2017年太原理工大学机械工程学院机械原理复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、简答题
1． 利用矩阵法对机构进行运动分析，在写位置方程、速度方程和加速度方程时应注意哪些问题，才能有利于分析工作的进行和保证计算结果的正确性。
【答案】为了保证分析工作的进行和计算结果的正确性，应注意以下方面的问题：
（1）合理建立直角坐标系，使机构的位置方程尽量简单；
（2）各杆矢量的方向可自由确定，但各杆矢量的方位角均应由x 轴开始，并以逆时针方向计量为正；
（3）正确区分已知参数，未知参数；
（4）保证求导过程的正确运算。
2． 什么是速度影像？什么是加速度影像？有何用途？
【答案】速度影像是指同一构件上三个点在速度矢量图上组成的图形；加速度影像是指同一构件上三个点在加速度矢量图上组成的图形。如果已知一构件上两点的速度、加速度，可利用速度影像、加速度影像来求第三点的速度、加速度。
3． 既然虚约束对机构的运动实际上不起约束作用，那么在实际机构中为什么又常常存在虚约束？
【答案】为了改善相同的受力情况，增加机构刚度或保证机构运动的顺利等目的。
4． 机构运动简图有何用处? 它能表示出原机构哪些方面的特征？
【答案】机构运动简图通过对机构的组成和运动传递情况的表示，使得了解机构的组成和对机构进行运动和动力分析变得十分简便。
机构运动简图能够正确的表达出机构的组成构件和组成形式。
5． 既然动平衡的构件一定是静平衡的，为什么一些制造精度不高的构件在作动平衡之前需先作静平衡？
【答案】（1）静平衡所需的设备简单、操作过程快捷，易方便地确定出构件的偏心质量。 （2）经过静平衡后，各偏心质量所产生的惯性力和惯性力偶矩大大减小，可方便地控制在动平衡设备的测量范围内。经过动平衡后，可进一步提高构件的动平衡精度。
6． 图示为一个简易的蜗杆蜗轮起重装置，当手柄如图所示转向转动时，要求重物C 上升，请问蜗杆和蜗轮的螺旋方向；并在图上标明蜗杆的螺旋方向以及蜗轮的转向。
图
【答案】蜗杆和蜗轮均为右旋，蜗轮逆时针转动。
二、计算分析题
7． 设计一个曲柄摇杆机构ABCD , 利用连杆上点P
的轨迹拨动摄像胶片如图所示。已知
确
定机构中各个构件的杆长，并检验机构是否存在曲柄。
图
【答案】已知杆AB 的位移矩阵为
则设计变量为
连杆上点B 和P 满足B 、P 之间的距离保持不变的运动约束，为此建立约束方程为
同时，铰链点B 又是构件AB 上的点，铰链点B 还满足位移矩阵方程
将③式代入运动约束方程②就得到仅含设计变量代入具体数值，得： 和 和两个方程，从而可解出
所以由式有
所以由式有
分别代入' 式有
由上式可以解出
从而可以求出
在确定出 后，就可建立连杆的位移矩阵为：
式中
摇杆上铰链点C 和D 满足C 、D 之间的距离保持不变的运动约束，为此建立约束方程为：
式中铰链点C 还满足位移矩阵方程
将|式代入运动约束方程就得到仅含设计变量
代入具体数值，得：
和两个方程，从而可解出.
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