西南交通大学2004年考研机械原理试题及答案.doc

试题代码：424 西南交通大学2004年硕士研究生入学考试试卷 试题名称：机械原理 考生注意： 本试题共 7 题，共 3 页，请考生认真检查； 请务必将答案写在答卷纸上，写在试卷上的答案无效。 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 签字 （16分）计算图示平面机构的自由度，如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出。 （25分）渐开线直齿圆柱齿轮—齿条传动,齿轮的基本参数如下表所示 齿数 齿顶高系数 径向间隙系数 模数 压力角 变位系数 齿轮 10 1 0.25 4mm 20° 0.42 说明这对齿轮---齿条传动是否存在根切现象？ 确定正确安装时，齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离； 推出正确安装时的实际啮合线B1B2长度的计算公式； 当齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离增大时，说明在传动节点P的位置、齿轮的节圆半径、啮合角、重合度中，哪些发生了变化，哪些没有发生变化，发生变化的又是发生了什么样的变化。  （15分）现要设计一个双滑块机构，实现滑块A、B之间的相互对应位置关系。问应当如何确定构件AB的杆长。 （本题采用图解法或解析法均可。若采用图解法，则需说明作图的原理和步骤；若采用解析法，则需说明如何得到设计方程，并简要说明如何求解设计方程）。 （20分）在下图所示机构设计中，还要求输出构件具有急回作用（其中构件AB为原动件，并作匀速转动，滑块3为运动输出构件）。 问应当如何修改图示机构，才能够满足设计要求； 在保持系统的输入运动为整周匀速转动、输出运动为往复直线运动，并且有急回作用的条件下，请再提出两个机构运动设计方案（以机构示意图表示）。 （27分）图示双滑块机构，构件1上作用有驱动力P，构件3上作用有工作阻力Q。 问机构在死点位置时，角的值是多少？ 不考虑重力、惯性力等，并设所有移动副的摩擦角均为，所有转动副的摩擦圆半径为，画出图示位置时各个运动副反力的方向； 机构自锁时，角的值是多少？  （27分）图示为一个渐开线齿轮---连杆机构。齿轮1为主动，匀速转动，角速度为，图示比例为。 确定图示位置时齿轮1与构件4之间的速度瞬心，并确定构件4的转速大小和转动方向； 齿轮1及其转动轴上零件对轴A的转动惯量, 齿轮2及其转动轴上零件对轴C的转动惯量，构件 3对其质心B的转动惯量，质量为，构件 4 及其转动轴上零件对轴D的转动惯量,构件4的质心位于铰链点D。齿轮1、2均为标准齿轮，齿数分别为，模数为，CB的长度与齿轮2的分度圆半径相同。试以构件1为运动等效构件，写出系统的等效转动惯量的表达式； 忽略其他外力的影响，只考虑作用在齿轮1上的驱动力矩和作用在构件4上的工作阻力矩。试写出保持齿轮1匀速稳定运动的条件。 （20分）图示凸轮机构，图中所给出的部分廓线为以圆心为O，半径为的圆为基圆所得到的渐开线。 写出机构的名称； 标出当凸轮由图示位置、逆时针方向转动时，从动件的位移和机构的压力角； 确定当凸轮转动任意角时的 。 西南交通大学2004年硕士研究生入学考试答案 试题名称：机械原理 （16分）计算图示平面机构的自由度，如果有复合铰链、局部自由度和虚约束请予以指出。 解：（a）、 其中：滚子Ｂ和滚子Ｄ处是局部自由度，移动副E或Ｈ中有一处是虚约束，没有复合铰链。 （b）、 其中：O1和O2处是复合铰链，没有局部自由度和虚约束。 （25分）渐开线直齿圆柱齿轮—齿条传动,齿轮的基本参数如下表所示 齿数 齿顶高系数 径向间隙系数 模数 压力角 变位系数 齿轮 10 1 0.25 4mm 20° 0.42 说明这对齿轮---齿条传动是否存在根切现象？ 确定正确安装时，齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离； 推出正确安装时，写出实际啮合线B1B2长度的计算公式； 当齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离增大时，说明在传动节点P的位置、齿轮的节圆半径啮合角、重合度中，哪些发生了变化，哪些没有发生变化，发生变化的又是发生了什么样的变化。 解：１、上述条件下齿轮不根切的最小齿数为 变位齿轮不根切的最小变位系数为 而齿轮的变位系数为0.42，，所以这对齿轮---齿条传动不存在根切现象。 ２、正确安装时，齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离为 ３、正确安装时，其啮合图如上图示，实际啮合线B1B2长度的计算公式为 式中：； ； 最后得 式中： ４、当齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离增大时，传动节点P的位置、齿轮的节圆半径啮合角都不发生变化；而重合度将发生变化，随着齿轮的转动中心到齿条分度线之间的距离的增大，重合度将减小。 三、　（15分）现要设计一个双滑块机构，实现滑块A、B之间的相互对应关系。问应当如何确定构件AB的杆长。 （本题采用图解法或解析法均可