武汉科技大学硕士入学考试试题样式B卷(参)

考试科目代码及科目名称： 机械原理 819

可使用的常用工具：直尺，圆规，计算器

答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。 考试时间3小时，总分值 150 分。

一、单项选择题（本大题10小题，每题2分，共20分，错选、多选均无分） 1．构件是组成机器的 B A.制造单位 密封线内不要写题 。 C.原动件 D.从动件 。 B.运动单元 2．曲柄摇杆机构中，若增大曲柄长度，则滑块行程将 A A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 减小或者不变 3．直齿齿轮机构的正确啮合条件是根据两轮的 A 相等导出的。 A.法向齿距； B. 基圆； C.模数；D.压力角。 4．某凸轮机构设计好以后，发现压力角超出许用值，则以下解决措施中合理的是 B 。 A．改变从动件的运动规律 B．增大凸轮的基圆半径 C．减小推杆的行程 D．将从动件型式由尖顶改为滚子 5．如果作用在径向轴颈上的外力加大，那么轴颈上摩擦圆 C 。 A.变大 B.变小 C.不变 D.变大或不变 6．一对相互啮合传动的渐开线齿轮，啮合角等于 B 。 A.基圆上的压力角 B.节圆上的压力角 C.分度圆上的压力角 D.齿顶圆上的压力角 7．一对标准渐开线直齿圆柱齿轮传动中，若实际中心距略大于标准中心距，那么其传动比将 B 。 A.变大 B.不变 C.变小 D.变小或者不变 8．蜗杆传动中，若知轴交角90，蜗轮螺旋角28右旋，那么蜗杆的升角是 C 。 A. 82右旋 B. 82左旋 C. 8右旋 D. 8左旋 9．满足 A 条件的称为刚性转子的动平衡. A.惯性力矩M=0,惯性力P=0； B. 惯性力矩M=0； C. 惯性力P=0. D.以上条件都不满足。 10．对于周期性速度波动应如何调节？ B A.用调速器 B.用飞轮 C.用解调器 D.储能器 第 1 页 共 9 页

二、判断题（正确的打√，错误的打。10小题2分=20分） 1、当机构的自由度F0，且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。（ √ ） 2、平面摩擦的总反力方向恒与运动方向成一钝角。（ √ ） 3、在铰链四杆机构中，只要符合曲柄存在的条件，则该机构一定有曲柄存在。（ × ） 4、凸轮机构的等加速等减速运动规律是指从动件在推程中按等加速运动，在回程中按等减速运动。（ × ） 5、齿条是相当于齿数为无穷多的齿轮，那么齿条与齿轮啮合时，其重合度当为无穷大。（× ） 6、根据渐开线的性质，基圆之内没有渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计得比基圆大。（ × ） 7、 斜齿轮的端面模数大于法面模数。(√ ) 8、 机器在安装飞轮后，原动机的功率可以比未安装飞轮时要大一些。( ) 9、 两标准直齿圆柱齿轮的参数分别为：z1=20,m1=2mm, 1=20; z2=20,m2=2.5mm, 2=20。 两轮的渐开线形状应该不一样。(√ ) 10、经过动平衡的转子不需要再进行静平衡。(√ ) 三、分析与简答题（10分4小题 =40分） 1、绘制一摆动导杆机构并标出曲柄长度a与机架长度d的比值。使其行程速比系数为2。并标出机构在极限位置时的压力角。（本小题10分） 解：180 K160（5分） K11 A A 1 4 3 d C C s 3 B 2 a0.5，0（5分） d 2、斜齿轮传动、蜗轮蜗杆传动以及圆锥齿轮传动，哪个面（端）的参数（如模数、压力角）为标准值？（本小题10分） 解：斜齿轮的标准值在法面，蜗轮蜗杆的标准值在主平面上，圆锥齿轮的标准值在大端上面。 13、运动链代号：N3012，N32011，N41112。试： 1（1）画出运动链结构图； （6分） （2）变换出一个机构，要求以四元连杆为机架，且机构的执行构件为一个在固定导路上运动的滑块。 （4分） 第 2 页 共 9 页

解：（1） （6分） （2） （4分） 4、图1所示凸轮机构。在图中画出凸轮的基圆、偏距圆及压力角。（本小题10分） 图1 凸轮机构 解：图1所示凸轮机构。在图中画出凸轮的基圆（1分）、偏距圆（2分）及压力角（2分）。 第 3 页 共 9 页

