2018年东北农业大学工程学院808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． 何谓机器的“运转速度不均匀系数”？机械的周期性速度波动调节的实质和方法是什么？
【答案】角速度的变化量和其平均角速度的比值来反映机械运转的速度波动程度, 此比值即机械的运转速度不均勾系数。
机械的周期性速度波动调节实质是将其速度波动限制在许可的范围之内。方法是在机械系统中安装一个具有较大转动惯量的盘状零件即安装一个飞轮。
2． 图所示为两同轴线的轴1和2以摩擦离合器相连。轴1和飞轮的总质量为100kg ,
回转半径
mm ; 轴2和转子的总质量为250kg , 回转半径
, 而轴2以
(1)两轴接合后的公共角速度。
(2)在离合器结合过程中, 离合器所传递的转矩的大小。
。在离合器接合前, 轴1
的转速为
的转速与轴1同向转动。在离合器接合后3s , 两轴即达到相同
的速度。设在离合器接合过程中, 无外加驱动力矩和阻抗力矩。试求:
图
【答案】(1)轴1和飞轮的转动惯量:
轴2和转子的转动惯量:
接合前后能量守恒, 即有:代入数据得:
则接合后的公共角速度:(2)飞轮的运动方程式:即
。
两端积分得:即
所以离合器传递的扭矩为:
3． 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增加等效构件的质量或转动惯量, 使等效构件的角加速度减小, 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。
4． 图所示为计算机的光盘驱动装置。光盘作定轴匀速转动，而激光头需沿光盘的径向作微动进给运动。激光头支架用平行双圆柱导轨导向，为使激光头运动灵活轻快，在结构上采用了如下措施:左边导轨为螺旋副，而右边导轨为点接触高副；用来驱动支架移动的螺旋副中的螺母采用簧片压螺旋瓦块的结构(A向图，图中螺旋瓦块为螺母的一部分，被簧片压在螺杆上，可消去螺纹间的侧向间隙）。试分析该激光头驱动机构中是否存在虚约束。
图
【答案】该激光头驱动机构中存在两处虚约束。
支架采用平行双导轨，支架与导轨形成的两个运动副导路互相平行，只有一个运动副对机构的运动起实际约束作用，存在虚约束；驱动支架移动的螺旋副当中，两个螺旋瓦块与左导轨构成
的螺旋副导路重合，只有一个运动副对机构的运动起实际约束作用，引入了虚约束。
二、计算题
5． 在如图所示行星轮系中，己知
:
星轮轴线与中心轮轴线之间的距离=120mm。试求:
(1)指出1、2轮的传动类型，并说明理由。 (2)
按不发生根切的条件定出(3)计算1、2两轮的齿顶圆半径
的大小。
。
各轮的模数m=4mm，行
(4)指出3、4两轮的传动类型，并说明理由。
图
【答案】(1)可见
，而
，取
(4)
故3、4两轮应为正传动。
6． 图1所示为偏置导杆机构，试作出其在图示位置时的传动角以及机构的最小传动角及其出现的位置，并确定机构为回转导杆机构的条件。
故1、2两轮应为等变位齿轮传动。 (2)不发生根切，则(3)齿顶圆半径
图1
【答案】假定AB 为主动件，当前位置传动角和最小传动角位置如图2所示。