2009年研究生入学考试试题
【题目】一.试做下列各题(17分)
【解题】
1.所谓零件指的是制造的单元体；机器中每一个独立的运动单元称为一个构件；
2.n=6，P L=8，P H=1，F=3n-2P L-P H=1，B处有局部自由度；
3.该系统不具有确定的运动，因为其自由度为零。

解：①转速ω=2πn/60=31.4
m1所产生的离心惯性力为R1=m1ω2r1=473.26N
m2所产生的离心惯性力为R2=m2ω2r2=492.98N
m3所产生的离心惯性力为R3=m3ω2r3=394.38N
各惯性力在X轴和Y轴上的分力分别为：
R1X= R1cos90。

=0N；R1Y= R1sin90。

=473.26N
R2X= R2cos195。

=-476.18N；R2Y= R2sin195。

=-127.59N
R3X= R3cos(-45。

)=278.87N；R3Y= R3sin(-45。

)=-278.87N
R X= R1X + R2X + R3X =-197.31N；R Y= R1Y + R2Y + R3Y=66.83N
R= (R X 2+ R Y 2)1/2=208.32N
所以离心惯性力的合力与X轴的夹角为α=arccos(-197.31/208.32)=161.29。

在A和B处所产生的动压力分别为：
R A=R(b/(a+b))=78.12N；R B=R(a/(a+b))=130.2N，方向均与X轴成的夹角161.29。

②各质径积分别为：m1r1=480kgmm；m2r2=500kgmm；m3r3=400kgmm
各质径积在X轴和Y轴上的投影分别为：(m1r1)X=0，(m1r1)Y=480kgmm；
(m2r2)X=500×cos195。

=-482.96 kgmm，(m2r2)Y=500×sin195。

=-129.41 kgmm；(m3r3)X=400×cos(-45。

)=282.84 kgmm，(m3r3)Y=400×sin (-45。

)=-282.84 kgmm (mr) X=(m1r1)X +(m2r2)X +(m3r3)X =-200.12 kgmm，
(mr) Y=(m1r1)Y +(m2r2)Y +(m3r3)Y =67.75 kgmm
总质径积为mr =((mr) X2+(mr) Y2)1/2=211.28 kgmm，
方向为与X轴的夹角为arccos((mr) X/mr)= 161.29。

m b=mr/r b=1.0564kg，方向与mr的方向相反，即与X轴成-18.71。

③对于动平衡，要对其惯性力偶进行平衡，所以要两个平衡基面，而静平衡不需对力偶
进行平衡，所以需一个平衡基面。

静平衡的物体不一定动平衡。

解：
①概据三心定理知，P 35在直线P 36P 56和直线P 34P 45的交点上。

②如图，在P 13处构件1和构件3的速度相等，ω1P 16P 13=ω3P 36P 13，则ω3=ω1P 16P 13/ P 36P 13， 又构件3和构件5在P 35处的速度相等，所以V 5=ω3P 36P 35=ω1P 16P 13×P 36P 35/ P 36P 13， 构件4上P 45的瞬时速度等于V 5，故ω4= V 5/ P 45P 46=ω1(P 16P 13×P 36P 35)/( P 36P 13×P 45P 46)。

③ 绝对瞬心处的绝对速度为零，相对瞬心处的绝对速度不为零。

不能用瞬心法对机构进行加速度分析。

解：
P 35
P 36
P 46
P 13
P 34
P 45
P 12
P 23
P 16
P 56
两个机构均发生自锁，自锁的可靠性不一样，因为对于效率小于零的情况，效率越小，则实际阻力的大小越大，可靠性越好。

解：
理想驱动力P 0=Qtan α，实际驱动力P=Qtan(α+φ
)
α+φ
P
N
Q
滑块的受力图
P1 P2 F1
F2
N1
解：
如图所示，在平衡状态下，P=P1=P2=Q，则F1=P1=Q，F2=P2=Q。

