2018年东南大学苏州联合研究生院915机械原理[专业硕士]考研基础五套测试题
● 摘要
一、简答题
1． 设计一台盒装食品的日期打印机，食品盒为硬纸板制作，尺寸为长×宽×高=100mm×30mm ×60mm ，生产率为60件/min。试设计该机械的传动系统方案。
【答案】执行构件的传动系统设计如图所示。
图
运动说明：食品盒由传送带1送至机架2上(传送频率为每秒钟一个) ，后由构件3将食品盒推至构件4处，构件4打印日期。
动力说明：传送带1由电动机带动，构件2与构件4由步进电机带动。
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。 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． 图1所示为一曲柄滑块机构的三个位置, F 为作用在活塞上的力, 转动副A 及B 上所画的虚线小圆为摩擦圆。试决定在此三个位置时作用在连杆AB 上的作用力的真实方向(构件重量及惯性力略去不计) 。
图1
【答案】(1)在转动副A 处, 1、2夹角在逐渐减小,
于摩擦圆下方。在B 处, 2、3夹角逐渐增大,
所示。
(2)在转动副A 处, 1、2夹角在逐渐减小,
下方。在B 处, 2、3夹角逐渐减小,
上方。在B 处, 2、3夹角逐渐减小, (3)在转动副A 处, 1、2夹角在逐渐增大, 为顺时针, 又因连杆受压力, 故F12应切于摩擦圆为顺时针, 又因连杆受拉力, 故F12应切于摩擦圆为逆时针, 故F32应切于摩擦圆下方。如图2(b)所示。 为顺时针, 故F32应切于摩擦圆下方。如图2(c)所示。
为顺时针, 又因连杆受压力, 故F12应切为顺时针, 故F32应切于摩擦圆上方。如图2(a)
图2
4． 图1所示为一摆动推杆盘形凸轮机构, 凸轮1沿逆时针方向回转, F 为作用在推杆2上的外载荷, 试确定凸轮1及机架3作用给推杆2的总反力FR12及FR32的方位(不考虑构件的重量及惯性力, 图中虚线小圆为摩擦圆）。
图1
【答案】取构件2为研究对象, 构件1作用于构件2的总反力
的平衡条件
针转动, 因此
的方位如图2所示。
可知, 的方向与两构件接触点法线沿左上方。根据构件2及方向偏斜一个摩擦角, 偏斜方向与构件2相对构件1的运动方向相反, 即应指向下方, 并且与摩擦圆相切, 构件2相对于B 处顺时应切于摩擦圆左侧, 由此即可得出凸轮1及机架3作用给推杆2的总反力
图2
二、分析计算题
5． 有一个轮系如图所示，已知:求的大小及方向(与电机转向相比较) 。
图
【答案】1-2定轴轮系有:
差动轮系有:
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