2017年中国石油大学(北京)机械原理(同等学力加试)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 在图示的凸轮一连杆组合机构中，（尺寸和位置如图所示）拟使C 点的运动轨迹为图示的曲线。试说明该机构中的凸轮1和凸轮2的轮廓线设计的方法和步骤。
图
【答案】根据题意，各个连杆及铰接点的相对位置关系已经确定，可以根据C 点的轨迹计算两凸轮推杆位移与凸轮线转角的关系，然后可按照一般凸轮设计方法确定出
而设计出凸轮1和凸轮2的轮廓线。
设计步骤：
C 点沿预定轨迹运动，（1）设在凸轮1和凸轮2等速回转的同时，此时可完全确定构件
的运动，于是可求得构件ED 和构件AG 上点F 和点G 的运动曲线，即凸轮2和凸轮1的理论廓线。
（2）根据凸轮1和凸轮2的理论廓线，并根据实际应用条件选择合适的滚子半径，便能得到凸轮1和凸轮2的实际廓线。
2． 何谓质量代换法? 进行质量代换的目的何在? 动代换和静代换各应满足什么条件? 各有何优缺点? 静代换两代换点与构件质心不在一直线上可以吗？
【答案】（1）质量代换法是把构件的质量按一定条件用集中于构件上某个选定点的假想集中质量来代替的方法。质量代换法是设想把构件的质量按一定条件用集中于构件上某几个选定点的假想集中质量来代替的方法称为质量代换法。
（2）目的：质量代换法只需求各集中质量的惯性力，无需求惯性力偶矩，简化了惯性力的确定。
（3）动代换满足的条件：①代换前后构件的质量不变；②代换前后构件的质心位置不变；③代换前后构件对质心轴的转动惯量不变。
优点：代换后，构件的惯性力和惯性力偶都不会发生改变；
缺点：一代换点确定后，另一代换点位置不能随意选择，否则会给工程计算带来不便。
（4）静动代换满足的条件：①代换前后构件的质量不变；②代换前后构件的质心位置不变。
第 2 页，共 27 页 的运动曲线，进
优点：两个代换点位置均可以任一选取，引起的误差能被一般工程接受，常为工程上所采纳；
缺点：代换后，构件的惯性力偶会产生一定误差。
（5）静代换时，两代换点与构件质心必在一条直线上，因为两代换点的质心在两代换点的连线上，如果两代换点不与构件质心共线，则无法满足代换前后构件的质心位置不变这个条件。
3． 何谓正号机构、负号机构? 各有何特点，各适用于什么场合?
【答案】正号机构和负号机构分别指其转化轮系的传动比为正号或负号的周转轮系。
正号机构的特点:当用作减速时，无论减速比为多少均不会发生自锁，但在某些情况下效率很低; 当用作增速时，在某些情况下会发生自锁。负号机构的特点:无论用作增速还是减速，都具有较高的效率，但其传动比较小。
适用场合:正号机构一般用在传动比大，而对效率要求不高的辅助传动中，负号机构一般用十动力传动。
4． 在什么情况下机械才会作周期性速度波动? 速度波动有何危害? 如何调节？
【答案】周期性速度波动：作用在机械上的等效驱动力矩与等效阻力矩并不时时相等，某一时段内其驱动功和阻抗功往往不相等，致使机器出现盈功或亏功，等效构件的角速度也随之上升和下降，产生速度波动。若在一个循环中等效驱动力矩作的功和等效阻力矩所作的功相等，机器动能增量为零，则等效构件的速度在一个运动循环的始末是相等的，将发生周期性速度波动。
危害：速度波动会导致在运动副中产生附加的动压力，并引起机械的振动，降低机械的寿命、效率和工作质量。
调节方法：周期性速度波动的调节方法是増加等效构件的质量或转动惯量，使等效构件的角加速度ct 减小，从而使机器的运转趋于平衡，通常用安装飞轮来实现；
对非周期性速度波动的调节是设法使驱动力矩和阻力矩恢复平衡关系，常用调速器来调节非周期性速度波动。
5． 何谓平衡力与平衡力矩? 平衡力是否总是驱动力？
【答案】与作用在机构各构件上的已知外力和惯性力相平衡的，作用在某构件上的未知外力或力矩称为平衡力或平衡力矩。
平衡力不总是驱动力。驱动力是驱动机械运动的力，平衡力与已知外力平衡，可以驱动机械运动成为驱动力，也可阻碍机械运动成为阻抗力。
6． 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。
二、计算分析题
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7． 齿轮为什么要进行变位修正? 齿轮正变位后和变位前比较，参数
作何变化？
【答案】（1）标准齿轮传动存在诸多不足： ①要求齿轮齿数否则会发生根切； 时，无法安装，时，②标准齿轮不适用于中心距不等于标准中心距a 的场合，
会产生过大的齿侧间隙，影响传动的平稳性，且重合度也会降低；
③标准齿轮啮合传动中，由于小齿轮齿廓渐开线的曲率半径较小，齿根厚度较薄，参与啮合次数较多，强度较低，影响整个齿轮传动的承载能力。
（2）为了改善标准齿轮传动的不足，就需突破标准齿轮的限制，对齿轮进行必要的修正。 齿轮正变位后，没有发生改变的量有：增大的量有：减小
的量有：
8． 如图1所示，构件1为凸轮机构的推杆，它在P 力作用下沿导轨2向上运动，设两者间的摩擦系数试问为避免发生自锁，导轨的长度L 应满足什么条件（构件1重量不计）？
图1
【答案】将构件1上增加一向下的工作阻力
向水平方向投影，可知
对b 点取矩，有
向垂直方向（推杆移动方向）投影，有
即
不计摩擦时有
故该机构的效率为
第 4 页，共 27 页 则其受力情况如图1所示，其中：