2017年西南交大机械原理真题

西南交通大学2017年硕士研究生招生入学考试试卷

试题代码：824试题名称：机械原理

考生请注意：

1.本试题共七题，共4页，满分150分，请认真检查；

2.答题时，直接将答题内容写在考场提供的答题纸上，答在试卷上的内容无效；

3.请在答题纸上按要求填写试题代码和试题名称；

4.试卷不得拆开，否则遗失后果自负。

一.（20分）计算题1图a ，b 所示机构的自由度，如有复合铰链，局部自由度和虚约束请予以指出。

（a ）（b ）

二．(30分)题2图所示机构，构件1为原动件，其中移动副,,D D D '''的导路相互平行，机构作图比例为0.005/l m mm μ=。

1.对机构进行高副低代，画出机构的低副运动等效机构。

2.拆出机构中所包含的基本杆组，并确定机构的级别。

3.确定在图示位置时，构件1与构件3的速度瞬心13P 。

三.（25分）题3图所示凸轮机构。凸轮1为原动件，其上受有驱动力矩1M ，从动件2上受有工作阻力Q F ,凸轮的轮廓半径为R ,偏心距为e 的圆盘，转动副和高副的摩擦角为?，如图中所示，不考虑重力和惯性力。

1.确定凸轮的基圆半径0r 。

2.标出图示位置时从动件2的位移S 以及凸轮机构的压力角α。

3.试确定机构在图示位置时，各个运动副反力的作用线及其方向。

四.（17分）题4图所示为一个螺旋机构，螺旋副为单头右旋螺纹。螺母上受有驱动力Q F ,方向如图所示。螺旋副的参数设计可以使得机构在Q F 的作用下，与螺杆刚结的工作盘转动。设螺旋副的升距为l 。

1.试确定在驱动力Q F 的作用下工作盘的转动方向，并用直线箭头的方法表示出来。

2.如果驱动力为Q F ，工作盘上受有工作阻力矩r M ，螺母的质量为m ，工作盘及螺杆对其轴心线的转动惯量为J ，不计所有运动副中的摩擦。试以工作盘为等效构件，写出系统的运动方程，并确定工作盘的角速度从0增大到d ω所需要时间。

10,20AB BC BE l mm l l mm ===五．（25分）题5图为一个齿条的示意图。现测得10()p mm π=，20o α=，22.5()h mm =。现有三个渐开线正常直齿圆柱齿轮，测得和计算得到的相关参数和尺寸如题5表所示。

1.

试在三个圆柱齿轮中选择出能够与齿条相啮合，且不根切的齿轮n Z 。2.确定出齿轮n Z 与齿条正确安装时，齿轮n Z 的转动中心到齿条分度线之间的距离a 。

3.推出这对齿轮齿条啮合重合度的计算公式。

注：cos 200.9375,tan 200.3640

o o ==六.（18分）题6图所示为一个连杆机构的示意图。已知，

320,20,40CD EF l mm l mm a mm ===，构件1为原动件，以角速度ω匀速转动。试确定在以下两种情况下，滑块5的极限位置，并画出对应的机构位置示意图，标出机构的极位夹角θ。

1.

120,20a a mm ==2.128,0

a mm a ==

七．（15分）题7图所示为一个管道机器人的设计示意图，图中机器人本体通过支腿1和支腿2支撑在管道中，支腿1和支腿2分别通过转动副B 和D 与机器人本体相连接，设计要求是当机器人本体的姿态为(,),i pi pi i p x y θ，支腿1必须撑在管道壁上的点(,)i Ai Ai A x y ，而支腿2必须撑在管道壁上的点(,)i Ci Ci C x y ，1,2,3i =。

1.试提出确定支腿尺寸AB L 和CD L 的方法，若采用图解法，则必须说明作图步骤，并画出示意图；若采用位移矩阵法，则必须说明如何得到机构的设计方程以及如何得到构件的尺寸AB L 和CD L 。

2.试提出保持支腿在给定的相应位置时，可以无滑动地支撑在管道中，并实现机器人本体对应位置的驱动及其控制设计方案。