西华大学研究生复试试题机械原理2答案

西华大学研究生复试考试试题卷 ( 2卷) 考试科目： 机械原理 试卷总分： 100 分

一、本题10分，参考求解过程及评分要点如下：

D 、

E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件

F 、

G 及其联接用的转动副会带来虚约束。（3分）

n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1 （2分）

111128323=-⨯-⨯=--=h l P P n F （5分）

二、本题15分，参考求解过程及评分要点如下：

解：（1）把B 点分解为B 2和B 3两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下：

2323B B B B v v v += （3分）

方向 ⊥AB ⊥AB 向下 //BC

大小 ? ω1⨯l AB ? r B B k B B B t C B n C B a a a a a 2323233++=+（4分）

方向 B →C ⊥BC B →A ⊥BC 向下 ∥BC

大小 ω32⨯l BC ? ω12⨯l AB 2ω3⨯v B3B2 ?

（2）标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向如下：（8分）

三、本题10分，参考求解过程及评分要点如下：

四、本题15分，参考求解过程及评分要点如下：

（1）m N 5.2172243)201600(220⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯-+⨯=π

πππed M （5分） （2）由30002min max ==+m n n n 及05.0min max ==-δm

n n n 可得、 rpm 5.1537max =n ，rpm 5.1462

min =n （5分） （3）()J 81.10855.21716004max =-⨯=∆π

W

[]22222max 88.005

.0150081.1085900900kgm n W J m F =⨯⨯⨯=∆≥πδπ（5分）

五、本题15分，参考求解过程及评分要点如下：

a=240㎜，b=600㎜，c=400㎜，d=500㎜， a+ b < d +c 满足杆长条件。（3分）1）当杆4为机架，最段杆1为连架杆，机构有曲柄存在；（4分）

2）要使此机构成为双曲柄机构，则应取杆1为机架；要使此机构成为双摇杆机构，则应取杆3为机架。（4分）

3）若a、b、c三杆的长度不变，取杆4为机架，要获得曲柄摇杆机构，d的取值范围应为440＜d＜760。（4分）

六、本题13分，参考求解过程及评分要点如下：

1）机构的极位夹角，θ=180°K-1

K+1

=180°

1-1

1+1

=0°（3分）

因此连杆在两极位时共线，如图所示：在∆DC

1C

2

中因DC

1

= DC

2

，∠C

1

DC

2

=60°故∆DC

1

C

2

为

等边三角形，在直角∆ADC2中∠DAC2=30°，因此∆C1DA为等腰三角形（∠ C1 DA=φ1=30°）因此有 BC-AB=AC1=150mm 和BC+AB=AC2=300mm （3分）

解得：

BC=225mm,AB=75mm 且有AD=2C1Dcos30°=262.5mm,故：

L AB=75mm, L BC=225mm, L CD=150mm（已知）, L AD=262.5mm（3分）

2) 因为L AB+ L AD=75+262.5=337.5＜L BC+ L CD=375,故满足杆长条件;又最短杆AB为一连架杆，所以AB为曲柄。（4分）

七、本题10分，参考求解过程及评分要点如下：

八、本题12分，参考求解过程及评分要点如下：

由定轴轮系i12 =n1

n2

= - -

z2

z1

得n2 =-n×z1

z2

=-120×

20

40

=-60r/min （4分）

将轮1除去后的轮系为一周转轮系

i 2

34

=

n3 -n2

n4 -n2

=-

z4

z3

（3分）

故有n3 -(-60)

0-(-60)

=-

60

15

得n3 =-300r/min （3分）

故轮3的转速大小n3 =300r/min, 转向与轮1相反。（2分）