2017年北京化工大学机械综合(含机械设计和机械原理)之机械原理考研复试核心题库
● 摘要
一、简答题
1． 何谓机构的组成原理? 何谓基本杆组? 它具有什么特性? 如何确定基本杆组的级别及机构的级别？
【答案】机构的组成原理：任何机构都是可以看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。
基本杆组：不能再拆的最简单的自由度为零的构件组。
特性：自由度为零、不可再分。
杆组的级别的确定：杆组中包含有最多运动副的构件的运动副数目。
机构的级别的确定：机构中最尚级别基本杆组的级别。
2． 何谓机构的动态静力分析? 对机构进行动态静力分析的步骤如何？
【答案】动态静力分析是指将惯性力视为一般外力加于相应构件上，再按静力学分析的方法进行分析。其分析步骤如下：
（1）对机构作运动分析以确定各构件的角加速度和质心加速度，求各构件的惯性力；
（2）对机构进行拆杆组，如有高副，应先进行高副低代；
（3）从外力全部已知的构件组开始分析，逐步推算出未知构件；
（4）对机构进行动态静力计算，求出运动副反力和平衡力的变化规律。如需考虑摩擦，可采用逐次逼近的方法。
3． 何谓最小阻力定律? 试举出在机械工程中应用最小阻力定律的1、2个实例。
【答案】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。这时机构的运动遵循最小阻力定律，即优先沿阻力最小的方向运动。例如，空调水系统冷热水循环泵的变转速运行即运用了最小阻力控制，它是根据空调冷热水循环系统中各空调设备的调节阀开度，控制冷热水循环泵的转速，使这些调节阀中至少有一个处于全开状态。
4． 在确定行星轮系各轮齿数时，必须满足哪些条件，为什么?
【答案】（1）尽可能近似地实现给定的传动比。
（2）满足同心条件:三个基本构件的回转轴线必须在同一直线上，即保证行星轮系能够正常运转。
（3）满足均布安装条件:使各行星轮能均布装配。
（4）满足邻接条件:相邻两行星轮中心距大于两轮齿顶圆半径之和，即保证相邻两行星轮不致相互碰撞。
5． 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。
6． 为什么作往复运动的构件和作平面复合运动的构件不能在构件本身内获得平衡，而必须在基座上平衡？机构在基座上平衡的实质是什么？
【答案】对于机构中作往复运动或平面复合运动的构件，其各运动构件所产生的惯心力往往难以捕捉，其所产生的惯性力无法在构件本身上平衡。当机构运动时，其各运动构件所产生的惯性力可以合成为一个通过机构质心的总惯性力和一个总惯性力偶矩，这个总惯性力和总惯性力偶矩全部由基座承受，可设法平衡此总惯性力和总惯力偶矩，所以作往复运动的构件和作平面复合运动的构件不能在构件本身内获得平衡，而必须在基座上平衡。
机构在基座上平衡的实质就是消除机构在基座上引起的动压力，设法平衡这个总惯性力和总惯性力偶矩，使作用于机构的总惯性力F1和总惯性力偶矩M 分别为零。
二、计算分析题
7． 何谓蜗杆传动的中间平面? 蜗杆传动的正确啮合条件是什么？
【答案】蜗杆传动的中间平面：过蜗杆的轴线做一平面垂直于蜗轮的轴线，该平面对于蜗杆是轴面，对于蜗轮是端面，这个平面称为蜗杆传动的中间平面。
蜗杆传动的正确啮合条件：蜗杆的轴面模数和压力角分别等于蜗轮的端面模数和压力角；当蜗杆与蜗轮的轴线交错角为时，蜗杆导程角等于蜗轮的螺旋角，且两者螺旋线旋向相同。
8． 已知凸轮按逆时针方向作等速回转，其基圆和偏距圆如图1（a ）所示，从动件在推程、远休止阶段的位移线图如图1（b ）所示。试求：
（1）画出推程阶段和远休止阶段的凸轮廓线；
（2）标出凸轮从起始位置回转
（3）作出当
（4）说明在何处产生何种冲击？ 时，凸轮廓线上B 点的压力角 时，从动件在上述阶段的速度、加速度线图；
图1
【答案】（1）由反转法，可作凸轮廓线如图2（1）所示，其中为远休止阶段。
为推程段
（1）
图2