2018年北京市培养单位国家天文台815机械设计之机械原理考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 图所示为一锥面径向推力轴承, 已知其几何尺寸如图所示, 设轴1上受有铅直总载荷G , 轴承中的滑动摩擦系数为f , 试求轴1上所受的摩擦力矩Mf(分别以新轴端和磨合轴端来加以分析) 。
图
【答案】该题为槽形接触, 因此当量摩擦系数为由平轴端轴承的摩擦力矩公式得: 新轴端
2． 由式
(2)
当
(3)
由于(4)
当
与
旧轴端
。 。
) , 你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析) ？
, 首先要求出最大盈亏功
。
一定时,
若
降低,
则飞轮的转动惯量和与
又都是有限值,
就需很大, 所以, 过分追求机械运均不可能为零, 即安装飞轮后机械
, 最好将飞轮安装在机械的
【答案】(1)为计算出飞轮的转动惯量转速度的均匀性, 将会使飞轮过于笨重。
不可能为无穷大,
与
一定时,
运转的速度仍有周期波动, 只是波动的幅度减小了而已。
的平方值成反比, 所以为减小
高速轴上。当然, 在实际设计中还必须考虑安装飞轮轴的刚性和结构上的可行性等。
3． 在转动副中, 无论什么情况, 总反力始终应与摩擦圆相切的论断正确否? 为什么？
【答案】不正确, 当轴颈相对于轴承滑动时, 轴承对轴颈的总反力才始终切于摩擦圆；当轴颈相对于轴承无滑动时, 没有摩擦力, 总反力不切于摩擦圆。
4． 在图示的凸轮一连杆组合机构中(尺寸和位置如图所示) ，拟使C 点的运动轨迹为图示的abca 曲线。试说明该机构中的凸轮1和凸轮2的轮廓线设计的方法和步骤。
图
【答案】根据题意，各个连杆及铰接点的相对位置关系已经确定，可以根据C 点的轨迹计算两凸轮推杆位移与凸轮线转角的关系，然后可按照一般凸轮设计方法确定出F 、G 的运动曲线，进而设计出凸轮1和凸轮2的轮廓线。
设计步骤：
(1)设在凸轮1和凸轮2等速回转的同时，C 点沿预定轨迹运动，此时可完全确定构件ED 、AG 的运动，于是可求得构件ED 和构件AG 上点F 和点G 的运动曲线，即凸轮2和凸轮1的理论廓线。
(2)根据凸轮1和凸轮2的理论廓线，并根据实际应用条件选择合适的滚子半径，便能得到凸轮1和凸轮2的实际廓线。
二、分析计算题
5． 力封闭与几何封闭凸轮机构的许用压力角的确定是否一样? 为什么？
【答案】不一样。在回程时，对于力封闭的凸轮结构，使推杆运动的是封闭力，不存在自锁问题，故允许用较大的压力角，这和几何形状封闭凸轮机构是不同的，几何形状封闭凸轮机构利用凸轮对推杆的作用力来回程，故存在自锁现象。 6． 已知某机器的运动周期为, 等效阻力矩的变化规律如下图所示。若等效驱动力矩平均角速度
(1)等效驱动力矩(2)最大盈亏功
, 等效转动惯量; ;
和
的位置;
。试求:
为常数,
(3)最大和最小角速度
(4)运转速度不均匀系数。
图
【答案】(1)由于一个周期中驱动力矩与阻力矩所作功相等, 因此:
(2)求各点的盈亏功。如图下图所示:
图
0处:π处:2π处:3π处:4π处:
(3)最大和最小角速度分别对应最大和最小盈亏功处, 故(4)由速度不均匀系数公式有:
在π处,
在2π处;
则最大盈亏功
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