α 四、计算与综合题（本大题70分） 1、（本小题15分）在图2所示机构中，已知：DE=FG，DF=EG，DH=EI。试： DEBFGJACHI 图2 （1）计算该机构自由度（若有复合铰链、局部自由度、虚约束须明确指出）。（8分） （2）分析该机构是否具有确定运动？为什么？ （2分） （3）将该机构高副低代并画出简图。 （2分） （4）分拆机构的杆组并判断机构级别。 （3分） 解: （1）局部自由度——B处。 虚约束—— FG。 复合铰链——E、D处。 （3分） n=8，PL=11，PH=1 F=3n-2PL-PH =3×8-2×11-1=1 （5分） （2）因 原动件数=自由度数，机构具有确定运动 （2分） （3）如图 第 4 页 共 9 页 DEBLACHIJ（2分） （4）该机构是由4个II级杆组组成的II级机构。 DBBLACHIDJEE（3分） 2、（本小题10分）在图3所示摆动导杆机构中，已知构件1的角速度ω1=20rad/s，顺时针转动。其中有∠ACB=30º，∠CAB=90º。试： （1）画出相对瞬心P13和P24； （4分） （2）根据瞬心法求出构件3的角速度ω3并判断其旋转方向。 （6分） A1B21330º4C图3 解：（1）瞬心见下图，正确画出P13和P24各2分，共4分。 第 5 页 共 9 页

P13P24P14A1P12B2P231330º4CP34 （2）由瞬心定义可得： 1lAP3lCP1313 由几何关系可得：lAP13 lCP133lAB 343lAB 3当120rad/s时，可得35rad/s 方向与构件1转动方向相同为顺时针转动。 （6分） 3、（本小题10分）图4所示铰链四杆机构，已知AB=28mm，BC=52mm，CD=50mm，AD=72mm。 （1）该机构是否有曲柄？如有，请指出是哪个构件。（3分） （2）该机构是否有摇杆？如有，请指出是哪个构件。（3分） （3）若以AB为主动件，该机构是否有急回特性，为什么？（4分） C B A D 图4 铰链四杆机构 (1) 有曲柄 AB+ADB均为整转副，以最短杆邻边AD为机架，所以AB是曲柄。 （3分） (2) 有摇杆。D为摆动副，CD是摇杆。 2(ba)d（3分） 222222(3) arccos(ba)dcarccos(ba)dc18.5617 2(ba)d（或作图说明>0也可） >0，故K>1，机构有急回特性。 （4分） 4、（本小题10分）在图5所示的双滑块机构中，已知生产阻力F2500N，构件3的长度为l3300mm，角45。不考虑运动副的摩擦力，不计各构件的质量和惯性力。试：F2 2 B 3 求各运动副反力和为使滑块2匀速向上运动需作用在平衡构件1上的平衡力Fb。 Fb 90 1 4 A 图5 解：构件3是二力杆，R13=－R23。取静定构件组2-3分析，根据三力汇交理论，可以确定R42的作用点。由x0,y0得 R13sinF20,R13F2707.107N sinR13cosR420,R42R23=R13=707.107N 第 7 页 共 9 页 F2500N tan F2 2 B 3  R13 R42 A R31  F b1 R41 A 分析平衡构件1，R13=-R31，同理可得 FbR31cos0,FbR31cosF2Fcos2500N sintanR41R31sin0,R41R31sinF2500N 5、设计一渐开线直齿圆柱齿轮传动，必须满足中心距a100mm ，传动比i122，ha1，c0.25，20。为了保证轮齿弯曲强度，模数m应取4。试确定如下参数和尺寸。 （1）齿轮的齿数和传动类型； （2）指出选择此对齿轮变位系数时需要注意的首要问题； (3)计算两轮的分度圆直径、节圆直径和啮合角。 （本小题15分） 解：（1）由a01m(z1z2)0.5mz1(1i12)可得 2z12a020016.6，因为正传动的优点远大于负传动，所以设计为正传动，故取m(1i)434(1632)96mm，因为2z116，则z2i12z121632，此时的标准中心距为a标准中心距小于实际中心距，aa，故为正传动。（6） （2）选择变位系数的时候要注意的首要问题是小齿轮不能发生根切。（2分） （3）由acosacos，得出啮合角25.5（3） d1mz1mm,d2mz2128mm 2a66.667，d2i12d1133.333 （4） d11i126、（本小题10分）在图6所示提升机构中，已知各轮齿数z1 = 30，z 2 = 50，z2'= 20，z3 = 60，z4 = 20，z5 = 40，绳轮半径R = 0.2 m，重物Q = 2000 N，该机械总效率η= 0.9，重物匀速提升速度v = 6.28m/min。求： 第 8 页 共 9 页

（1）该机构的总传动比i15 ； （6分） （2）轴1的转速n1及转动方向； （2分） （3）轴1的输入功率P1 。 （2分） 绳轮n5图6 解： （1） 区分轮系：1-2-2’-3-H（4）为行星轮系，4-5 为定轴轮系 4i141i131 z2z3506015 z1z2'3020i45z5404 z42024i15i14i45510 （6分） 2（2）n1n5i156.281050r/min 23.140.2与n5转动方向相反。 （2分） （3）求轴1的输入功率 P1 Qv20006.28232.6W （2分） 0.960

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