考研机械原理-7
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考研机械原理-7(总分：100.00，做题时间：90分钟)一、填空题(总题数：5，分数：10.00)1.机械系统有目的性、 1、整体性、环境适应性等特性。
（分数：2.00）解析：相关性2.结构设计时要求 1、部件设计满足机械的功能要求。
（分数：2.00）解析：零件3.机电一体化系统的设计思想为开创新的应用领域和增加机械产品的新 1。
（分数：2.00）解析：功能4.工程设计的基本特征为 1、多解性、相对性。
（分数：2.00）解析：约束性5.仿生思维就是在 1中寻找解决问题的方程式。
（分数：2.00）解析：大自然二、是非题(总题数：5，分数：10.00)6.运动规律设计不相同，综合出的机构也就完全不相同，而不同的机构却可以实现同一运动规律，满足同样的使用要求。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：7.机械系统运动方案设计中机构愈复杂，构件数目愈多愈好。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：8.运动方案的构思是设计者通过机构简图计算出来的。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：9.设计和制造一种什么活都能干的机器是很困难的。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：10.千百年来人们洗涤衣服都是靠手工搓、擦板擦、刷子刷，更原始的方法是用棒打或脚踩。
现代的洗衣机也是利用机械模仿人工洗涤的动作设计的。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：三、计算题(总题数：9，分数：45.00)11.已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩M r如图所示，等效驱动力矩M d为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为ωmax =200rad/s及ωmin =180rad/s。
试求：(1)等效驱动力矩M d的大小；(2)运转的速度不均匀系数δ；(3)当要求δ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 F。
（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：解题要点：(1)根据一个周期中等效驱动力矩的功和阻力矩的功相等来求等效驱动力矩。
由得(2)直接利用求δ。
(3)求出最大盈亏功后，飞轮转动惯量可利用求解(参见本例图解)。
12.如图所示的盘状转子上有两个不平衡质量：m 1 =1.5kg，m 2 =0.8kg，r 1 =140mm，r 2 =180mm，相位如图。
现用去重法来平衡，试求所需挖去的质量的大小和相位(设挖去质量处的半径r=140mm)。
（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：解题要点：(1)计算出各不平衡质量的质径积。
m 1 r 1=210kg·mm，m 2 r 2=144kg·mm(2)列出静平衡矢量方程。
静平衡条件 m 1 r 1 +m 2 r 2 +m b r b =0(3)按比例作图求解。
解得 m b r b=140kg·mm应加平衡质量 m b =140/140=1kg挖去的质量应在m b r b矢量的反方向，140mm处挖去1kg质量。
13.现欲设计一机构系统，该机构系统的输入运动为连续转动，输出运动为间歇往复移动。
若设移动行程为H，则正行程运动过程为从左极限位置开始移动H/2(设其移动时间为t d )，然后停歇(停歇时间为t j )；再移动H/2(移动时间仍为t d )，再停歇(停歇时间仍为t j )。
反行程运动过程为从右极限位置开始移动H/2(设其移动时间为t d )，然后停歇(停歇时间为t j )；再移动H/2(移动时间仍为t d )，再停歇(停歇时间仍为t j)。
现选定如题图所示的对心曲柄滑块机构为该系统的一部分，且设滑块为该机构系统的输出构件。
若已知移动时间t d =停歇时间t j试进行该机构系统的方案设计，并画出该机构系统的示意图。
（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：()解析：解题要点：由槽轮机构与曲柄滑块机构串联，曲柄AB与槽轮固联，通过连杆BC，带动输出件滑块C作间歇往复移动。
此图为滑块处于左极限位置时的机构运动简图。
(也可用不完全齿轮机构)解：解题结果如下图所示。
14.如图所示为一摆动导杆一齿轮组合机构，曲柄1及齿轮4各自可绕支座A回转，齿轮2与滑块刚性连接，已知齿数z 2 =18，z 4 =54，构件尺寸为l AB =0.1m，l AC =0.3m，曲柄以ω1 =2πrad/s角速度顺时针方向匀速回转。
