(完整版)机械原理考研试题

第 1 页 共 31 页 二O 一二年招收硕士研究生入学考试试题

考试科目及代码： 机械原理 819

适用专业： 机械工程0802

可使用的常用工具：直尺，圆规，计算器

答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。

考试时间3小时，总分值 150 分。

姓名： 报考学科、专业： 准考证号码：

密封线内不要写题 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．杆组是指自由度等于 的运动链。

A. 0 B.1 C.原动件 D.从动件

2．平面运动副的最大约束数为 ，最小约束数为 。

A. 3，0 B. 3，1 C. 2，1 D. 2，2

3．渐开线齿轮齿廓上任意一点的法线与齿轮的 相切。

A. 分度圆 B. 基圆 C. 齿根圆 D. 齿顶圆

4．在轮系运转时，所有齿轮的轴线相对于机架的位置都是固定的轮系称为 。

A.周转轮系 B.定轴轮系 C.复合轮系 D.行星轮系

5．与连杆机构相比，凸轮机构的最大缺点是 。

A.惯性力能以平衡 B.点，线接触，易磨损

C.设计较为复杂 D.不能实现间歇运动

6．负变位齿轮的齿距（周节）p 。

A. ＝m B. >m C. < m D.  m

7．渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力的方向与该点 方向线之间的锐角。

A.绝对速度 B.相对速度 C.滑动速度 D.牵连速度

8．图1所示为摆动导杆机构，若构件1为主动件，构件3为从动件，则该机构的传动角= 。

A．∠A B．∠B C．∠C D．90°

2

1 3

C B

A

9．等效力矩的值 。

A.一定大于零 B.一定不小于零 C.可以等于零 D.一定不等于零

10．机械中的飞轮一般安装在 轴上，安装飞轮后 使机器的运转不均匀系数为零。

A. 低速, 可以 B. 高速, 不能

C. 低速, 不能 D. 高速, 可以 图1

第 2 页 共 31 页 二、判断题（正确的打√，错误的打。10小题2分=20分）

1、平面机构中一个高副引入两个约束。( )

2、速度瞬心是指两个构件相对运动时相对速度相等的点。( )

3、在机械运动中总是有摩擦力存在。因此，机械功中总有一部分消耗在克服摩擦力。( ).

4、机构急回运动的相对程度，通常用行程速比系数K来衡量，当K=1时表明该机构具有急回运动特性。( )

5、在平底从动件凸轮机构中，不允许出现有内凹轮廓。( )

6、一对外啮合斜齿圆柱齿轮运动，其两轮的螺旋角大小相等，方向相同。( )

7、标准齿轮根切是由于被加工齿轮的齿数过少。( )

8、周期性速度波动的构件，在一个周期内其动能的增量是零。( )

9、组成正传动的齿轮应该是正变位齿轮。( )

10、刚性转子动平衡的实质是空间力系的平衡( )

三、分析与简答题（10分4小题 =40分）

1、如图2所示的曲柄滑块机构：

（1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；

（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角 ，最小传动角 min。

（3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置；

2、运动链代号：N31—012, N32—002，N41—0122，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。

3、有三个α＝20o的标准齿轮，其模数和齿数分别为m1＝2 mm，z1＝20；m2＝2 mm，z2＝50；m3＝5 mm，z3＝20。问这三个齿轮的齿形有何不同？可以用同一把成形铣刀加工吗？可以用同一把滚刀加工吗？

4、要求输入运动为匀速回转运动（电动机带动），输出运动为直线移动，试设计四种不同的机构实现这一要求。要求机构为单自由度机构，且总的构件数不超过4个，画出机构的运动简图即可。

四、计算与综合题（本大题70分）

1、箭头所示为原动件，计算图3所示机构的自由度，若有复合铰链，局部自由度，虚约束请 A B C

题2 图2

第 3 页 共 31 页 标出。再说明机构有无确定运动？（本小题10分）

2、在图4所示机构运动简图中，已知：L＝400mm，1＝30º，原动件1以等角速度ω1＝1rad/s转动，用瞬心法求机构3的速度v3。（本小题10分）

A

L ω1

1

2

3 1

4

3、在如图5所示摆动导杆机构中，已知90,30,mm30013a,加于导杆上的力矩mN603M,求机构各运动副的反力及应加于曲柄1上的平衡力矩bM。（本小题10分）

图3

图4

第 4 页 共 31 页 a1234M3dCBA31

4、在图6示铰链四杆机构中，已知 lBC=100mm，lCD=70mm，lAD=60mm，AD为机架。试问：若此机构为双摇杆机构，求lAB的取值范围。（本小题15分）

