2021年武汉大学动力与机械学院907机械原理考研核心题库之简答题精编

特别说明

本书根据历年考研大纲要求并结合历年考研真题对该题型进行了整理编写，涵盖了这一考研科目该题型常考试题及重点试题并给出了参考答案，针对性强，考研复习首选资料。

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一、简答题

1．在下图所示的脚踏车里程表的机构中，C为车轮轴，已知各轮齿数为z1=20，z2=100，z3=120，z4=12，z4'=30，z5=100。当nc=15r/min时，试求表上的指针P的转速n P及转动方向。

图

【答案】（1）3，4，4′，5，H组成周转轮系：1，2组成定轴轮系。

（2）对于周转轮系，i H53=n5-n H/n3-n H=3。

对于定轴轮系，i12=n1/n2=-5；得出n2=-3r/min。

由图中，n H=n2=-3r/min，n3=0；

得：n P=6r/min，n P与n c同向。

2．如下图所示为一直动平底推杆盘形凸轮机构。已知基圆半径，推杆运动规律，凸轮等角速度顺时针方向转动。试求凸轮廓线的极坐标方程，并问：该凸轮机构的压力角为多大？其基圆半径是否取决于压力角的大小？

图

【答案】（1）如题中图所示，设取为极坐标的极轴，凸轮由起始位置按方向转过角时，推杆相应的位移为s。根据反转法原理，若凸轮固定不动，则推杆反转角，此时推杆与凸轮在B点相切，又由瞬心法可知，此时凸轮与推杆的相对瞬心为P点，故知推杆的速度为

得

由图可得凸轮工作廓线的极坐标方程为

（2）由题中图可知，在直动平底推杆盘形凸轮机构中，凸轮法向推力始终垂直于推杆的平底，

当平底垂直于导路方向线时，其压力角恒等于零；当平底倾斜时，压力角恒等于平底对于导路方向线的倾斜角。

（3）由于直动平底推杆盘形凸轮机构的压力角恒等于常数，故其压力角与基圆半径无关，因此，凸轮的最小棊圆半径不取决于压力角的大小，而是取决于凸轮的全部廓线必须外凸这一条件。只有这样，平底才能与凸被廓线的各点相接触，以保证推杆完全实现预期的运动规律。

3．如图1所示凸轮机构中，画出凸轮由图示位置转过45°时凸轮机构的压力角及偏距圆。

图1

【答案】（1）偏距圆如图2所示；

（2）从动件反转45°的压力角如图2所示。

图2

4．如图1所示为偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，试画出：

（1）凸轮的基圆；

（2）由升程开始到图示位置时从动件的位移s、凸轮的转角。

图1

【答案】（1）基圆如图2所示，其半径为r0；

（2）从动件的位移s、凸轮的转角如图2所示。

图2

5．如图所示曲柄滑块机械（运动简图）中，已知构件的尺寸及，曲柄每分钟转数n 1，活塞的质量m 3，连杆的质量m2，连杆对其质心S2的转动惯量。试确定连杆和活塞的惯性力。

图

【答案】

选定和作出速度多边形及加速度多边形，如图（a）和（b）所示。

活塞惯性力方向与相反；

连杆惯性力方向与相反；

连杆惯性力矩方向与相反。

图（a）

图（b）