【考研类试卷】考研机械原理-6及答案解析.doc
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1、考研机械原理-6 及答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、单项选择题(总题数:4,分数:6.00)1.两运动副元素的材料一定时,当量摩擦系数取决于_。(分数:1.50)A.运动副元素的几何形状B.运动副元素间的相对运动速度的大小C.运动副元素间作用力的大小D.运动副元素间温差的大小2.机械中采用环形轴端支承的原因是_。(分数:1.50)A.加工方便B.避免轴端中心压强过大C.便于跑合轴端面D.提高承载能力3.下述四个措施中,_不能降低轴颈中的摩擦力矩。(分数:1.50)A.减小轴颈的直径B.加注润滑油C.略微增大轴承与轴颈的间隙D.增加轴承的长度4.一台机器空运转,对外不做功
2、,这时机器的效率_。(分数:1.50)A.大于零B.小于零C.等于零D.大小不一定二、填空题(总题数:5,分数:10.00)5.移动副的自锁条件是 1,转动副的自锁条件是 2,螺旋副的自锁条件是 3。 (分数:2.00)6.从效率的观点来看,机械的自锁条件是 1;对于反行程自锁的机构,其正行程的机械效率一般小于 2。 (分数:2.00)7.在同样条件下,三角螺纹的摩擦力矩 1 矩形螺纹的摩擦力矩,因此它多用于 2。 (分数:2.00)8.机械发生自锁的实质是 1。 (分数:2.00)9.机械效率等于 1 功与 2 功之比,它反映了 3 功在机械中的有效利用程度。 (分数:2.00)三、分析计算
3、题(总题数:9,分数:27.00)10.已知下图所示机构中移动副的摩擦系数 f=0.1,转动副的当量摩擦系数 f v =0.15,绳的两直线部分与斜面平行,且绳与滑轮间无滑动,滑轮半径 R=100mm,轴颈半径 r=30mm,滑块重 Q=1000N,斜面倾角=30,楔形半角 =60。求使滑块 2 匀速上滑所需的拉力 P 及机构的效率。 (分数:3.00)_11.如下图所示的四构件斜面机构,已知摩擦角为 ,求力 P 为驱动力时的正行程不自锁而 Q 为驱动力时反行程自锁的条件,并求反行程的效率关系式。 (分数:3.00)_12.如下图所示的机组是一电动机经带传动、减速器带动两个工作机 A 和 B。
4、已知两个工作机的输出功率和效率分别为 N A =2kw, A =0.8;N B =3kw, B =0.7,每对齿轮传动的效率 1 =0.95,每个支承的效率 2 =0.98,带传动的效率 3 =0.9。求电动机的功率和机组的效率。 (分数:3.00)_13.下图所示为一机床的矩形V 形导轨副,拖板 1 与导轨 2 组成复合移动副。已知拖板 1 的运动方向垂直于纸面,重心在 S 处,几何尺寸如图所示,各接触面的滑动摩擦系数 f=0.1,试求该导轨的当量摩擦系数 f v 。 (分数:3.00)_14.下图所示为一焊接用楔形夹具,利用这个夹具把两个要焊接的工件 1 和 1“预先夹紧,以便焊接。图中2
5、 为夹具,3 为楔块,如已知各接触面间的摩擦系数均为 f,试确定此夹具的自锁条件。 (分数:3.00)_15.下图所示由构件 1、2、3、4 所组成的杠杆机构中,虚线圆为转动副 A、B、C 中的摩擦圆,半径为,P 为驱动力,Q 为生产阻力,杠杆处于水平位置。 (1)标出转动副 A、B、C 中总反力 R 12 、R 32 、R 42 的作用线位置及方向,并写出构件 2 的力平衡方程式; (2)求出使 Q 等速上升时的驱动力 P(用 Q 表示); (3)求该杠杆机构的效率 。 (分数:3.00)_16.已知摩擦圆如下图所示(虚线圆),摩擦角 =30,生产阻力 Q,试列出构件 2 的力平衡方程及作出
6、相应的力矢量多边形,标出 R 31 力作用线位置与方向。 (分数:3.00)_17.如下图所示,已知滑块 2 在主动力 P 作用下,克服沿斜面向下的工作阻力 Q,沿斜面(=30)向上匀速滑动,主动力 P 与水平方向夹角为 =15,接触面之间的摩擦角 =10。 (1)用力多边形法求出主动力 P 与工作阻力 Q 之间的数学关系式(必须列出力平衡方程式,画出相应的力多边形); (2)为避免滑块 2 上滑时发生自锁, 角的最大极限值为多少(即滑块 2 上滑时的不自锁条件)? (分数:3.00)_18.如下图所示机构,已知杆长 l AB 、l BC ,滚子半径 r,转动副摩擦圆(虚线所示)半径 ,滑动摩