试求：(1)齿轮4的角速度ω4的计算式；(2)ω4max =?ω4min =?并在图中标注此二极值所对应的曲柄位置。
（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：()解析：解题要点：(1)求导杆3的角速度ω3。
由机构运动分析可得(2)轮4、轮2及系杆(即曲柄)AB组成周转轮系。
解：(1)求ω4。
由又因ω2 =ω3，可得(2)求ω4max和ω4min。
由式①可知，要得最小值ω4min，则[cos(θ3 -θ1 )] max，即θ3 -θ1=90°-90°=0于是得要得最大值ω4max，则[cos(θ3 -θ1 )] min，即θ3 -θ1=90° 或θ1 =θ3 -90°于是得15.在如图所示机构中，l AB =20mm，l AC =40mm，导杆3上固联有节圆半径为r" 3 =100mm的扇形齿轮，它与一节圆半径为r" 4 =40mm的齿轮相啮合，曲柄AB为原动件。
试用解析法求：(1)机构的行程速比变化系数K；(2)齿轮4的摆动行程角ψ。
（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：解题要点：AB⊥BC时为极限位置。
解：(1)16.在如图所示棘轮机构中，棘爪是装在曲柄摇杆机构中的摇杆CD上。
已知棘轮的运动时间与静止时间之比为1.2，棘轮的齿数z=24。
当棘爪往复摆动一次，要求棘轮拨4个齿，摇杆CD的长度为150mm，机架AD 与摇杆CD长度之比为2。
试确定曲柄AB、连杆BC的长度及曲柄AB转动的方向。
（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：解题要点：弄清棘轮与连杆机构的基本概念及机构组合方式。
解：(1)棘轮的齿距角为360°/24=15°，而曲柄的极位夹角：摇杆的最大摆角：ψ=4×15°=60°又90°-θ=73.64°，AD=2×CD=300mm(2)画图比例取1:5，则画图量得联立上两式解得且曲柄AB逆时针转动。
17.某机床的进刀机构如图所示，进刀箱由丝杠带动。
丝杠的导程为P=10mm，丝杠与轮系中的齿轮3固联，轮系中的中心轮1由棘轮5带动。
已知z 1 =12，z 2 =z 2" =24，z 3 =50，z 4 =60，z 5 (棘轮齿数)=100。
试求当棘轮转过一个齿时，进刀箱移动的距离s。
（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：()解析：解题要点：轮1、2、2"、3组成差动轮系，1、2、4组成行星轮系。
联立上两式，可得设进刀箱移动的距离为s，有当棘轮转过一个齿时，18.如图所示为一种平台印刷机的版台传动机构。
其基础机构Ⅲ是由上、下齿条(均为可移动齿条)和轴线可动的齿轮组成的齿轮一齿条机构，而附加机构包括双曲柄机构Ⅰ、曲柄滑块机构Ⅰ"和凸轮机构Ⅱ。
系统的输入运动为曲柄AB的匀速转动，输出运动为与上齿条固联的版台的往复移动。
该机构在工作行程的一个区间内，速度比较均匀。
设置凸轮机构是为了修正版台(即上齿条)的运动，使其在压印区满足一定的速度要求。
(1)试分析机构的组合方式。
(2)说明凸轮机构在机构系统中的作用。
（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：()解析：解题要点：(1)混接组合，其组合方式如下图所示；(2)凸轮机构起运动补偿的作用。
19.在图所示传动机构中，已知：轮系z 1 =z 2 =20，z 3 -z 4" =25，z 4 =z 5 =100，蜗杆z 6 =1(右旋)，蜗轮z 7 =75；一偏置曲柄滑块机构的曲柄与轴固联在蜗轮上，曲柄长度为l AB，连杆长度为l BC，偏距为e，行程速比变化系数K=1.4；原动件为齿轮1，其转动方向如图所示。
试问：(1)当滑块C向右远离蜗轮中心为工作行程时，蜗轮的转向是否合理?并简述理由；(2)当齿轮1转过40转时，曲柄滑块机构的滑块C是否到达右极限位置?如没有到达右极限位置，蜗轮需再转多少角度才能到达该位置?(曲柄滑块机构的左极限位置为起点)（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：解题要点：(1)分析轮系：z 1、z 2和z 6、z 7各组成定轴轮系，z 3、z 4、z 4"、z 5、H(z 2 )组成周转轮系；(2)分别列方程；(3)联立求解；(4)注意分析本机构组合的特点。
解：由于故得n 5与n 2同向(↓)，蜗轮顺时针转动，其方向正确。
由于，故得蜗轮还需转才能达到右极限位置。
四、问答题(总题数：2，分数：10.00)20.洗衣机的发明过程是如何突破思维定势的，对你创新思维有何启示?（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：①如按照思维定势模仿人洗衣的方法——以搓揉或捶打动作去设计洗衣机，要设计一个机构像人那样搓揉衣服，又要适合不同大小的衣服，是不容易的；如采用刷子擦洗，怎样才能使衣服各处都能刷到且结构简单，也很难解决；此外还可用古老的捶打法，动作虽简单，但易损坏衣服，如扣子会被打碎等，思维定势妨碍家用洗衣机的发展。