物体对夹具的压力N1对夹具的力矩和F1对夹具的力矩应大小相等，即F1×60=N1×15，得N1=4Q，同理得N2=4Q。

所以夹具和物体间的最大摩擦力为(N1+ N2)f=8fQ，要能夹起物体，则8fQ≥Q，所以摩擦系数至少为0.125。

解：
1．机械运转分为起动阶段，稳定运转阶段和停车阶段三个阶段。

在起动阶段，原动件的角速度逐渐上升，驱动功大于阻抗功，机械积蓄动能。

在稳定运转阶段，机械的总驱动功与总阻抗功相等。

在停车阶段，机械逐渐释放动能。

2．飞轮调速的基本原理为在最大盈亏功一定的情况下，通过增大转动惯量的办法来减小速度的波动。

3．设W(a)=0，则W(b)=100，W(c)=100-70=30，W(d)=30+30=60，W(e)=60-90= -30 ΔW max= W(b)- W(e)=130，最大角速度出现在b处，最小角速度出现在e处。

解:
①理论轮廓线和基圆如图. ②压力角如图α
③当C 点转到AO 连线上的C ,点时,机构有最大压力角 最大摆角如图所示的ψ max
④在D 点相对最低点的位移如图所示的ψ D ⑤最大压力角如图所示的α max
⑥根据运动线图确定从动件的加速度,若加速度为0,则不存在冲击,若加速度为一有限值,则存在柔性冲击,若加速度无穷大,则存在刚性冲击.
根据速度时间图或知该机构存在冲击,在A,B,C,D,E处有刚性冲击.
解：取逆时针方向为正方向
①该轮系是一个复合轮系，由一个定轴轮系和一个周转轮系组成。

其中定轴轮系由齿轮5和齿轮6组成，周转轮系由齿轮1，齿轮2，齿轮3，齿轮4和行星架H组成。

②周转轮系的转化轮系是定轴轮系。

③齿轮3和齿轮4的中心距a34与齿轮1和齿轮2的中心距a12相等
所以Z4-Z3=Z1+Z2，Z2=Z4-Z3-Z1=96-36-18=42
④在周转轮系的转化轮系中，i14H=(n1-n H)/(n4-n H)= －(Z2Z4)/ (Z1Z3)= －56/9
又n1=0，n4=360r/min，可解得n H =5040/11。

i65=－Z5/Z6= －36/20=－9/5
n B=n6= i65×n5= i65×n H= －824.7 r/min，即B轴的转速为772.1 r/min，方向与n A相反，顺时针。

⑤在定轴轮系中，i56= －Z6/Z5= －5/9，
n5= i56×n6=－5/9×n6= 1900/9 r/min
在周转轮系中，n H=n5= 1900/9 r/min (1)
在周转轮系的转化轮系中，i14H=(n1-n H)/(n4-n H) =－56/9 (2)
又n 4=n A= 360r/min (3)
联立(1)(2)(3)式可解得：n1= －715.3r/min
所以n C= n1= －715.3r/min，即Ｃ轴的转速为715.3r/min，方向为顺时针。

解：
①L AB +L BC =58mm ，L CD +L AD =64mm ，又最短杆AB 的邻边AD 为机架，所以该机构为曲柄摇杆机构。

当AB 为主动件，CD 为从动件时，该机构不可能出现死点现象；当CD 为主动件，AB 为从动件时，该机构可能出现死点现象，当AB 与CD 共线时出现死点。

②以L CD 为半径D 为圆心画弧，再分别以L CD －L AB 和L CD ＋L AB 为半径，以Ａ为圆心画弧，分别交第一段弧于Ｃ１点和Ｃ２点。

则极位夹角θ＝∠Ｃ１ＡＣ２＝30。

，则Ｋ＝(180。

+30。

)/(180。

-30。

)=1.4
如图所示，当AB 与AD 共线时传动角最小，即γ min =∠B ，
C ，
D ＝23。

③取AB 为机架时将形成双摇杆机构。

解：
①作三角形B 2DM 2和三角形B 3DM 3
②平移以上两三角形，使B 2M 2和B 3M 3与B 1M 1重合，相应的D 点分别标为Ｄ２和Ｄ３ ③连接ＤＤ２和Ｄ２Ｄ３并作其中垂线，则中垂线的交点Ｃ１即为原机构处于第１个位置时Ｃ
Ｃ１ Ｃ１
θ
B ，
Ｃ，
Ｄ２ Ｄ３
Ｃ１
点的位置。

由此可得：连杆的长度L BC=L B1C1=42×0.01=0.42m，摇杆的长度L CD=L C1D=23×0.01=0.23m。