【考研类试卷】考研机械原理-1及答案解析.doc

1、考研机械原理-1 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、B计算题/B(总题数：7，分数：100.00)1.如图所示机构中：（分数：14.00）_2.如图所示为一个连杆机构的示意图，构件 1为主动件，并以角速度 1匀速转动。已知LAB=LDE=20mm，L AD=LBC=LCD=25mm。（分数：14.00）_3.如图所示连杆机构中，驱动力 F和工作阻力 P均为常数，滑块 1、3、5、7 的质量均为 m1，连杆AB、BC、CD 和 AD的长度均为 L，质心在各连杆的中点，质量均为 m2，对质心的转动惯量均为 J，重力和摩擦力可忽略不计。试：（分数：14.00）_4.现有两个完

2、全相同的渐开线正常直齿圆柱齿轮所组成的外啮合传动。设齿轮的齿数为 z，分度圆压力角为 ，模数为 m，变位系数 x0，齿轮传动为正确安装。(1)说明这对齿轮传动正确安装条件的内容和正确安装中心距的确定方法。(2)画出齿轮传动的实际啮合线 B1B2和啮合角 的示意图，并由图推证齿轮传动的重合度 ，其中，r b、r a分别为齿轮的基圆和齿顶圆半径。(3)当安装中心距改为 a=mz+2xm时，这对齿轮传动是否还能满足正确安装条件?重合度是增大了还是减小了?为什么?参考公式： （分数：14.00）_5.如图所示凸轮机构中，凸轮 1的轮廓曲线是圆心为 O、半径为 R的圆盘，点 O到凸轮转动中心 A的距离为

3、 e，凸轮以角速度 逆时针方向匀速转动。（分数：14.00）_6.在下图所示的机构中，AB 平行且等于 CD，齿轮 2与连杆 2相固接，并与齿轮 4相啮合，两齿轮的齿数分别为 z2、z 4。（分数：14.00）_7.如图所示为一种冲压机械的设计方案，作图比例 l=0.005m/mm。设计的主要意图是能够将作用在构件1上比较小的输入力 P转变为构件 5上比较大的输出力 Fr。若不计机构中的摩擦功率损失，则机构的输出功率与输入功率相等，试：（分数：16.00）_考研机械原理-1 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、B计算题/B(总题数：7，分数：100.00)1.如图所示机构中

4、分数：14.00）_正确答案：(1)F=3n-2P L-PH=36-27-1=3。A 处为复合铰链。(2)机构的高副低代机构如下图 a所示。(3)欲使机构有确定的运动并且机构为级机构，应取构件 1、5 和 8为原动件，机构包含 3个原动件和一个级杆组 2、3、4、6，如下图 b所示。*)解析：2.如图所示为一个连杆机构的示意图，构件 1为主动件，并以角速度 1匀速转动。已知LAB=LDE=20mm，L AD=LBC=LCD=25mm。（分数：14.00）_正确答案：(1)L DEL CD，转动导杆机构中构件 4和 5都可以整周回转，但在此机构中，这是一个铰链四杆机构和一个 RPR级杆组串联

5、摇杆 4不能转一整周，所以构件 5不能成为曲柄。(2)曲柄滑块机构 BCI的极位夹角如下图中所示 。行程速比系数*。*)解析：3.如图所示连杆机构中，驱动力 F和工作阻力 P均为常数，滑块 1、3、5、7 的质量均为 m1，连杆AB、BC、CD 和 AD的长度均为 L，质心在各连杆的中点，质量均为 m2，对质心的转动惯量均为 J，重力和摩擦力可忽略不计。试：（分数：14.00）_正确答案：(1)机构的压力角如下图 a所示。(2)根据等效原则，等效构件上的力矩做功等于原系统所有外力做功之和；等效构件上的等效转动惯量所具有的动能等于原系统所有活动构件所具有的动能之和。等效力 Fes=Fs-Ps/

