山科机械原理历年考研真题

420机械原理

一、（15分）计算如图所示各机构的自由度。 （图略）

二、（20分）在图示凸轮机构中，已知凸轮1以等角速度?1?10 rad/s转动。凸轮为一偏心圆，其半径R?25mm，lAB?15mm，lAD?50mm，

?1?90?。试用图解法求构件2的角速度?2与角加速度?2。（提示：

可先将机构进行高副低代，然后对其替代机构进行运动分析。） （图略）

三、（20分）试证：若图示斜面机构的反行程自锁，则正行程的机械效率?必定小于50% 。

注：tan2??2tan?/(1?tan2?) （图略）

四、（20分）一对渐开线直齿圆柱齿轮传动。已知：传动比i12?2，模数m?4mm，压力角??20?。1.若按标准中心距安装，a?120mm，试求：①两齿轮齿数Z1、Z2；②啮合角??；③节圆半径r1?、r2?。2.若实际中心距取a??125mm，试求：①啮合角??；②节圆半径r1?、r2?；③写出应采取何种传动类型；④若取大齿轮的变位系数x2?0.5，要使该对齿轮无侧隙啮合传动，求小齿轮的变位系数x1。 注：1.无侧隙啮合方程inv???inv??2(x1?x2)tan?/(z1?z2)；

2.渐开线函数值自求。（取小数点后8位计算）

五、（20分）图示为机床工作台的进给机构。已知：各齿轮的齿数

Z1?Z?2?41，Z2?Z3?39，Z4?20，又知齿轮4的模数m4?2mm，试

计算手柄（即H）转一周时齿条5的移动量L。

六、（20分）图示为一脚踏轧棉机曲柄摇杆机构的示意图，AD垂

直水平面。设定LAD?1m，LCD?0.5m，要求踏脚板CD在水平面上下各摆动15°，试用图解法确定AB、BC两杆的长度。取比例尺

?l?0.01m/mm。

七、（20分）图示为对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构，凸轮逆时针转动。已知圆盘半径R = 25 mm，安装偏心e = 10 mm。求：1.凸轮的基圆半径是多少？ 2.从动件的行程是多少？3.推程运动角和回程运动角各为多少？4.按?l?1mm/mm画出该凸轮机构；按凸轮轮廓绘制从动件位移曲线S(?)；（注：将一周分为12等份，位移按?l?1mm/mm。） 5.在图中标出当凸轮从图示位置转过90°时的机构压力角?。

八、（15分）机组作周期变速稳定运转。以主轴为等效构件，其运动周期为2?，平均角速度?m?40rad/s，等效转动惯量为常数

Je?0.2 kgm2，等效阻力矩Mr如图示，等效驱动力矩Md也为常数。

试求：1.该机器运转不均匀系数?；2.主轴最大角速度?max与最小角速度?min。

山东科技大学2007年招收硕士学位研究生入学考试

机械原理试卷 （共3页）

一、（15分）计算图示机构的自由度。

二、（20分）在图示的导杆机构中，已知各构件的长度lAB?60mm，lAC?120mm，

?BAC?90?，原动件以等角速度?1?30rad/s转动，试以矢量方程图解法求导杆3

在图示位置时的角速度?3和角加速度?3。

三、（20分）一对渐开线外啮合直齿圆柱齿轮传动，已知：传动比i12?2，模数m?4mm，压力角??20?。（1）若按标准中心距安装，a?120mm，试求：①两齿轮齿数z1、z2；

?。②啮合角??；③节圆半径r1?、r2（2）若实际中心距取a??125mm，试求：①啮合

?；③若取大齿轮的变位系数x2?0，求小齿轮的变位系数x1。角??；②节圆半径r1?、r2

四、（20分） 如图所示为一压榨机的斜面机构，F为作用于楔块1的水平驱动力，G为被压榨物体对滑块2的反力，即生产阻力，?为楔块的倾斜角。设各接触面之间的摩擦系数均为f，求：斜面压榨机反行程时发生自锁的条件。

五、（20分）图示为偏置曲柄滑块机构的示意图。已知曲柄长度lAB?25mm，连杆长度lBC?95mm，滑块行程H?60mm，试用图解法求：①导路的偏距e；②极位夹角

?；③机构的行程速比系数K。

六、（15分）在设计一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构中，已知凸轮以等角速度顺时针回转，基圆半径ro?20mm。推杆运动规律为：凸轮转角??0?~90?时，推杆等速

上升15mm；??90?~120?时推杆远休；??120?~210?时推杆等加速等减速回程15mm；??210?~360?时推杆近休。按下列要求做题：①画出推杆位移随凸轮转角变化的运动线图S(?)；②说明所受冲击的情况及发生位置；③绘出推杆上升阶段的凸轮实际廓线。

z1?z3?25，z2?z4?20，zH?100，七、（20分）在图示的轮系中，已知各齿轮齿数：z5?20。试求该轮系的传动比i15,并判断齿轮1与齿轮5的转向是否相同。

八、（20分）已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻抗力矩Mr如图所示，等效驱动力矩Md为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：?max?200rad/s，

