武汉科技大学硕士入学考试试题样式A卷(参考答案)

姓名： 报考专业： 准考证号码： 二O 一三年招收硕士研究生入学考试试题（参考答案）

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．某机构为III级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是 D 。 A. 含有一个原动机 B.至少含有一个基本杆组 C.至少含有一个II级杆组 D.至少含有一个III级杆组 密封线内不要写题 2．曲柄摇杆机构中，是否存在死点，取决于 B 为主动件。 A. 曲柄 B. 摇杆 C. 机架 D. 连杆 3．当一对渐开线齿轮制造好了之后，即使两轮的中心距稍微有所改变，其角速度比仍保持原值不变，原因是 C 。 A. 啮合角不变 B. 压力角不变 C. 基圆半径不变 D. 节圆半径不变 4．尖顶从动件凸轮机构中，基圆半径的大小会影响 D 。 A. 从动件的位移 B. 从动件的速度 C. 从动件的加速度 D. 凸轮机构的压力角 5．平底直动从动件凸轮机构，其压力角为 D 。 A.0—45 B.0—80 C.45—80 D.0 6．正变位齿轮的变位系数 B ，分度圆齿厚 标准值，齿顶高 标准值。 A．> 0；小于；小于 B．> 0；大于；大于 C．< 0；小于；小于 D．< 0；大于；大于 7．齿轮齿廓上的渐开线在 B 上的压力角、曲率半径最小。 A.齿根圆 B.基圆 C.分度圆 D.齿顶圆 8．斜齿轮（15）的端面压力角t与法面压力角n相比较应是： B 。 A.tn B.tn C.tn D.tn 9．刚性转子的静平衡只需在 A 平面上进行平衡。 A.一个 B.二个 C.三个 D.四个 10．飞轮调速是因为它能 D 能量，装飞轮后以后，机器的速度波动可以 。 A.消耗；消除 B.储存和放出；消除 C.消耗；减少 D.储存和放出；减少 第 1 页 共 7 页

二、判断题（正确的打√，错误的打。10小题2分=20分） 1、 四杆机构共有4个速度瞬心。 ( ) 2、 偏置曲柄滑块机构的最大压力角发生在曲柄与滑块导路垂直且曲柄远离偏距一边的机构位置。 (√) 3、 自锁机构即正行程效率0、反行程效率0的机构。。(√ ). 4、 分度圆上的模数和压力角均为标准值的齿轮为标准齿轮。 ( ) 5、 凸轮机构中从动件在升程时，若按简谐运动规律运动时，会产生柔性冲击。(√ ) 6、 直齿圆柱齿轮传动中节圆与分度圆永远相等。( ) 7、 变位系数为零的齿轮是标准齿轮。( ) 8、 机器中的飞轮一般装在低速轴上( ) 9、 两标准齿轮的参数分别为：z1=30,m1=2mm, 1=20; z2=24,m2=2.5mm, 2=20。 两轮的渐开线形状应该一样。(√ ) 10、不论刚性转子上有多少个不平衡质量，也不论它们如何分布，只需要在任意选定的两个平衡面内，分别适当地加一平衡质量，即可达到动平衡。(√ ) 三、分析与简答题（10分4小题 =40分） 1、判断图1中图形是否是基本组、可否拆分为基本组并指出它们的级。 a) b) c) d) e) f) 图1 a) Ⅱ级组； b) Ⅱ级组； c) Ⅲ级组； d) 不是杆组； e) 两个Ⅱ级组； f) Ⅲ级组。 2、图2为偏置曲柄滑块机构，试导出曲柄存在的条件。 BB1AeEC13a12B2b4C2C 解：1为曲柄，则点B应能通过曲柄与连杆共线的两个极限位置。当曲柄位于AB1时，它与 连杆重叠共线，此时在直角三角形AC1E中得AC1AE，即bae。故 bae (2分) 第 2 页 共 7 页

