．为了便于互换及适应大量生产，轴承内圈孔与轴的配合采用制，轴承外圈与轴承座孔的配合采用制。 6．不随时间变化的应力称为，随时间变化的应力称为，具有周期性的变应力称为。7．按照平面图形的形状，螺纹分为、和等。 8．按照工作条件，齿轮传动可分为和两种。 9．齿轮传动设计时，软齿面闭式传动通常先按设计公式确定传动尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。
姓名 ： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题 2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称：机械原理（■A 卷□B 卷）科目代码：819 考试时间：3小时 满分 150 分 可使用的常用工具：□无 √计算器 √直尺 √圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。 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M d 的作用下等速转动，Q 为径向载荷，ρ为摩擦圆半径，则运动副全反力R 21应是图中 所示作用线。 图1 M d Q A B C D R 21 ρ 1 2
p n p p = ．一对平行轴斜齿轮传动，其传动比 。 21v v z z B ．ω1a r D ．
）判断在用齿条型刀具加工这 0.013779 0.014904 0.016092 0.017345 0.018665 0.020054
《自动控制原理》(科目代码845)考试大纲这个大纲是2017年9月25日浙大控制官网才出的，虽然是新的，但是和以前基本 一模一样，没有变化。 参考书目： （1）各出版社出版的各种自动控制原理教材及习题集 （2）孙优贤、王慧主编. 自动控制原理.北京：化工出版社，2011年6月 （3）胡寿松主编. 自动控制原理(第四版、第五版、第六版). 分别于2001年2月、 2007年6月、2013年5月由科学出版社的(该书初版于1979年，前三版均由国防工业出版社出版，亦可作为参考书) 特别提醒：本考试大纲仅适合报考2018级浙江大学控制科学与工程学院硕 士研究生、专业课考《自动控制原理》(科目代码845)的考生。该门课程的 满分为150分。 一、总的要求 全面掌握自动控制系统的基本概念与原理，深入理解与掌握自动控制系统分析与 综合设计的方法，并能用这些基本的原理与方法举一反三地分析问题、解决问题。 二、基本要求 (1)自动控制的一般概念：掌握自动控制的基本概念、基本原理与自动控制系统组 成、分类，能熟练地将具体对象的控制系统物理结构图表示抽象成控制系统的方块图表示，能清楚地分析其中各种物理量、信息流之间的关系。 (2)动态系统的数学模型：能建立给定典型环节与系统的数学模型，包括微分方程、 传递函数、状态空间等模型；能熟练地通过方块图简化方法与信号流图等方法获得系统总的传递函数；能根据要求进行各种数学模型之间的相互转换。 (3)线性时不变连续系统的时域分析：熟悉一阶、二阶及高阶系统的特征，掌握基 于微分方程模型的时域分析，包括微分方程的求解、拉普拉斯变换的应用；状态空间模型的求解与分析；系统时间响应的性能指标计算；系统的稳定性分析、稳态误差系数与稳态误差的计算等。 (4)根轨迹：掌握根轨迹法的基本概念、根轨迹绘制的基本法则及推广法则；能正 确绘制根轨迹并利用根轨迹分析方法进行系统性能的分析，根据性能要求进行设计。
常用螺纹有哪几种类型？各用于什么场合？对连接螺纹和传动螺纹的要求有何不同？ 答：常用螺纹有普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹和锯齿形螺纹等。前两种螺纹主要用于连接，后三种螺纹主要用于传动。对连接螺纹的要求是自锁性好，有足够的连接强度；对传动螺纹的要求是传动精度高，效率高，以及具有足够的强度和耐磨性。 普通螺栓连接和绞制孔用螺栓连接的主要失效形式是什么？计算准则是什么？ 答：普通螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆螺纹部分断裂，设计准则是保证螺栓的静力拉伸强度或疲劳拉伸强度。铰制孔用螺栓连接的主要失效形式是螺栓杆和孔壁被压溃或螺栓杆被剪断，设计准则是保证连接的挤压强度和螺栓的剪切强度。 计算普通螺栓连接时，为什么只考虑螺栓危险截面的拉伸强度，而不考虑螺栓头，螺母和螺纹牙的强度？ 