2018年北京市培养单位国家天文台815机械设计之机械原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 图所示为一锥面径向推力轴承, 已知其几何尺寸如图所示, 设轴1上受有铅直总载荷G , 轴承中的滑动摩擦系数为f , 试求轴1上所受的摩擦力矩Mf(分别以新轴端和磨合轴端来加以分析) 。
图
【答案】该题为槽形接触, 因此当量摩擦系数为
由平轴端轴承的摩擦力矩公式得:
新轴端
旧轴端
。 。
2． 图所示为一汽车减振悬挂机构，该装置的输入是由从动轮传至连杆的。试说明该机构是否具有确定的运动。
图
【答案】由该机构的运动简图可知，该机构中
则其自由度为:
图示机构中原动件数目为1，小于自由度
-。 ，因此该机构不具有确定运动。
3． 图1所示是为高位截肢的人所设计的一种假肢膝关节机构。该机构能保持人行走的稳定性。
若以胫骨1为机架，试绘制其机构运动简图，计算其自由度，并作出大腿弯曲时的机构运动简图。
图1
【答案】该机构的运动简图如图2(a)所示。
(a) (b)
图2
其自由度为:
大腿弯曲时的机构运动简图如图2(b)所示。 。
4． 什么是静平衡? 什么是动平衡? 各至少需要几个平衡平面? 静平衡、动平衡的力学条件各是什么？
【答案】(1)静平衡
①定义:对于轴向尺寸较小的盘类转子(
宽径比) , 其所有质量都可以认为在垂直于轴线的同一平面内, 其不平衡的原因是其质心位置不在回转轴线上, 回转时将产生不平衡的离心惯性力。对这种不平衡转子, 只需设法将其质心移至回转轴线上, 转子即可达到平衡状态。这种移动质心的平衡方法可在转子处于静止状态下进行, 称为静平衡。
②静平衡至少需一个平衡平面。
③条件:其惯性力的矢量和应等于零或质径积的矢量和应等于零, 即(2)动平衡
①定义:对于轴向尺寸较大的转子() , 其所有质量就不能再被认为分布在同一垂直于轴线的平面内, 回转时各偏心质量产生的离心惯性力是一空间力系, 将形成惯性力偶。由于这种惯性力偶只有在转子转动时才能表现出来, 故需要在转子转动时达到平衡, 把这种平衡称为动平衡。
②动平衡至少需要两个平衡平面。
③条件:各偏心质量与平衡质量所产生的惯性力矢量和为零, 且其惯性力矩的矢量和也为零,
即 , 或者 。
二、分析计算题
5． 试计算如图(a)所示机构的自由度, 并分析此机构的组成情况。已知DE=FG, DF=EG, DH=El。
(a)
(b)
(c)
图
【答案】(1)计算自由度
滚子2绕其自身几何中心B 转动的自由度为局部自由度, FG 杆两端的转动副所引入的约束为
E 处为复合铰链。虚约束, D 、去除局部自由度和虚约束后, 可得该机构中, 有8个活动构件, 则自由