2020年江苏科技大学906动力综合考研复试核心题库之机械原理简答题精编

特别说明

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一、简答题

1．下图所示为机床变速箱中滑移齿轮块的操纵机构。已知齿轮块的行程

，当齿轮块处于右端和左端时，操纵手柄分别处于水平和铅垂位置（将手柄从水平位置顺时针转90°后的位置）。试用几何作图法设计此四杆机构。

图

【答案】取构件上任一点，作刚性使与重合，求得点。作与

的垂直平分线与直线交于点，则为第一位置的与之铰链点。为所求，解得

2．如下图所示一为偏心夹具，已知其摩擦圆半径为，楔紧角为，偏心歲的外径为，偏心距为，分析保证其自锁的条件。

图

【答案】和力后，偏心盘有沿逆时针方向转动放松的趋势，由此可知被压物体对夹具的作用力如图所示。分别过偏心盘的圆心和其回转中心作的平行线。则基自锁条件为与摩擦圆相切或相交，即由以上三角形的尺寸关系可得

由以上三式可得，即为自锁条件。

3．如图所示机构中，已知各构件的尺寸及机构的位置，各转动副处的摩擦圆如图中的虚线圆所示，移动副及凸轮高副处的摩擦角为，凸轮顺时针转动，作用在构件4上的工作阻力为G。试求图示位置:

（1）各运动副的反力（各构件的重力及惯性力均忽略不计）;

（2）需加于凸轮1上的驱动力矩M1。

图

【答案】（1）确定各运动副中总反力的方向。根据机构的运动情况和力的平衡条件，先确定凸轮高副处的总反力F R12的方向，该力的方向与接触点B处的相对速度方向成角。再由F R51应切于运动副A处的摩擦圆，且对A之矩的方向与方向相反，同时与F R21组成一力偶与M1平衡，定出F R51的方向；由于连杆3为二力构件并受拉，其在D、E两转动副处所受两力F R23及F R43应切于该两处的摩擦圆，且大小相等方向相反并共线，由此可确定出F R23、F R43及F R32、F R34的方向；总反力F R52应切于运动副C处的摩擦圆，且对C之矩的方向应与方向相反，同时构件2受有F R12、F R52及F R32三个力，且应汇交于一点，由此可定出F R52的方向；滑块4所受总反力F R54应与的方向成角，同时又受有F R34、F R54及G三个力且应汇交于一点，于是可定出F R54的方向。

（2）确定各运动副中总反力的大小。取构件2、构件4为研究对象，可列出下列力的平衡方程，即

根据上述力的平衡方程作力的多边形，如图（b）所示即可得各运动副的总反力。

（3）求需加于凸轮1上的驱动力矩M1。由凸轮1的平衡方程可得

式中，为F R21与F R51两方向线的垂直距离。

4．在下图所示机构中，，试计算其自由度。

图

【答案】此机构为一平面机构，由已知条件知ABCD为一平行四边形机构。杆引入后为虚约束，应去掉。C处构成复合铰链，滚子7为局部自由度。

由可得

5．将下图中（a）、（b）机构分解成基本杆组，并判定机构的级别。

【答案】（a）机构运动构件数目为n=7，低副数目为P L=10，高副数目为P H=0，自由度F=1。可分解为原动件AB和三个Ⅱ级基本杆组，如下图1所示，属Ⅱ级机构。

图1

（b）机构运动构件数目为n=5，低副数目为P L=7，高副数目为P H=0，自由度F=1。可分解为原动件1和两个Ⅱ级基本杆组，如下图2所示，属Ⅱ级机构。

图2

6．现有四个渐开线标准直齿圆柱齿轮，压力角为20°，齿顶髙系数为1，径向间隙系数为0.25,且，；，；，；，。试问：（1）轮2和轮3哪个齿廓较平直，为什么？

（2）哪个齿轮的齿最高，为什么？

（3）哪个齿轮的尺寸最大，为什么？

（4）齿轮1和齿轮2能正确啮合吗，为什么？

【答案】（1）因为3齿轮的基圆半径大，所以其齿廓较平直；

（2）因为1齿轮的模数最大，所以其齿最高；

（3）因为3齿轮的分度圆最大，所以其尺寸最大；

（4）齿轮1和齿轮2不能啮合，因为％#/n2。