2017年中国科学技术大学机械设计基础之机械原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1. 用转化轮系法计算行星轮系效率的理论基础是什么? 为什么说当行星轮系为高速时,用它来计算行星轮系的效率会带来较大的误差?
【答案】理论基础:机械中的输入功率和输出功率总有一个是己知的,所以只要能求出摩擦损失功率,就可计算出机械的效率。而机械中的摩擦损失功率主要取决于各运动副中的作用力、运动副元素间的摩擦系数和相对运动速度的大小。行星轮系的转化轮系和原行星轮系的上述三个参量除因构件回转的离心惯性力有所不同外,其余均不会改变。因而,在可以不考虑构件回转的离心力时,行星轮系与其转化轮系中的摩擦损失功率应相等。
当行星轮系为高速时,因各构件的回转速度快,所产生的离心惯性力大,不能够被忽略,所以用转化轮系法来计算行星轮系的效率会带来较大的误差。
2. 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
3. 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。
4. 图所示的自动定心夹紧机构中,你知道其下半部的结构有什么重要作用吗?
图
【答案】下半部的结构为一复式螺旋结构,可在一定程度上实现准确定心。通过同步调整紧定螺钉,使得螺钉在轴向有微小移动,能保证工作准确定心并夹紧。
5. 机构具有确定运动的条件是什么?当机构的原动件数少于或多于机构的自由度时,机构的运动将发生什么情况?
【答案】机构具有确定运动的条件:机构的原动件数目等于机构的自由度。
如果机构的原动件数目小于机构的自由度,机构的运动将不完全确定;如果原动件数目大于机构的自由度,将导致机构中最薄弱环节的损坏。
6. 双万向铰链机构为保证其主、从动轴间的传动比为常数,应满足哪些条件? 满足这些条件后,当主动轴作匀速转动时,中间轴和从动轴均作匀速转动吗?
【答案】双万向铰链机构为保证其主、从动轴间的传动比为常数,应满足的条件:
(1)主、从动轴和中间轴应位于同一平面之内。
(2)主、从动轴的轴线与中间轴的轴线之间的夹角相等。
(3)中间轴两端的叉面应位于同一平面内。
满足以上条件后,当主动轴作匀速转动时,中间轴的转速不均匀,从动轴作匀速转动。
二、计算分析题
7. 节圆与分度圆、啮合角与压力角有什么区别?
【答案】(1)节圆与分度圆的区别:节圆是一对齿轮在啮合传动时两个相切作纯滚动的圆。分度圆是指单个齿轮具有标准模数和标准压力角,尺厚等于齿槽宽的圆。分度圆由齿轮的模数和齿数确定,在设计齿轮时已确定;节圆不仅与分度圆的大小有关,而且与一对齿轮安装时的实际中心距有关。一般情况下,节圆半径和分度圆半径不等,节圆和分度圆不重合。只有在标准安装时,才有节圆与分度圆重合。
(2)啮合角与压力角的区别:啮合角是指一对齿轮啮合时,啮合线与两个节圆公切线之间所夹的锐角,不随齿轮啮合过程而发生变化。压力角是指单个齿轮齿廓上某点所受的正压力方向与该点速度方向所夹的锐角,各点压力角大小不等。相啮合的一对齿轮,按标准中心距安装时,其分度圆压力角相等,且恒等于啮合角。
8. 图所示为一汽车引擎油门控制装置。此装置由四杆机构的转角分别为平行四边形机构及油门装(逆时置所组成,由绕0轴转动的油门踏板01驱动可实现油门踏板与油门的协调配合动作。当油门踏板时,杆MAB 相对应的转角分别为
,与之相应油门开启程度
为针方向)
(当踏板转时,AM 与OA 重合,DE 与AD 重合)。
(全开)四个状态。
现设试以作图法设计此四杆机构ABCD ,并确定杆AB 及CD 的安装角度仏及p2的大小
图1
【答案】如图所示即为所求的四杆机构。
与求得点的交点为以如图所示。根据反转法原理,其所确定的圆弧的圆D 为顶点,分别以A 、逆时针方向为原动件的长度,根据设计条件定出AB
的其他三个位分别将绕D 点顺时针旋转心即为待定的活动铰链C 的位置。
图2
从图中量取得:AB 安装角CD 杆安装角度