西南交通大学机械原理试题

西南交通大学机械原理试题

西南交通大学2003年硕士研究生招生入学考试

机械原理试题

考试时间：2003年1月考生请注意：

1．本试题共七题，共3页，考生请认真检查；

2．答题时，直接将答题内容写在指定的答卷纸上。

一、（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。

(a) (b)

二、 （24分）渐开线直齿圆柱齿轮传动,齿轮的基本参数如下表所示

1．推证其瞬时传动比为1

2

12z z i

，其中12,z z 分别为齿轮2，1的齿数；

2．说明这对齿轮是否存在根切现象？

3．这对齿轮的标准中心距和正确安装中心距分别是多少？

4．分析是否可以通过增大这对齿轮传动的模数来提高其重合度。

三、 （15分）图示机构，图中比例尺为

m mm /002.0，构件2为运动输入构件，构件7为运动输出构件。

1．说出机构中所含基本机构的名称，并说明各个基本机构是由哪些构件组成的；

2．分析该机构运动变换的功能，即：能将原动件2的什么样的运动转变为构件7什么样的运动输出；

3．设计另外一个机构，实现与图示机构相同的运动变换功能，并画出所设计机构的示意图。

四、 （27分）如图所示，

1．设计一个机构能够实现当滑块A 在力P 的作用下向右运动时，

滑块B 能够克服作用于其上的工作阻力Q 向上运动；

2．分析当滑块A 在任意位置时，以力P 为主

动力，所设计机构各个运动副反力的方向（不考虑重力、惯性力等，并设所有移动副、螺旋副、高副的摩擦角均为V ϕ，所有转动副的摩擦圆半径为V ρ）；

3．分析在以力P 为主动力时，所设计机构的自锁条件。

五、 （27

分）图示轮系中，已知各齿轮的齿数

,17 ,40 ,17321===z z z 60 ,80'44==z z ,505=z 60

,1,65,557'66'5====z z z z

min 300031r

n n ==，转向如图所示。

1．试确定出蜗轮7的转速和转向；

2．若齿轮5，4’，5’，6

均为标准渐开线直齿圆柱齿轮，模数为3mm, 且为标注安装。问图中轴心线Ⅱ、Ⅳ之间的距离h 应为多少？

3．设轮系中所有齿轮的

质心与其几何中心（也就是转动轴心）重合，齿轮1及其转

动轴上零件对轴Ⅰ的转动惯量212.0kgm J =, 齿轮2及其转动轴上零件对轴Ⅱ的转动惯量228.0kgm J =，齿轮3及其转动轴上零件对轴Ⅲ的转动惯量2305.0kgm J =，齿轮4-4’ 及其转动轴上零件对轴Ⅱ的转动惯量246.0kgm J =, 齿轮5-5’的质量为20kg ，齿轮5-5’ 及其转动轴上零件对轴Ⅳ转动惯

量

255.0kgm J =，

齿轮6-6’ 及其转动轴上零件对轴Ⅱ的转动惯量265.0kgm J =，齿轮7 及其转动轴上零件对轴Ⅴ的转动惯量2709.0kgm J =。试以构件1位运动等效构件求轮系的等效转动惯量。

六、 （20分）现要设计一个曲柄滑

块机构ABC ，实现曲柄和滑块之间的相互对应位置关系

2 ,1 , ,=i s i i ϕ，并且要求在第二组对应位置时，滑块处于其左极限位置。设已经确定出铰链点A 的位置，如图所示。

（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）。

七、（21分）图示凸轮机构。凸轮1为主动件，凸轮1的凸轮廓线为以点O 为圆心的圆。 1．说明如何确定从动件3的行程h ； 2．标出图示位置时，机构的压力角α，并说明

当凸轮1运动到什么位置时，机构的压力角为最大；

3．对机构进行高副低代，并画出机构的低副

运动等效机构；

4．确定机构在图示位置时，构件1、3的速度

瞬心。

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：

3．本试题共 7 题，共 3 页，请考生认真检查；

4．请务必将答案写在答卷纸上，写在试卷上的答案无效。

七、（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。

八、（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

径向间隙系

数模数压力角

变位系

数

0.25 4mm20°0.42

1．说明这对齿轮---齿条传动是否存在根切现象？

2．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；3．推出正确安装时的实际啮合线B1B2长度的计算公式；

(a) (b)

4．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'r、啮合角'α、重合度ε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。

九、 （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

....3,2,1 )(),( i i s i s B A 。问应当如何

确定构件AB 的杆长AB l 。

（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）。

十、 （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）。 i.问应当如何修改图示机构，才能够满足设计要求；

ii.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）。

十一、 （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

。