答：螺栓头、螺母和螺纹牙的结构尺寸是根据与螺杆的等强度条件及使用经验规定的，实践中很少发生失效，因此，通常不需要进行强度计算。 螺栓上的总循环是什么循环？ 答：普通紧螺栓连接所受轴向工作载荷为脉动循环时，螺栓上的总载荷为不变号的不对称循环变载荷，10< 武汉理工大学考研教育课程考试复习题及参考答案 机械原理 一、填空题： 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2.同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 4.机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 8.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程 作运动。 10.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。 11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 13.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。 14.铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。 15.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。 16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。 17.机械发生自锁时，其机械效率。 18.刚性转子的动平衡的条件是。 19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。 20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。 24.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。 25.平面低副具有个约束，个自由度。 1.螺栓的主要失效形式有哪些？ 螺纹联接根据载荷性质不同，其失效形式也不同：受静载荷螺栓的失效多为螺纹部分的塑性变形或螺栓被拉断；受变载荷螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂；对于受横向载荷的铰制孔用螺栓联接，其失效形式主要为螺栓杆剪断，栓杆或被联接件孔接触表面挤压破坏；如果螺纹精度低或联接时常装拆，很可能发生滑扣现象。 2.为什么螺纹联接常需要防松？防松的实质是什么？有哪几类防松措施？ 一般螺纹连接能满足自锁条件而不会自动松脱,但在受振动或冲击载荷下,或是温度变化较大时,连接螺母可能会逐渐松动。螺纹松动的主要原因是螺纹副之间的相对转动造成的,因此在实际设计时,必须采用防松措施。 防松的实质：防止螺纹副间的相对转动。 methods：摩擦，机械，破环螺栓副防松。 提高螺栓联接强度的措施有哪些？ （1）改善载荷在螺纹牙间的分配，如：环槽螺母，目的是使载荷上移悬置螺母，使螺杆螺母都受拉。（2）减小螺栓的应力幅，如采用柔性螺栓，目的是减小联接件的刚度。 （3）减小应力集中，如采用较大的过渡圆角或卸荷结构。 （4）避免附加弯曲应力，如采用凸台和沉头座。 （5）采用合理的制造工艺，如：滚压、表面硬化处理等。 带传动的设计准则是什么 在不打滑前提下保证带具有一定的疲劳强度。 5.带传动的弹性滑动与打滑有何区别？设计V带传动时，为什么要限制小带轮的直径d1min？ 弹性滑动是带传动的固有特性，是不可避免的。当具备1.存在拉力差；2.（带）具有弹性体；两个条件时就会发生弹性滑动现象 打滑是由于过载造成的，时一种失效形式，是可以避免的，而且必须避免 打滑发生在小带轮上 原因：外载越大，两边的拉力差就越大，就导致弹性滑动区增大，当包角内都发生弹性滑动现象时就发生打滑现象 弹性滑动是量变，打滑是质变。 小轮直径小，包角小，摩擦接触面积小，容易打滑。摩擦力和负载的比较 6.带传动弹性滑动和打滑又使传动产生什么影响？打滑先发生在哪个带轮上？ 为什么？ 产生：带传动中，由于皮带的弹性引起的带与带轮之间的相对滑动产生。 