机械原理与机械设计

上海交通大学
2012年硕士研究生入学考试试题回忆版
试题序号： 809 试题名称：机械原理与机械设计
一、选择题（20分）
1.以下运动副自由度为是（平面副螺旋副还有2个空间副）
2.曲柄摇杆机构摇杆的极限位置是（曲柄与连杆共线）
3.以下压力角为常量的机构是（输出件为平底直动从动件盘形凸轮机构）
4.凸轮基圆半径变大压力角如何变化
5.凸轮运动规律刚性冲击柔性冲击判断
6.正常齿制标准直齿圆柱齿轮的齿距p=18.84mm，齿顶圆直径300mm，则该齿轮的齿数：52 50 48 46
7.下列各圆可能与渐开线无交点的是（分度圆节圆齿顶圆齿根圆）
8.对斜齿圆柱齿轮，螺旋角越小：（这里把11年的大改成了小）传动平稳性越好，轴向分力越小传动平稳性越好，轴向分力越大传动平稳性越差，轴向分力越小传动平稳性越差，轴向分力越小
9.锥齿轮的当量齿数比实际齿数（Z v=Z/cosδ δ：分度圆锥角）
10.以下失效形式不属于强度问题的是(以往原题，选蜗杆变形)
11.不利于避免螺纹联接松动的是：加弹簧垫圈用对顶螺母用止动垫片增大螺纹升角
12.平键标记：键16×80 GB1096-79表示键，16×80表示：（注意一下，这里没标注ABC，可能是A省略不标，我还以为没打印出来捏。

唉，悲剧啊）
13.带传动的中心距和小带轮直径不变，减小传动比，大带轮包角：（这里把11年的增大传动比改为减小）不变增大减小
14.带传动时，小轮主动，应力最大处：大带轮与紧边处小带轮与紧边处大带轮与松边处小带轮与松边处
15.链条节数宜采用：奇数偶数3的倍数4的倍数
16.在实际应用中应成对使用联轴器是：牙嵌联轴器轮胎式联轴器万向联轴器圆盘摩擦离合器
17.在非液体摩擦滑动轴承中，限制压强P的目的是：防止过热防止过度磨损防止塑性变形防止过大的摩擦阻力矩
18.弯矩合成中的那个α引入是为了什么
19.控制滑动轴承PV值的目的是：防止轴承破裂防止油膜破裂（维持边界膜不遭破裂）防止轴颈磨损（P）防止油脂变质
20.还有一个想不出来了基本上是原题或者原题作简单变化注意基础即可。

二、填充题（30分）
1.从设计角度来看，连杆机构可分为（3个空）
2.四杆机构杆长范围计算（11年出了个大题，今年只是1分的填空）
3.具有相同标准模数和压力角的直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮的基圆，分度圆，齿根圆，齿顶圆，齿根，齿高的大小比较，直齿轮大的是（），小的是（），等的是（）这三个空6分其余都是1分，而且这六个当中直齿轮大的应该没有吧
4.飞轮的作用（1）（2）
5.齿廓啮合基本定律是（），蜗杆传动正确啮合条件（交错角Σ=90°时，蜗杆导程角等于蜗轮
螺旋角，且旋向相同）
6.直齿轮设计准则：闭式软齿按什么设计，按什么校核；闭式硬齿按什么校核，开式按什么设计，5个空
7.大链轮的齿数选择规定最小值是为了什么限制最大值又是为了什么（①增加了传动尺寸和质量P2过大②易于因磨损产生的节距伸长而发生跳齿、脱链）
8.定义分度圆的作用
9.键连接用作（轴和轮毂的轴向固定），传递（转矩），有的还可以实现（轴上零件的轴向固定或轴向移动）。

什么键可以承受轴向力（楔键），什么键可以起导向作用（导向平键或滑键）
10.带传动的主要失效形式（V带疲劳断裂）、（打滑），其中不可避免的是（存在弹性滑动，导致从动带轮的圆周速度v2＜带速v＜主动带轮的圆周速度v1，造成所谓速度损失）
11.少了1分的填空，大部分很基础，有的考擦很细
三、计算题（100分）
1.轮系（25分）
（1）计算自由度，判断有虚约束，局部自由度以及复合铰链。

（2）计算传动比
（3）计算等效转动惯量并判断它有何特点。

同11年，估计只是换了个轮系，仍然只给字母不给数字，计算相当复杂。

2.凸轮作图题（20分）
直动滚子从动件，凸轮是个偏心圆。

要求作出理论廓线、基圆，判断凸轮正确转向并指出图示处于推程段还是回程段，作出图示位置压力角并写出表达式，当凸轮再转过60°时的压力角和位移。

3.轴承计算（25分）
问题与11年一样，不过把空间力系变成了平面力系，降低了难度，大家还是掌握好空间力系吧。

4.螺栓计算（20分）
（1）计算预紧力
（2）计算螺栓小径，根据表格选择螺栓公称直径应该是10年的原题吧，可能数字有所改动，是一个只受旋转力矩的普通螺栓连接。

5.开放题（20分）
试从现代机械逻辑功能的角度看传统机械与现代机械的异同，以及谈谈机电一体化在现代机械中发挥的作用。

上海交通大学
2008年硕士研究生入学考试试题
试题序号： 809 试题名称：机械原理与机械设计
考试时间3小时满分150分（答案必须写在答题纸上，写在试题纸上一律不给分）一、（20分）
（一）单项选择题（从给出的~A、B、C、D~中选一个答案，每小题1分）
1.平面运动副按其接触特性，可分成______
A移动副与高副 B低副与高副 C转动副与高副 D转动副与移动副
2.铰链四杆机构的压力角是指在不计摩擦情况下连杆作用于____上的力与该力作用点速度间所夹的锐角。

