河北工业大学机械原理考研真题(2012年A卷)

河北工业大学2012年攻读硕士学位研究生入学考试试题（A）科目名称机械原理（I）科目代码822共3页适用专业机械工程注：所有试题答案一律写在答题纸上、答案写在试卷上、草稿纸上一律无效。一、问答题（共30分，每题6分）1、什么是刚性转子的静平衡？什么是刚性转子的动平衡？各至少需要几个平衡平面进行平衡？2、既然虚约束对于机构的运动实际上不起约束作用，那么实际机械中为什么又常常存在虚约束？3、何谓速度瞬心？相对瞬心和绝对瞬心有何异同点？4、什么是机械的工作循环图？工作循环图在机械设计中有什么作用？5、采用当量摩擦系数fv和当量摩擦圆Φv的意义何在？当量摩擦系数fv与实际摩擦系数不同，是因为两物体接触面几何形状改变，从而引起摩擦系数改变的结果，对吗？为什么？二、计算分析题（共75分）1、（15分）如图1所示的平面机构，已知：BC∥DE∥GF，且BC=DE=GF，试计算此机构的自由度。若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请指出。2、（20分）如图2所示轮系中，已知各齿轮齿数为：z1=18,z2=30，z2’=25，z3=78，z4=73。试求传动比i13。并说明二者的转动方向是否相同。3、（20分）现要设计一对传递平行轴运动的外啮合齿轮。已知两齿轮齿数分别为：z1=22,z2=32,模数m=2mm，压力角α=20°，ha*=1.0，c*=0.25，中心距a=55mm,试问：（1）这对齿轮传动能否采用渐开线标准直齿圆柱齿轮传动？能否采用斜齿圆柱齿轮传动？为什么？（4分）（2）若采用渐开线直齿圆柱齿轮传动，应采用何种传动类型？并计算这对齿轮传动的啮合角α’，两轮的节圆直径d1’,d2’和两齿轮的分度圆直径d1、d2；（8分）（3）若采用斜齿圆柱齿轮传动，计算这对齿轮传动的螺旋角β，两齿轮的分度圆直径d1、d2，齿顶圆直径da1、da2，齿根圆直径df1、df2。（8分）4、（20分）设有一由电机驱动的机械系统，一主轴为等效构件，其运转周期为2π，等效构件的最大及最小角速度分别为ωmax=200rad/s，ωmin=180rad/s，等效阻力矩Mr随主轴转角的变化曲线如图3所示，等效驱动力矩Md为常数。试求：（1）等效驱动力矩Md的大小；（5分）（2）此机械系统的速度不均匀系数δ；（5分）（3）机械系统的最大盈亏功ΔWmax;（5分）（4）若要求机械运转速度不均匀系数的许用值[δ]=0.01,求装在主轴上的飞轮转动惯量JF。三、作图分析题（共45分，答案一律写在答题纸上，否则无效）1、（10分）如图4所示凸轮机构，凸轮1以角速度ω匀速回转。试作：（1）标出凸轮的基圆半径ro；（2分）（2）标出图示位置机构的压力角α；（2分）（3）标出凸轮的推程运动角δo和回程运动角δo’；（4分）（4）凸轮从图示位置转过多少角度δ推杆升至最高位置？（2分）（5）若凸轮转向改为顺时针，其它条件都不变，推杆2的运动规律与原来的是否相同？为什么？2、（15分）如图5所示曲柄摇杆机构，已知各构件的长度为lAB=240mm，lBC=600mm,lCD=500mm,lAD=800mm,试作：（1）标出此机构的极位夹角θ；（5分）（2）将机构进行修改设计：保持lAB、lBC、K不变，使摆角Ψ=4θ，试用图解法求摇杆长度lCD及机架长度lAD。3、（15分）在图6所示六杆机构中，已知各构件的长度为lAB=80mm，lAD=180mm,lCD=92mm,lCE=200mm，原动件1以等角速度ω1=10rad/s转动，试用矢量方程图解法，求当θ=30°时，构件3的角速度和滑块5速度vF。