?min?180rad/s。试求：①等效驱动力矩Md；②运转的速度不均匀系数?；③当要求

速度不均匀系数?在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯量JF。

一、（15分）计算图1所示平面机构的自由度，已知：BC//DE//GF，且分别相等。

若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请用文字描述。

ACHJBFDGIE图1

二、（20分）在图2所示机构中，已知原动件1以等角速度?1转动，?1?10rad/s，

H?100mm，BD?40mm，CD?30mm。试用矢量方程图解法求图示位置时构件3的角速度?3和角加速度?3的值。

图2

三、（15分）如图3所示，1为平底推杆凸轮机构的推杆，在凸轮推动力F的作用下，沿着导轨2向上运动，摩擦面间的摩擦系数为f，为了避免发生自锁，试问导轨的长度

l应满足什么条件（不计推杆1的自重）？

图3

四、（20分）如图4所示，某机组作用在主轴上的阻力矩变化曲线Mr??。已知主轴上的驱动力矩Md为常数，主轴平均角速度?m?25rad/s，机械运转速度不均匀系数

??0.02。若忽略各构件的等效转动惯量，只计装在主轴上的飞轮转动惯量，求：

（1）驱动力矩Md； （2）最大盈亏功?Wmax；

（3）安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。

图4 五、（20分）在图5所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为l1?28mm，l2?52mm，

l3?50mm，l4?72mm试求：

（1）当取杆4为机架时，该机构的极位夹角?、杆3的最大摆角?max、最小传动角?min和行程速比系数K；

（2）当取杆1为机架时，该机构将演化成何种类型的机构； （3）当取杆3为机架时，该机构又将演化成何种类型的机构；

图5

六、（15分）如图6所示为凸轮机构推程阶段的运动线图。设凸轮以等角速度?转动，在推程时，凸轮的运动角为?o，推杆完成行程h，该推杆运动规律为哪一种运动规律？试推导出该推杆推程的运动方程，并分析受到的冲击情况。

图6 七、（15分）如图7所示的渐开线标准圆柱齿轮传动装置（齿轮1、2为斜齿轮，齿轮3、4为直齿轮）,已知：斜齿轮z1?19，z2?58，法面模数mn?4mm，法面压力角

?n?20?；直齿轮z3?17，z4?63，模数m?4mm，压力角??20?。为了满足中心距的要求，试求斜齿轮的螺旋角?。

图7

八、（15分）如图8所示为一电动卷扬机的减速器运动简图。已知各轮齿数z1?24，

z2?33，z3?21，z4?78，z5?18，z6?30，z7?78，试求其传动比i17。

2

3

6

1

4

5 7

图8 九、（15分）已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动的模数m?5mm、压力角

??20?、中心距a?350mm、传动比i12?9/5，试求两轮的齿数、分度圆直径、齿

顶圆直径、基圆直径以及分度圆上的齿厚和齿槽宽。

图 3

四、（20分）已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩Mr如图4所示，其等效驱动力矩Md为常数；等效构件的最大角速度?max?200rad/s,最小角速度

?min?180rad/s。试求：

（1）等效驱动力矩Md的大小；

（2）运转的速度不均匀系数?；

（3）当要求速度不均匀系数?在0.05范围内，并且不计其余构件的转动惯量时，安装在等效构件上的飞轮转动惯量JF。

图 4

五、（20分）如图5所示，已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K?1.2，曲柄长度

lAB?80mm，摇杆长度lCD?300mm，摇杆最大摆角?max?45?。试求：

（1）连杆的长度lBC的值； （2）该机构的最小传动角?min。

图 5

六、（20分）如图6所示为一对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构。原动件凸轮为一偏心圆，其半径R?50mm，回转中心为铰链A，lAB?20mm。求：凸轮的基圆半径r0，推杆的行程h以及在图示位置时的压力角?；并且绘出该凸轮轮廓曲线所实现的推杆在推程段的运动规律位移线（s??）图。

图 6

七、（15分）如图7所示的轮系为手动起重葫芦。已知轮系中各齿轮的齿数：z1?10，

z2?20，z3?10,z4?40，试求传动比iAB，并说明其转动方向是否相同。

图 7

八、（15分）已知一对渐开线标准外啮合直齿圆柱齿轮传动，其齿轮的基本参数为：模

**数m?3mm、压力角??20?、齿顶高系数ha?1、顶隙系数c?0.25；传动比i12?3，

中心距a?162mm。试求： （1）两齿轮的齿数z1、z2；

（2）对于小齿轮z1，若仅改变其齿数，其他基本参数不变，使得齿根圆和基圆相重合，此时该齿轮的齿数在理论上应为多少（保留两位小数）？

科目代码：418 请在答题纸（本）上做题，在此试卷及草稿纸上做题无效！ 山东科技大学2005年招收硕士学位研究生入学考试 机械原理试卷 （共3页） 一、（15分）计算图示机构的自由度。（当机构含有复合铰链或局部自由度时，必须明确说明。） 二、（20分）图示的正切机构中，已知?1?10rad/s,h?500mm,当?1?60?时，用矢量方程图解法求构件3的速度v3和加速度a3的值。 三、（15分）一个重量Q=10N的滑块，在力P作用下沿斜面等速向上运动。已知：????15?，滑块与斜面的磨擦系数f?0.1，试求力P的大小及斜面的机械效率。 第1页

四、（20分）已知曲柄摇杆机构的行程速度比系数K=1.2，摇杆长度lCD=300mm，摇杆摆角??35?，曲柄长度lAB=80mm。求连杆的长度lBC的值。 五、（20分）图示齿轮传动中，直齿轮：Z1=20，Z2=48，模数m=2mm；斜齿轮：Z3=18，Z4=36，法面模数mn=2.5mm，两对齿轮都是标准齿轮，齿轮1和齿轮4的轴线重合。试计算：（1）齿轮3、4的螺旋角为多大时，才能满足中心距要求；（2）斜齿轮3和4的分度圆直径和齿顶圆直径的数值。 六、（20分）在图示提升机构中，已知各齿轮齿数：Z1=20，Z2=30，Z2/=17，Z3=34，Z3/=15， Z4=24，Z4/=16，Z5=70，卷筒直径D=240mm，提升速度v?0.5m/s。试确定电动机的转速（转/分）和电动机的转向。

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