当曲柄位于AB2时，它与连杆拉直共线，此时在直角三角形AC2E中得AC2AE，即bae。 (1分) 由于满足bae必然满足bae，故偏置曲柄滑块机构有曲柄的条件为： bae (2分) 3、运动链代号为：N 31—112，N 32—112，说明其有几个二元连杆，几个三元连杆，几个四元连杆？画出该运动链的结构图。 解：它有4个二元连杆，2个三元连杆，0个四元连杆。（9分） 该运动链的结构图为： 4、如图3所示画出凸轮机构反转角为 的位置。已知从动件运动规律s=f ( ), 请在图上标出从动件位移s 和凸轮与推杆的速度瞬心p12。 y B0  1 A S S0 P12 B r0 x 图3 凸轮机构 四、计算与综合题（本大题70分） 1、计算图4所示机构的自由度，若有复合铰链，局部自由度，虚约束请标出。（本小题10分） 第 3 页 共 7 页

图4 解：根据题意可知： E、B两点处存在局部自由度，F、C处存在虚约束。(3分) 则： n5,PL6,PH2(3分) F3n2PLPH352621(4分) 2、如图5所示摆动从动件凸轮机构。已知凸轮角速度1=60（rad/s）， a=200mm，R=400mm;机架L=2600mm。用瞬心法求构件2的角速度2及其方向。（本小题10分） B 1 A R 1 a L 图5 2 C 解： 过杆和圆的切点作杆的法线与水平线AC的交点即为P12，则有P12为圆的圆心。 V1＝V2 （2分） V1＝1a （2分） 第 4 页 共 7 页

V2=2(L-a) （2分） 2=1a/(L-a)= 5（rad/s）（2分） 瞬心位置：2分 3、如图6为齿轮导杆机构。电动机带动小齿轮r1。已知r2/r1 =4,齿轮传动的实际中心距a'=290mm。齿轮模数m=5mm，曲柄2与齿轮r2为同一构件: （本小题共20分） (1) 为得到正传动，合理确定两齿轮的齿数z1，z2。(10分) (2) 如果导杆机构的行程速比系数k=2，若b=400mm，求d=? (10分) 解：(1)i12=r2/r1 =4,由为得到正传动,应满足a'> a,故取z1==23, z2= z1 i12 =4×23=92. (2)由行程速比系数k=(180◦+θ)/(180◦-θ)=2,得θ=180◦/3=60◦ 若b=400mm,得d=b/sin(θ/2)=400/sin30◦=800mm 4、如图7所示，已知作用在滑块1上的外力FQ=1000N，  =450，摩擦因数f=0.25,求使构件1等速上升的水平力Fd及该机构的机械效率（本小题10分） FQ 2 Fd  z10=2a'/(m[1+i12])= 2×290/(5[1+4])=23.2. V11 图7 解：受力分析可知： 第 5 页 共 7 页

tan0.25（1分） tan()tantan10.251.6667（2分） 1tantan110.25Fd FQ根据受力分析有：tan()FdFQtan()10001.66671666.7N（3分） 设没有摩擦时，=0，此时 Fd0FQtan100011000N（2分） Fd0100060%（2分） Fd1666.7故Fd=1666.7N，机械效率60% 5、图8所示滑移齿轮变速机构。已知齿轮参数：m=2mm，=20º，ha*=1.0，实际中心距a71mm，z133，z236，z336，齿轮2的变位系数x2＝-0.2，其余如图示，试确定： 1. 齿轮副1与2、2与3的传动类型； 2. 齿轮3的变位系数x3。 注：无侧隙啮合方程式：inv 2tan(x1x2)inv（本小题10分）z1z2Z2=36 a′=71mm Z1=33 Z3=36 图8 滑移齿轮变速机构 解：标准中心距a1211m(z1z2)69mm； a23m(z3z2)72mm （2分） 22 （1）齿轮副1与2为正传动；2与3为负传动。（2分） （2）由acosacos，得出啮合角17.65 第 6 页 共 7 页

由无侧隙啮合方程解得x2x30.4748，故可得：x30.2748 （6分） 6、如图9所示，由丝杠带动工作台的手动微调装置，已知各轮齿数Z1=Z2=21, Z3=36, Z4=40和单头丝杠的螺距L= 4mm, 求手柄转一圈工作台的进给量S。（本小题10分） 手柄 2 H 1 4 3 工作台 丝杠 图9 解：i14Hn1nHzz4024（6分） n4nHz1z336i4Hn41（3分） nH10s0.4mm （1分）

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