5、在图7所示机构中，已知各直齿圆柱齿轮模数均为15,21zmmm，20,32'22zz，303z，要求齿轮1、3同轴线。试问：（本小题15分）

（1）齿轮1、2和2′、3应该选什么传动类型最好？为什么？

（2）若齿轮1、2改为斜齿轮传动来凑中心距，当齿数不变，模数不变时，斜齿轮的螺旋角为多少？

（3）若用范成法来加工齿数151z的斜齿轮1时，是否会产生根切？

6、如图8示轮系中，已知各轮齿数为：201z，342z，183z，364z，785z，2676zz，求轮系传动比Hi1。（本小题10分） A B C

D 图5

图6

图7 1 2

3 2’

第 5 页 共 31 页 2

1 3

4

5 6

7 H

二O 一二年招收硕士研究生入学考试试题

参考答案及评分标准机械原理 代码819

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．A 2．C 3．B 4．B 5．B 6．A 7．A 8．D 9．C 10．B

二、判断题（正确的打√，错误的打。10小题2分=20分）

1、（）2、（）3、（）.4、（）5、（）6、（）7、（）8、（）9、（）10、（） 图8

第 6 页 共 31 页 三、分析与简答题（10分4小题 =40分）

1、如图2所示的曲柄滑块机构：

（1）曲柄为主动件，滑块朝右运动为工作行程，试确定曲柄的合理转向，并简述其理由；（2分）

（2）当曲柄为主动件时，画出极位夹角 ，最小传动角 min。（4分）

（3）设滑块为主动件，试用作图法确定该机构的死点位置；（4分）

解题分析：

1．顺时针为合理转向，这是利用机构急回运动特性,并使回程时间比工作时间快一个极位夹角的转动时间,节约循环时间。见题解2图（a）

2．若滑块为主动件，则AB1C1、AB2C2为死点位置。见题解2-2图（a）

解答： 若曲柄为主动件，极位夹角如图（a）所示，最小传动角如图（b）所示。

2、运动链代号：N31—012, N32—002，N41—0122，画出该运动链的结构图。变换出一个机 A B C

题2 图2

（a） （b） A B C

 C2 C1

B1 B2 A B″ C′

min

B′ C″

解图2

第 7 页 共 31 页 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。

解答：运动链结构如图所示。（5分）

变换的机构根据实际情况判断。（5分）

3、有三个α＝20o的标准齿轮，其模数和齿数分别为m1＝2 mm，z1＝20；m2＝2 mm，z2＝50；m3＝5 mm，z3＝20。问这三个齿轮的齿形有何不同？可以用同一把成形铣刀加工吗？可以用同一把滚刀加工吗？

解答：mmzmr2021111，mmzmr5021222，mmzmr5021333

79.18cos11rrb，98.46cos22rrb，98.46cos33rrb

因为32bbrr，所以轮2与轮3的齿廓形状相同，

但因为32mm，所以轮3的齿厚和齿高比轮2的大。

因为21mm，所以轮1与轮2的齿厚和齿高相同，

但因为21bbrr，所以轮1的齿廓曲线的曲率半径比轮2 的要小一些。所以这三个齿轮都不能用同一把铣刀加工。

轮1与轮2可用同一把滚刀加工，轮3不行，因为321mmm。

这三个齿轮都不能用同一把铣刀或者同一把滚刀加工。

4、要求输入运动为匀速回转运动（电动机带动），输出运动为直线移动，试设计四种不同的机构实现这一要求。要求机构为单自由度机构，且总的构件数不超过4个，画出机构的运动简图即可。

解答：答案中画出曲柄滑块机构、齿轮齿条机构、直动从动件凸轮机构、螺旋机构、正弦机构等的机构简图即可。

第 8 页 共 31 页 四、计算与综合题（本大题70分）

1、箭头所示为原动件，计算图3所示机构的自由度。再说明机构有无确定运动？（本小题10分）

解答：n=6 Pl=8 Ph=1 （2分）

F=3n-2Pl-Ph=3×6-２×８-1=1 （4分）

其中F处滚子为局部自由度，D处构成虚约束。（2分）

2、在图4所示机构运动简图中，已知：L＝400mm，1＝30º，原动件1以等角速度ω1＝1rad/s转动，用瞬心法求机构3的速度v3。

A

L ω1

1

2

3 1

4

解：如图P13为构件1和滑块3的速度瞬心；（2分）

1tanLBC

1tanBCCD

21)(tanLCD

mmLLAD33.533)(tan21 图3

A

L ω1

1

2

3 1

4

P13 B C

D 图4