2018年哈尔滨工业大学机电工程学院839机械设计基础(含机械原理与机械设计)之机械原理考研核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 图所示为一机床工作台的传动系统。设已知各齿轮的齿数, 齿轮3的分度圆半径r3, 各齿轮的转动惯量J e 。
齿轮1直接装在电动机轴上, 故J1中包含了电动机转子的转动惯量；工
作台和被加工零件的重量之和为G 。当取齿轮1为等效构件时, 试求该机械系统的等效转动惯量
图
【答案】该机械的等效转动惯量:
根据题意又
, 可得:
, 且
, 可得:
。
代入式①得:
2． 机构的变异与组合各有哪几种方式？
【答案】(1)机构的变异方式
①改变构件的结构形状；②改变构件的运动尺寸；③选择不同的构件作为机架；④选择不同的构件为原动件；⑤增加辅助构件。
(2)机构的组合方式
机构的串联组合：①一般串联组合；②特殊串联组合。
机构的并联组合：①一般并联组合；②特殊并联组合：有速比要求者、有轨迹配合要求者、有时序要求配合者；③汇集式并联组合。
机构的封闭式组合：①一般封闭式组合；②反馈封闭式组合。 机构的装载式组合：①单自由度装载式组合；②双自由度装载式组合。
3． 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。
4． 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。
二、分析计算题
5． 一对按标准中心距安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮，主动轮1作顺时针转动。己知
; 中心距140mm 。试求：
(1)两轮的分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆半径； (2)
按
作图，画出实际啮合线
，并计算其重合度s 。
【答案】(1)中心距公式为从而分度圆半径为：
齿顶圆半径为：
齿根圆半径为：
基圆半径为：
(2)如图所示：
，代入数据可得模数：
图
可得实际啮合线为：重合度为：
曲柄的
6． 某内燃机的曲柄输出力矩Md 随曲柄转角的变化曲线如图1所示, 其运动周期平均转速
。试求:
(1)曲轴最大转速nmax 和相应的曲柄转角位置
(2)装在曲轴上的飞轮转动惯量JF(不计其余构件的转动惯量) 。
；当用该内燃机驱动一阻抗力为常数的机械时,
如果要求其运转不均匀系数
图1
【答案】(1)由公式
可得: