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核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 为什么渐开线齿轮机构能满足定传动比要求？
【答案】渐开线某点的法线是基圆的切线，接触点的法线必然是基圆的公切线，基圆不动，则接触点的法线固定不动，它与连心线的交点固定，所以渐开线齿轮机构能满足定传动比要求。
2． 具有自锁性的机构与自由度为零的机构有何本质上的区别？
【答案】机构的自锁是指其效率小于等于0时, 所能克服的生产阻抗力小于等于0, 使机构无法运动的现象。若将阻抗力反向变为驱动力, 则机构仍可运动。
自由度为零的构件组合不能成为机构, 因为各构件之间无相对运动, 其仍为构件。
3． 由式
(2)
当
(3)
由于(4)
当
与
) , 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。
4． 图1所示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并分析组成此机构的基本杆组。如果在该机构中改选EG 为原动件，试问组成此机构的基本杆组是否与前有所不同。
图1
【答案】该内燃机的机构自由度:
AB 杆(杆件1) 为原动件时，该机构的基本杆组如图2(a)所示。
该机构改选EG 杆(杆件4) 为原动件时，组成该机构的基本杆组与前不同，如图2(b)所示。
。
(a) (b)
图2
二、分析计算题
5． 图示为一铰链四杆机构的运动简图、速度多边形和加速度多边形。要求:
(1)根据两个矢量多边形所示的矢量关系, 标出多边形各杆所代表的矢量, 并列出相应的矢量方程。(2)求出构件2上速度为零的点以及加速度为零的点。
图
【答案】(1)速度矢量方程
, 加速度矢量方程
y
(2)
, 得E 点,
;
, 得F 点,
, 其中
图
6． 如图所示，设已知破碎机的行程速度变化系数曲柄长度
，颚板长度，颚板摆角，
。求连杆的长度，并验算最小传动角是否在允许的范围内。
图
【答案】(1)由已知行程速比系数可得极位夹角：
弦
的长度为：
由余弦定理可得：
解得连杆长：(2)最小传动角
由四杆机构存在曲柄的杆长条件可得：解得：
由此可得最小传动角：当
时，
；当，
时，
。
，且
。
综上可知，最小传动角在允许的范围内。
7． 如图1
所示曲柄滑块机构运动简图。已知各转动副轴颈半径
，移动副的摩擦系数
，作用于滑块上的生产阻力为。试:
(1)在该简图上画出各运动副总反力(包括方向及作用线位置) ；
(2)写出构件1、3的力平衡方程式，并画出其力多边形。[北京交通大学2005研
]
，
当量摩擦系数
图1
【答案】(1)各转动副摩擦圆半径为
以各转动中心A 、B 、C 为中心，为半径作圆即得各转动副的摩擦圆。 移动副摩擦角为
如图2所示，即可得各运动副总反力。