2017年北京理工大学04机械设计理论与方法之机械原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 在计算平面机构的自由度时，应注意哪些事项？
【答案】在计算平面机构的自由度时应注意的事项： （1）正确计算运动的数目。
①两个以上构件同在一处以转动副相连接的复合铰链，m 个构件组成的复合铰链有（m —1）个转动副；
②若两构件在多处接触而构成转动副，且转动轴线重合; 或在多处接触而构成移动副，且移动方向彼此平行；或两构件成为平面高副，且各接触点处的公法线彼此重合，则只能算作一个运动副；
③若两构件在多处相接触而构成平面高副，且各接触点处的公法线方向彼此不重合，则只能算作一个低副。
（2）要除去局部自由度。 （3）要除去虚约束。
2． 自锁机械根本不能运动，对吗? 试举2〜3个利用自锁的实例。
【答案】不对。自锁机械只有在满足自锁条件的状态下不能运动，在其他的情况下是可以运动的。自锁常用于螺旋千斤顶、斜面压榨机、偏心夹具，凸轮机构的推杆等。
3． 机构在什么条件下才会有哥氏加速度存在？其大小如何计算？
【答案】哥氏加速度是由于质点不仅作圆周运动，而且也做径向运动或周向运动所产生的。 当牵连运动为匀角速度定轴运动时，会有哥氏加速度存在；其大小为
4． 在图所示的蜗杆蜗轮机构中，已知蜗杆的旋向和转向，试判断蜗轮的转向。
图
【答案】在蜗杆蜗轮机构中，通常蜗杆是主动件，从动件蜗轮的转向主要取决于蜗杆的转向和旋向。可以用左、右手法则来确定，右旋用右手判定，左旋用左手断定。
图（a ）所示是右旋蜗杆蜗轮，
用右手四指沿蜗杆角速度图（b ）所示是左旋蜗杆蜗轮，
用左手四指沿蜗杆角速度
方向弯曲，则拇指所指方向的相逆时针方向转动。
方向弯曲，则拇指所指方向的相
反方向即是蜗轮上啮合接触点的线速度方向，所以蜗轮以角速度
反方向即是蜗轮上啮合接触点的线速度方向，所以蜗轮以角速度顺时针方向转动。
如果把图（b ）的蜗轮放在蜗杆下方，如图（c ）所示，则蜗轮逆时针方向转动，这说明蜗轮转向还与蜗杆蜗轮相对位置有关。
蜗杆蜗轮转动方向也可借助于螺旋方向相同的螺杆螺母来确定，即把蜗杆看作螺杆，蜗轮看作螺母，当螺杆只能转动而不能作轴向移动时，螺母移动的方向即表示蜗轮上啮合接触点的线速度方向，从而确定了蜗轮转动方向。
5． 何谓构件？何谓零件？
【答案】从运动角度看，将组成机械的每一个运动的单元体称为构件。构件可以是单一的整体，也可以是由几个零件组成的刚性结构。因此，构件是独立的运动单元。
从制造角度看，将组成机械的每一个能单独加工的单元体称为零件。因此，零件是制造的单元。
6． 等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么？
【答案】等效转动惯量的等效条件：具有等效转动惯量统的动能.
等效力矩的等效条件：
用于等效构件上的等力矩统上的所有外力在同一瞬时的功率和。
的瞬时功率等于作用在原机械系的等效构件动能等于原机械系
二、计算分析题
7． 测量齿轮的公法线长度是检验齿轮精度的常用方法之一。试推导渐开线标准齿轮公法线长度的计算公式
式中，为跨齿数，其计算公式为
并分析：测量齿轮的公法线长度时利用了渐开线的哪些特点? 跨测齿数需要圆整为整数，跨测齿数圆整后对公法线长度测量会带来哪些影响？
提示：假设卡尺的卡脚与齿廓的切点
恰好在分度圆上，如图所示。
图
【答案】（1）根据图可知，卡尺卡在跨k 个轮齿的渐开线轮廓上，贝贿公法线长度包含有（灸-1）个基圆齿距和一个基圆齿厚：
假设所对应的圆心角为
则有：
换算角度单位可得：
（2）分析：测量齿轮的公法线长度时利用了渐开线上任意点的法线恒与其基圆相切、齿厚公
式和压力角的概念。跨测齿数圆整为整数后，实测的公法线将不再与基圆相切，影响测量的精度。
8． 在六角车床上六角刀架转位用的槽轮机构中，已知槽数
求槽轮机构的运动系数及所需的圆销数K 。 【答案】该槽轮机构的运动系数
所需的圆销数
9． 如图（a ）所示为一铰链四杆机构的示意图。已知其机架的长度工作要求当角化系数
和
时，摇杆CD 到达其一个极限位置
摇杆的长度
槽轮静止时间运动时间
（如图（b ）所示）且要求行程速度变
试设计此机构，求出曲柄和连杆的长度
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