A主动件 B连架杆 C机架 D从动件
3.对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用____措施来解决。

A增大基圆半径 B改用滚子从动件 C改变凸轮转向 D减小基圆半径
4.齿数Z=12，压力角α=20°的渐开线标准直齿外齿轮，其齿根圆____基圆。

A大于 B等于 C小于 D小于且等于
5.在单向间歇运动机构中____的间歇回转角在较大的范围内可以调节。

A槽轮机构 B不完全齿轮机构 C棘轮机构 D蜗杆凸轮式间歇运动机构
（二）填空题（每小题1分）
1.影响螺纹副效率的螺纹参数为__、__、__及__。

2.对已设计好的液体动力的滑径向滑动轴承，试分析在仅改动下列参数之一时，将如何影响该轴承的承载能力。

1）转速由n=500r/min改为700r/min时，轴承的承载能力将___；
2）宽径比l/d由1.0改为0.8时，轴承的承载能力将___；
3）轴承孔表面粗糙度由Rz=6.3改为Rz=3.2时，轴承的承载能力将___。

3.已知圆柱螺旋压缩（拉伸）弹簧的外载荷为F，试分析：
1）只增大弹簧丝直径d时，弹簧变形是___；
2）只增大弹簧的有效圈数n时，弹簧变形是___；
3）只增大弹簧的中经D2时，弹簧变形是___。

二、（18分）
已知一偏置曲柄滑块机构，主动件曲柄AB顺时针回转，滑块C向左为工作行程，行程速比系数K=1.1，滑块行程S=40mm，偏距e=10mm。

1.试合理确定其偏置方位，用图解法设计该机构，求出曲柄AB、连杆BC，并画出机构草图；
2.试用解析法求其非工作行程时机构的最大压力角αmax ；
3.当滑块C为主动件时，画出机构的死点位置。

三、（12分）
现需设计一偏心直动滚子从动件盘形凸轮机构。

设已知凸轮以等角速度ω1=1rad/s 沿逆时针方向回转，从动件向上为工作行程，从动件的行程为h=35mm，偏距e=10mm，滚子半径r0=5mm，凸轮的推程运动角φ1=120°，回程运动角φ2=120°，近停运动角φ3=120°，推程段的许用压力角[σ]=30°。

1.试根据在推程段从动件最大速度v2max=20mm/s，位移s=20mm的条件下，确定凸轮的基圆半径r b（解析法）；
2.合理确定从动件的偏置方向，用草图画出所设计的凸轮机构；
3.画出凸轮从最低位置转过φ=90°时，机构的压力角σ及其位移S。

四、（25分）
（一）采用标准齿条刀加工渐开线直齿圆柱齿轮，已知刀具齿形角α=20°，齿距为4mm，加工时刀具移动速度v=60mm/s，轮坯转动角速度ω=1rad/s。

1.试求按加工齿轮的参数：模数m、压力角α，齿数z、分度圆直径d、基圆直径d0。

2.如果刀具中线与齿轮毛坯轴心的距离L=58mm，问这样加工出来的齿轮是正变位齿轮还是负变位齿轮，变为系数是多少？
（二）已知斜齿轮传动齿数Z1=20，Z2=40，模数m n=8mm，压力角α=20°，齿宽B=30mm，中心距a=250mm，试求其：
1.螺旋角β；
2.齿顶圆直径d a1、d a2；
3.轴向重合度εa。

五、（20分）
在图示的轮系中，设各轮的模数均相同，且为标准传动，若已知其齿数z1=z2′=z3′=z5′=20,z2=z4=z6= z7=40,z3=80,z2=100。

1.当齿轮1为主动杆时，计算机构的自由度，并判断该机构是否有确定的运动？
2.当齿轮1的转速n1=980r/min时，试求齿轮3的转速n2及齿轮5的转速n。

六、（20分）
如图所示某装有斜齿轮的轴由一对30209E型轴承支承，其径向载荷分别为R1=5000N,R2=3500N,作用于轴上的外载荷F A=1000N，方向如图所示。

取载荷系数f p=1.2,常温下工作，f t=1,试计算：
1）两轴承的当量负载荷P1、P2；
2）当该对轴承的预期寿命L h′，齿轮所允许的最大工作转速n max=?
附：30209E型轴承的有关参数如下： C=64200N，e=0.4，X=0.4，Y=1.5，S=R/2y，极限转速n极限=4500r/min
七、（13分）
如图所示传动系统中，件1为蜗杆，件2为蜗轮，件3、4为斜圆柱齿轮，件5、6为直齿锥齿轮。

已知蜗杆1为主动，要求输出齿轮6的转向如图所示，试确定：1）各轴的回转方向（在图示画出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的回转方向）
2）考虑轴Ⅱ、Ⅲ上所受轴向力能抵消一部分的条件下，定出各轮的螺旋线方向，并画在图上。

3）在图上画出各轮圆周力的方向、轴向力的方向。

八、结构题（12分）
如图所示为斜齿轮、轴、轴承组合结构图，斜齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，试指出图示轴系部件结构中的错误，并画出正确的结构图。