2018年东南大学机械工程学院915机械原理考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 图1(a)所示为建筑结构抗震试验的振动发生器。
该装置装在被试建筑的屋顶。由一电动机通过齿轮拖动两偏心重异向旋转(偏心重的轴在铅垂方向), 设其转速为150r/min,偏心重的质径积为总不平衡惯性力和惯性力矩的大小及变化情况。
图1(b)为大地重力测量计(重力计) 的标定装置, 设r=150mm, 为使标定平台的向心加速度近似于重力加速度
(
) , 同步带轮的角速度应为多大? 为使标定平台上升和下降均能保持相同
的匀速回转, 在设计中应注意什么事项？
, 求两偏心重同相位时和相位差为180°时,
图1
【答案】(1)①两个偏心重同相位时, 任一时刻的位姿如图2(a)所示, 此时有:
总惯性力:
惯性力矩:
(a) (b)
图2
②两个偏心重相位差为总惯性力:
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时, 任一时刻的位姿如图(b)所示, 此时有:
惯性力矩:
(c) 图2
(2)如图2(c)所示, 连接AB 两点, 由题知标定平台作平移运动, 则平台的速度和加速度与AB 连线上任一点的速度和加速度相同, 则当标定平台的向心加速度等于重力加速度时有
可得:
。
注意事项:(1)两齿轮应保持同步旋转；(2)同步带与齿轮啮合一致；(3)标定平台与两个齿轮的铰接点位置应相同。
2． 为什么平面铰链四杆机构一般只能近似地实现给定的运动规律和轨迹？
【答案】因为平面铰链四杆机构最多只能实现五个精确位置。如给定的运动规律和轨迹要求超过五个精确位置，则平面铰链四杆机构将无法满足所有的要求。因而只能精确地满足某些位置要求，而另一些只能近似地予以满足。
3． 为什么不完全齿轮机构主动轮首、末两轮齿的齿高一般需要削减? 加上瞬心线附加杆后，是否仍需削减? 为什么？
【答案】(1)在不完全齿轮机构中，为了保证主动轮的首齿能顺利地进入啮合状态而不与从动轮的齿顶相碰，需将首齿齿顶高作适当的削减；同时，为了保证从动轮停歇在预定的位置，主动轮的末齿齿顶高也需要适当的修正。
(2)加上瞬心线附加杆后仍需要削减。在两轮上加装瞬心线附加杆后，减轻了从动轮在开始运动和终止运动时的冲击，改善了从动轮的动力特性，并不能避免首齿啮合的干涉现象，故齿高仍需削减。
4． 写出以下四种机构的应用实例(每种机构只需写出一个应用实例) ，指明何为原动件。
(1)曲柄摇杆机构 (2)凸轮机构 (3)斜齿圆柱齿轮机构 (4)棘轮机构 【答案】(1)搅拌机，原动件为曲柄； (2)内燃机(配气机构) ，原动件为凸轮； (3)斜齿轮减速机，原动件为小斜齿轮；
(4)牛头刨床工作台进给机构，原动件为主动摆杆(摇杆) 。
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二、分析计算题
5． 计算如图1图示机构的自由度自由度，若含复合铰链，局部自由度或虚约束请明确指出，并说明原动件数是否合适。
图1
【答案】凸轮处组成两高副之一为虚约束，构件形成的两移动副之一为虚约束；且3个构件以转动副相连处组成的复合铰链如图所示。去除虚约束后，活动构件数目:
而原动件数为1，小于机构自由度数目，故不合适。
，则机构自由度:
图2
6． 一机器在工作时, 已知在一个工作循环内等效驱动力矩图所示。两曲线包围的面积所代表的功
画出相应的能量指示图, 并求最大盈亏功
的大小分别为:
,
。
,
和等效阻力矩
的变化曲线如下
图
【答案】由一周期内盈亏功相等, 有
,
整理得:
作出能量指示图, 如下图所示。
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