7、擦系数 f,A、C 两铰链在同一水平线上,不计构件重量,试求: (1)若不计运动副中的摩擦时,该机构的自锁条件; (2)考虑运动副中的摩擦时,该机构的自锁条件。 (分数:3.00)_四、作图题(总题数:11,分数:33.00)19.设计一如下图所示铰链四杆机构。已知摇杆的行程速比系数 K=1,机架长 L AD =120mm,曲柄长 l AB =20mm,且当曲柄 AB 运动到与连杆拉直共线时,曲柄位置 AB 2 与机架的夹角 1 =45,试确定摇杆及连杆的长度 l CD 和 l BC 。 (分数:3.00)_20.在一偏置曲柄滑块机构中,已知偏距为 e(滑块的导路方向线在曲柄转动中心之上),曲
8、柄为 2e,连杆为 7e,试绘图表示: (1)滑块的行程; (2)曲柄为主动时的最大压力角; (3)滑块为主动时机构的死点位置。 (分数:3.00)_21.在下图所示的曲柄滑块机构中,已知偏心距 e=10mm,曲柄长 a=20mm,且为主动件,连杆长 b=60mm,试求: (1)滑块的行程; (2)最小传动角 min 的大小及位置; (3)画出极位夹角 。 (分数:3.00)_22.在一偏置曲柄滑块机构中,滑块导路方向线在曲柄转动中心之上。已知曲柄 a=70mm,连杆 b=200mm,偏距 e=30mm,曲柄转速 n 1 =500r/min。 (1)求滑块行程长度; (2)分别求滑块正、反行程
9、的平均速度; (3)画出当滑块为主动时的机构死点位置。 (分数:3.00)_23.在偏置曲柄滑块机构 ABC 中,已知曲柄 AB=70mm,连杆 BC=164mm,偏距 e=24mm,滑块中心 C 运动方向线在铰链 A 之上,设曲柄为主动件,顺时针转动,试按比例画出机构运动简图,并标出滑块向右运动行程的最小传动角 和向左运动行程的最小传动角 (分数:3.00)_24.一平面导杆机构。已知主动曲柄绕轴心 A 作等速回转,从动件滑块作往复移动,l AB =46mm,l DC =404mm,l CE =392mm,其他尺寸如下图所示,试求该机构的行程速比系数 K 与极位夹角 。 (分数:3.00)_
10、25.下图所示为 Y52 插齿机的插齿机构。已知 l O1O2 =200mm;要求插齿刀行程 H=80mm,行程速比系数K=1.5,试确定各杆件尺寸(即 l O1A 和扇形齿轮分度圆半径 R 2 )。 (分数:3.00)_26.在下图示插床的转动导杆机构中,已知 l AB =50mm,l AD =40mm 及行程速比系数 K=1.4,求曲柄 BC 的长度及插刀 P 的行程长。 (分数:3.00)_27.已知滑块的行程为 30mm,其行程速比系数 K=3,其余尺寸如下图所示。试设计一铰链六杆机构。 (分数:3.00)_28.如下图所示的六杆机构,AB 为曲柄。如已知滑块行程长 H=20mm,E
11、点的近极限位置距 D 点为 46mm,l CD =30mm,l CE =60mm,l AD =50mm,试求 l AB 和 l BC ,并求出极位夹角。 (分数:3.00)_29.已知一六杆机构,输入构件为曲柄 O 2 B(C),两个输出构件分别为滑块 D 和摇杆 O 1 A,滑块 D 的行程速比系数 K=1.4,且已知 l O2C :l O2B =1.2,l O1A =2l O2B ,摇杆 O 1 A 的左边极限位置与水平线的夹角 1 为 55(见下图),滑块 D 的行程 H D =50mm,其余尺寸如下图所示。试设计此机构并求出摇杆的行程速比系数。 (分数:3.00)_五、图解题(总题数:
12、8,分数:24.00)30.在下图所示的机构中,已知各构件的尺寸、生产阻力 Q、各转动副处的摩擦圆(图中用虚线表示)及移动副的摩擦角(如下图所示 角),不计各构件的惯性力和重力。 (1)试在图中画出在驱动力 P 作用下,各运动副中总反力的作用线位置与方向; (2)右 Q 为驱动力,而 P 为生产阻力,则各运动副中总反力作用线的位置和方向又如何? (3)在驱动力 Q 作用下,该机构在什么情况下自锁? (分数:3.00)_31.已知下图所示机构的各杆长度及位置角 ,驱动力 P,转动副中的摩擦圆半径 ,移动副中的摩擦角,CDEADF。试求各运动副中的反力和应加在杆 AB 上的平衡力矩(为作图方便,取
13、 =4mm,=10,力 P 画 50 个单位长度)。 (分数:3.00)_32.在下图所示的夹紧机构中,已知各构件的尺寸,摩擦圆如图中虚线小圆所示。试求: (1)在图示位置欲产生 Q=100N 的夹紧力时所需的压力 P; (2)该机构在图示位置时的效率 (构件 2 与构件 4 之间的摩擦不计,规定 F =2.5N/mm)。 (分数:3.00)_33.在下图所示的机构中,已知驱动力 P=25N,图中虚线小圆为摩擦圆,l FA =20mm,l AB =25mm,l BC =20mm,l CD =25mm,l DE =10mm,=9,摩擦角 =9。试求: (1)在图上画出正行程时杆 2、连杆 3、斜
14、块 4 的受力情况; (2)求能克服的工作阻力 Q 的大小; (3)斜块 4 反行程时的自锁条件。 (分数:3.00)_34.下图所示为一摆动推杆盘形凸轮机构。设已知机构各部分(包括轴颈)的几何尺寸及作用于推杆上的生产阻力 Q,又知各运动副中的摩擦系数 f 和摩擦圆半径 P,如果不计各构件的重量及惯性力。试用图解法确定: (1)各运动副中的反力; (2)需加于凸轮轴上的平衡力矩 M b ; (3)该机构的机械效率。 (分数:3.00)_35.在下图所示的机构中,已知原动件 1 在驱动力矩的作用下等速转动,转向如图,从动件 2 上的生产阻力 Q 如图所示,运动副 C 的摩擦角 =15,各转动副处
15、虚线圆为摩擦圆。若不计各构件的重力与惯性力,试在图上标出各运动副中总反力的方位与指向,并写出构件 2 的力平衡方程和画出力多边形。 (分数:3.00)_36.下图所示杠杆机构处于平衡状态,杆 2 上的驱动力 F d =100N,方向水平向左,L 1 =60mm;生产阻力Q=120N,方向垂直向上,L 2 =40mm。试求: (1)用图解法求转动副 A 中构件 1 对 2 的总反力 R 12 的大小; (2)求转动副 A 中的摩擦圆半径 ,并在图上画出摩擦圆和标出 R 12 的位置。 (分数:3.00)_37.下图为一曲柄导杆破碎机简图。机构尺寸如图所示,其长度比例尺 l=0.005m/mm,如
16、已知各转动副的摩擦圆,且摩擦角 =20,破碎时的工作阻力 Q=1000N,试取力比例尺 F =20N/mm,用图解法求原动件 1 上所需的驱动力矩 M d 的大小和方向。 (分数:3.00)_考研机械原理-6 答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、单项选择题(总题数:4,分数:6.00)1.两运动副元素的材料一定时,当量摩擦系数取决于_。(分数:1.50)A.运动副元素的几何形状 B.运动副元素间的相对运动速度的大小C.运动副元素间作用力的大小D.运动副元素间温差的大小解析:2.机械中采用环形轴端支承的原因是_。(分数:1.50)A.加工方便B.避免轴端中心压强过大 C.便于
17、跑合轴端面D.提高承载能力解析:3.下述四个措施中,_不能降低轴颈中的摩擦力矩。(分数:1.50)A.减小轴颈的直径B.加注润滑油C.略微增大轴承与轴颈的间隙D.增加轴承的长度 解析:4.一台机器空运转,对外不做功,这时机器的效率_。(分数:1.50)A.大于零B.小于零C.等于零 D.大小不一定解析:二、填空题(总题数:5,分数:10.00)5.移动副的自锁条件是 1,转动副的自锁条件是 2,螺旋副的自锁条件是 3。 (分数:2.00)解析:传动角 小于摩擦角 或当量摩擦角 v ;外力作用线与摩擦圆相切或相交;螺旋升角 a 小于摩擦角 或当量摩擦角 v6.从效率的观点来看,机械的自锁条件是
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