武汉理工大学2009考研机械原理真题

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.