6、tan F e=F-P/tan等效质量：在此机构中，构件 2、6、8 作平面运动，动能包括两部分，即随着质心的平动和相对于质心转动两部分所具有的动能，以及滑块 1、3、5、7 平动所具有的动能。等效质量*me=2m1+2m1(vB/v1)2+3J( 2/vA)2+3m2(VC2/vA)2取任意比例尺作速度图，如下图 b所示。me=2m1+2m1(vB/vA)2+3J(vBA/LAvB/vA)2+3m2(vC2/vA)2vB=vA=30 2=vBA/LAB=42/LvC2=21me=4m1+5.88J/L2+1.47m2*(3)机构的运动方程式*)解析：4.现有两个完全相同的渐开线正常直齿圆柱齿

7、轮所组成的外啮合传动。设齿轮的齿数为 z，分度圆压力角为 ，模数为 m，变位系数 x0，齿轮传动为正确安装。(1)说明这对齿轮传动正确安装条件的内容和正确安装中心距的确定方法。(2)画出齿轮传动的实际啮合线 B1B2和啮合角 的示意图，并由图推证齿轮传动的重合度 ，其中，r b、r a分别为齿轮的基圆和齿顶圆半径。(3)当安装中心距改为 a=mz+2xm时，这对齿轮传动是否还能满足正确安装条件?重合度是增大了还是减小了?为什么?参考公式： （分数：14.00）_正确答案：(如下图所示。*(1)齿轮传动正确的安装条件：一轮节圆上齿厚等于另一轮节圆上齿槽宽。由于 x1+x20，由无侧隙啮合方程，求

8、得啮合角 20。实际(安装)中心距：由公式 acos=acos 求 a，即a=r1+r2=a+ym=mz+ym(y为中心距变动系数)(2)重合度表达式为*又有*代入公式解得*因为 z1=z2，r b1=rb2， a1= a2= 0所以*(3)为保证标准顶隙 a“=mz+2xm，正确安装(无侧隙)中心距 a=mz+ym。既要无侧隙又要标准顶隙，则 a“=a，即 2x=y。可以证明：只要 x1+x20，2xy，即 a“a，这对齿轮传动就不能满足正确安装条件；a“-a增大，所以重合度减小了。)解析：5.如图所示凸轮机构中，凸轮 1的轮廓曲线是圆心为 O、半径为 R的圆盘，点 O到凸轮转动中心 A的距

9、离为 e，凸轮以角速度 逆时针方向匀速转动。（分数：14.00）_正确答案：(如下图所示。*(1)基圆半径 r0=R-e取 AO连线与水平线的夹角为凸轮转角 ，则推杆的位移方程为s=R+esin-r 0(=e+esin)=e(1+sin)(2)当 =0时，从动件 2的速度为最大。(3)因为推杆的导路垂直于平底，所以压力角 =0， max= min=0(4)将从动件改为尖底从动件，从动件的运动规律和机构的压力角将发生变化。)解析：6.在下图所示的机构中，AB 平行且等于 CD，齿轮 2与连杆 2相固接，并与齿轮 4相啮合，两齿轮的齿数分别为 z2、z 4。（分数：14.00）_正确答案：(1)齿

10、轮 2和齿轮 4正确安装时，其中心距为标准中心距。则a=r2+r4=m(z2+z4)/2=LABz2+z4=2LAB/m(2)齿轮 2圆心点的速度为 1LAB，且等于啮合节点的速度，啮合节点即为构件 2和构件 4的相对瞬心，由于构件 2、2作平动，其上任一点的速度相等，所以有 4r4= 1LAB 4= 1LAB/r4，方向为逆时针)解析：7.如图所示为一种冲压机械的设计方案，作图比例 l=0.005m/mm。设计的主要意图是能够将作用在构件1上比较小的输入力 P转变为构件 5上比较大的输出力 Fr。若不计机构中的摩擦功率损失，则机构的输出功率与输入功率相等，试：（分数：16.00）_正确答案：(1)机构简图如下图 a所示。F r=Qcos，QS=PL，联立解得：=F r/P=Lcos/s。增大a、L 和 角，减小 b、s 或减小压力角 均可提高 。(2)该机构由原动件、机架以及两个级杆组串联组成。机构中共有 6个构件(5 个活动构件)，6 个转动副及 1个移动副；机构的自由度为 1，属于级机构，如图 c所示。(3)图 b所示为设计方案简图，新的设计是在摆动导杆机构的基础上，加了一个级杆组。在整个行程中，冲头 5有较小的压力角，传力性能好。*)解析：