《自动控制原理》考研大纲 科目名称：控制理论 适用专业：仿生装备与控制工程 参考书目：《自动控制原理》第六版，胡寿松编，科学出版社； 《自动控制理论》第二版，邹伯敏编，机械工业出版社； 《现代控制理论基础》第二版，王孝武主编，机械工业出版社 考试时间：3小时 考试方式：笔试 总分：150分 考试范围：包括经典控制理论（不包含非线性部分）与现代控制理论两部分，经典控制理论内容占70%，现代控制理论内容占30%。 经典控制理论部分 第一章绪论 1. 掌握自动控制系统的工作原理、自动控制系统的组成与几种不同分类。 2. 重点掌握反馈的概念、基本控制方式、对控制系统的基本要求。 第二章线性系统的数学模型 控制理论的两大任务是系统分析与系统设计，系统分析和设计中首先要建立被研究系统的数学模型。本章主要给出古典控制理论使用的系统数学模型——传递函数的建立。 本章要求： 1．掌握的概念：传递函数；极点、零点；开环传递函数、闭环传递函数、误差传递函数；典型环节的传递函数。 2．重点掌握建立电气系统、机械系统的微分方程和传递函数模型的方法。 3．重点掌握方框图化简或信号流图梅森增益公式获得系统传递函数的建模方法。 第三章控制系统时域分析 根据研究系统采用的不同数学模型，分析方法是不同的，本章给出利用系统传递函数数学模型求取时间响应的系统时域分析法。主要是分析系统的三大基本性能，即系统的稳（稳定性）、准（准确性）、快（快速性）。稳定性是系统工作的必要条件；快速性和相对稳定程度（振荡幅度）是评价系统动态响应的性能指标；准确性是指系统稳态响应的稳态精度，用稳态误差来衡量，需注意：讨论的稳态误差是指由输入信号和系统结构引起的系统稳态时的误差。 本章要求： 1．掌握的概念：稳定性；动态（或暂态）性能指标（最大超调量、上升时间、峰值时间、调整时间）；稳态（静态）性能指标（稳态误差）；一阶、二阶系统的主要特征参量；欠阻尼、临界阻尼、过阻尼系统特点；主导极点。 2．重点掌握系统稳定性判别（Routh判据）；稳态误差终值计算（包括三个稳态误差系数的计算）；二阶系统动态性能指标计算。 3．掌握利用主导极点对高阶系统模型的简化与性能分析。 第四章根轨迹法 闭环系统特征方程的根（系统闭环极点）在S平面的分布完全决定了系统的稳定性、主要决定了系统的动态性能，因此利用根轨迹（闭环系统特征方程的根随系统参数变化在S 平面所形成的轨迹）可对系统性能进行分析。根轨迹法是经典控制理论系统分析与设计的两大主要方法之一，是利用开环传递函数分析闭环系统性能。根轨迹绘制依据根轨迹方程（由 1、带传动中弹性滑动与打滑就是怎样产生的？它们分别对带传动有何影响？ 答:(1)弹性滑动就是由于紧边与松边的拉力不同,因而弹性变形也不等,从而造成带与带轮之间的微量滑动,称为弹性滑动,它就是带传动正常工作的固有特性。打滑就是由于随着有效拉力增大,弹性滑动的区段也将扩大,当弹性滑动的区段扩大到整个接触弧,带的有效拉力达到最大值,如果工作载荷进一步增大,带与带轮间将发生显著的相对滑动,这称为打滑。打滑就是带传动的失效形式之一。(2)弹性滑动造成带传动的传动比不为常数,它就是不可避免的。打滑使带的磨损加剧,从动轮的转速急剧降低,甚至使传动失效,它就是应当避免的。2、带传动为什么必须要张紧？常用的张紧装置有哪些？ 答:因为带传动就是靠带与带轮之间的摩擦力来传递运动与动力的,如果不张紧,摩擦力小,传递的功率小,甚至出现打滑失效,加之由于带都不就是完全的弹性体,工作一段时间以后,带由于发生塑性变形而松弛,为了保证带传动正常工作,必须要把带张紧; 常见的张紧装置有:(1)定期张紧装置:滑道式张紧装置、摆架式张紧装置。(2)自动张紧装置。(3)采用张紧轮的装置 3、与带传动相比,链传动有何优缺点？ 答:链传动就是带有中间挠性件的啮合传动。与带传动相比,链传动无弹性滑动与打滑现象,因而能保持准确的平均传动比,传动效率较高;又因链条不需要像带那样张得很紧,所以作用于轴上的径向压力较小;在同样使用条件下,链传动结构较为紧凑。同时链传动能用于高温、易燃场合。 4、链传动的中心距过大或过小对传动有何不利？ 答: 中心距过小,链速不变时,单位时间内链条绕转次数增多,链条曲伸次数与应力循环次数增多,因而加剧了链的磨损与疲劳。同时,由于中心距小,链条在小链轮上的包角变小,在包角范围内,每个轮齿所受的载荷增大,且易出现跳齿与脱链现象;中心距太大,会引起从动边垂度过大。 5、试简要说明链传动中链轮齿数与链节距对传动的影响？ 答:链轮齿数少,可以减小带传动的外廓尺寸,但就是过小将导致:(1)传动的不均匀性与动载荷增加;(2)链条进入与退出啮合时,链节间的相对转角增大,使铰链的磨损加剧;(3)链传动的圆周力增大,从而加速了链条与链轮的损坏。