2013年东南大学《机械原理》考研真题(标准版)

2013年《机械原理》试题（A 卷）

一、（14分）题图示平面机构，构件1为主动件，转向如图。

(1) 指出该机构中是否存在复合铰链、局部自由度和虚约束；

(2) 求该机构的自由度，并写出具体计算过程；

(3) 将机构中的高副化为低副，另行画出高副低代后的机构示意图； (4) 另行画出机构所含各杆组，并确定各杆组的级别和机构的级别。

二、（18分）题图示轮系，已知：11=z （右旋蜗杆），402=z ，202=′z ，162=′′z ，163=z ，184=z ，274=′z ，

485=z ，605=′z ，506=z ，256=′z ，357=z ，r/min 12001=n （转向如图）。试求H n 的大小和方向。

三、（18分）在题图示铰链四杆机构中，已知杆长a = 45mm ，b = 55mm ，c + d = 125mm 。

(1) 若要求其成为曲柄摇杆机构，试确定c 、d 长度的取值范围； (2) 该机构能否成为双摇杆机构或双曲柄机构？为什么？

H

四、（16分）题图示一转子由两个互相错开90°的均质偏心轮1、2组成，每一偏心轮的质量均为m ，偏

心距均为r 。拟在平衡平面A 、B 上半径为2r 处分别添加平衡质量A b m )(和B b m )(，使该转子达到动平衡。试求平衡质量A b m )(、B b m )(的大小和相应的方位角A b )(θ、B b )(θ。

五、（22分）题图(a)为一机械系统的等效动力学模型。已知稳定运转时期一个运动周期内等效阻力矩

M r 的变化规律如图(b)所示，等效驱动力矩M d 为常数，等效转动惯量为J = 1kg ?m 2（为常数），等效构件的平均转速为n m = 1500r/min 。试求： (1) 等效驱动力矩M d ；

(2) 等效构件的速度波动系数δ 以及等效构件的最高转速n max 和最低转速n min ；

(3) 若要求等效构件的许用速度波动系数为[δ ] = 0.01，试求安装在等效构件A 轴上飞轮的最小转

动惯量J F 。

六、（16分）在一对上下布置、标准安装的渐开线直齿圆柱外啮合标准齿轮机构中，位于上方的主动轮

1作逆时针转动。已知：标准中心距a = 126mm ，z 1 = 17，z 2 = 25，°=20α，1*

=a

h 。 (1) 求齿轮模数m 以及两轮的分度圆半径（r 1、r 2）、基圆半径（r b1、r b2）、齿顶圆半径（r a1、r a2）

和齿根圆半径（r f1、r f2）；

(2) 以中心线为垂直布置，取长度比例尺μ l = 2mm/mm ，画出两轮的基圆、齿顶圆、分度圆、齿根

圆和节圆（r 1′、r 2′），标出对应的半径，并说明各轮分度圆和节圆之间的大小关系； (3) 画出理论啮合线N 1N 2和实际啮合线B 1B 2，标出啮合角α′； (4) 标出两轮齿廓在齿顶圆上的压力角1a α和2a α； (5) 求重合度αε的大小（有关参数可直接从图上量取）。

七、（14分）如题图所示，已知铰链四杆机构ABCD 中主动连架杆AB 的长度l AB = 16mm ，机架AD 的长

度l AD = 50mm ，当AB 从图示AB 1位置顺时针转动过程中，连杆BC 平面上的E 点经过E 1、E 2、E 3三点，β = 45°，DE 1 = 30mm ，E 1E 2 = E 2E 3 = 12mm 。试采用图解法设计该机构，求出BC 、CD 和CE 的长度，并简要说明作图步骤。

1000

(a)

(b)

八、（32分）

(1) 在图(2) 在图δ（要

(3) 在图(4) 在图(5) 在图(6) 在图，

(7) F Q 所需M d

(a)

(b)

B 13

μ l