齿数过大,传动的尺寸与质量增大,链条也易于跳齿与脱链的现象发生。链轮齿数多,增大带传动的外廓尺寸。 在一定的条件下,链的节距越大,链传动的承载能力就越高,但就是传动的多边形效应也要增大,于就是振动、冲击、噪音也越严重。 6、链传动在工作时引起动载荷的主要原因就是什么？ 答:一就是因为链速与从动链轮角速度周期性变化,从而产生了附加的动载荷。二就是链沿垂直方向分速度v'也作周期性的变化使链产生横向振动。三就是当链节进入链轮的瞬间,链节与链轮以一定的相对速度相啮合,从而使链与轮齿受到冲击并产生附加的动载荷。四就是若链张紧不好,链条松弛。 7、带传动为什么要限制其最小中心距与最大传动比？ 答:中心距愈小,带长愈短。在一定速度下,单位时间内带的应力变化次数愈多,会加速带的疲劳破坏;如在传动比一定的条件下,中心距越小,小带轮包角也越小,传动能力下降,所以要限制最小中心距。(2)传动比较大及中心距小时将导致小带轮包角过小,传动能力下降,故要限制最大传动比。 8、链传动的可能失效形式可能有哪些？ 答: 1)铰链元件由于疲劳强度不足而破坏;2)因铰链销轴磨损使链节距过度伸长,从而破坏正确啮合与造成脱链现象;3)润滑不当或转速过高时,销轴与套筒表面发生胶合破坏;4)经常起动、反转、制动的链传动,由于过载造成冲击破断;5)低速重载的链传动发生静拉断。 9、带的速度、带轮直径对带传动有什么影响？ 答:(1)带的速度过大,离心力过大;带的速度过小这时所需的有效拉力过大,即所需带的根数过多,于就是带的宽度、轴径及轴承的尺寸都要随之增大。 (2)小带轮的直径过小,将使带的弯曲应力增加,强度下降;如果保证传递的功率,这势必使得带的根数增加;如果保证带的根数,这势必使得带传递的功率下降; 10、液体动压向心滑动轴承热平衡计算的基本原理就是什么？如果温升过高不能满足热平衡的条件时,可以采取哪些措施？ 《机械设计》试题库 教材名称及版本：《机械设计》第九版 濮良贵，陈国定，吴立言主编高等教育出版社 试题题型：简答题 与齿轮等啮合传动相比较，带传动的优点有哪些？ 答案 1.因带有良好的弹性,可缓和冲击及振动,传动平稳, 噪声小. 2.靠摩擦传动的带,过载时将在轮面上打滑,起到安全保护作用 3.可用于两轮中心距较大的场合 4.传动装置结构简单,制造容易,维修方便,成本较低. 与齿轮等啮合传动相比较，带传动的缺点有哪些？ 答案 1.靠摩擦传动的带传动,由带的弹性变形产生带在轮上的弹性滑动,使传动比不稳定,不准确. 2.带的寿命短,传动效率低, V带传动的效率约为0.95. 3.不能用于恶劣的工作场合. V带传动的主要参数有哪些？ 答案小带轮直径d,小带轮包角,带速v,传动比i,中心距a,初拉力F,带的根数z,带的型号等. 带传动中，以带的形状分类有哪几种形式？ 答案平带,V带,多楔带,圆带和活络带传动. 按材料来说，带的材料有哪些？ 答案棉织橡胶合成的,尼龙橡胶合成的和皮革等. 带传动的打滑经常在什么情况下发生？ 答案当拉力差值大于摩擦力极限值时,带与轮面之间的滑动在整个包角内出现,此时主动轮转动无法传到带上,则带不能运动,带传动失去工作能力,此时打滑情况发生. 带传动时，带的横截面上产生那些应力？ 答案拉应力,离心应力和弯曲应力. 在V带传动中，拉力差与哪些因素有关？ 答案主动轮包角,当量摩擦系数,带轮楔角,材料摩擦系数有关. 带传动为什么要限制带速，限制范围是多少？ 答案因带速愈大,则离心力愈大,使轮面上的正压力和摩擦力减小,带承受的应 力增大,对传动不利,但有效圆周力不变时,带速高有利于提高承载能力,通 常带速在5~25m/s范围为宜. 带传动中，小带轮的直径为什么不宜太小？ 答案因带轮的直径愈小,带愈厚,则带的弯曲应力愈大,对带传动不利,所以带轮 直径不宜过小. V带传动的主要失效形式有哪些？ 答案主要失效形式有打滑,磨损,散层和疲劳断裂. 带传动的设计准则是什么？ 答案设计准则为防止打滑和保证足够的使用寿命. V带传动设计计算的主要内容是确定什么？ 答案带的型号,根数,基准长度,带轮直径,中心距和带轮的结构尺寸,以及选用 何种张紧装置. V带的型号有哪几种？ 答案型号有Y,Z,A,B,C,D,E七种 带传动中，增大包角的主要方法有哪些？ 答案加大中心距和带的松边外侧加张紧轮，可提高包角.武汉理工 机械原理考研试题及答案
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