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工学机械工程
试题题型
问答题
问答题对于下图所示机构，试：(1)计算自由度(若有复合铰链、局部自由度、虚约束，请在图上标出)。(2)将其中的高副化为低副，画出高副低代后的机构示意图。(3)若机构原动件取为与机架构成转动副的连架杆(构件自行选定)，试说明该机构从动件系统由哪些杆组组成，杆组的级别和机构的级别如何。
问答题某机器的主轴为等效构件，等效驱动力矩、等效阻抗力矩和等效转动惯量的变化规律如图所示。(1)判断该机器能否作周期性的变速稳定运转，说明理由。(2)在运转周期的初始位置，φ=0，ω0=100rad/s，求出主轴的最大角速度ωmax与最小角速度ωmin的值及其对应的转角位置。
问答题如图所示为牛头刨床的主传动机构。已知，LAB=75mm，LDE=100mm，行程速比系数K=2，刨头5的行程H=300mm。要求在整个行程中推动刨头5有较小的压力角，试设计此机构。(即求LCD、h及LAC)
问答题证明题：
(1)试证明一对渐开线标准直齿圆柱齿轮的中心距由无侧隙啮合的标准中心距增加至a'后，节圆上的齿侧间隙(沿节圆弧度量)δ为
δ=2a'(invα'-invα)
式中α'——对应中心距a'的啮合角；
α——分度圆上的标准压力角。
(2)试证明一渐开线标准直齿轮与齿条啮合时由无侧隙啮合时的位置互相分离Δa后，节圆上的齿侧间隙(沿节圆弧度量)δ为
δ=2Δatanα
问答题连杆机构及其设计1．画出4种结构形式不同的、将回转运动转换成直线运动(往复或间歇均可)的连杆机构简图。2．如下图所示，现已给定摇杆滑块机构ABC中固定铰链A及滑块导路的位置，要求当滑块由C1位置运动到C2位置时，连杆由P1位置运动到P2位置。试用图解法设计此机构，确定摇杆和连杆的长度LAB、LBC(保留作图线，建议B点取在P线上)。
问答题如下图所示为某手动简易起重设备，按图示方向转动蜗杆，提升重物W。试求：
问答题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fv=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α=30°，楔形半角θ=60°。求使滑块2匀速上滑所需的拉力P及机构的效率。
问答题设有一对标准直齿圆柱齿轮，已知齿轮的模数m=5mm，大、小齿轮的参数分别为z
2
=60，z
1
=25；从线图查得齿形系数Y
Fa2
=2.32，Y
Fa1
=2.72；应力修正系数Y
Sa2
=1.76，Y
Sa1
=1.58；许用弯曲应力σ
FP2
=300MPa，σ
FP1
=320MPa；并且算得大齿轮的齿根弯曲应力σ
F2
=280MPa。试问：
问答题在铰链四杆机构ABCD中，已知l
AB
=30mm，l
BC
=75mm，l
CD
=50mm，且AB为原动件，AD为机架。试求该机构为曲柄摇杆机构时l
AD
的长度范围。
问答题下图所示为一偏置式滚子推杆盘状凸轮机构，凸轮为一偏心圆，其直径D=32mm，滚子半径r=5mm，偏距e=6mm，试据图示位置画出凸轮的理论廓线、偏距圆、基圆；求出基圆半径r0、最大行程h、推程运动角Φ、回程运动角Φ'，并说明是否存在运动失真及其理由。
问答题一对外啮合的斜齿圆柱齿轮传动(正常齿制)，已知：m
n
=4mm，z
1
=24，z
2
=48，a=150mm。试求：
(1)螺旋角β；
(2)两轮的分度圆直径d
1
、d
2
；
(3)两轮的齿顶圆直径d
a1
、d
a2
；
(4)若改用m=4mm，a=20°的外啮合直齿圆柱齿轮传动，要求中心距和齿数均不变，试问采用何种类型的变位齿轮传动?并计算变位系数之和χ
1
+χ
2
。
问答题图a所示为对心滚子从动件盘形凸轮机构。凸轮为一偏心圆盘，其半径R=50mm，圆心O与转动中心A的偏心距e=OA=30mm，滚子半径rr=10mm，凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。(1)试求从动件的位移与凸轮转角的关系式(凸轮转角的起始位置为从动件最低位置)。(2)当凸轮转速n=240r/min时，求凸轮从起始位置转过90°时从动件的位移、速度和此时机构的压力角α。
问答题如图所示机构的尺寸和位置均已知，其中ω1=10rad/s(常数)，长度比例尺μl=0.01m/mm。求E点的速度vE和加速度aE。
问答题如下图所示为牛头刨床的一个机构设计方案简图。动力由曲柄1输入，通过滑块2使摆动导杆3作往复摆动，并带动滑枕4往复移动以达到刨削的目的。试分析此方案有无结构组成原理上的错误(须说明理由)。若有，应如何修改?试提出四个修改方案。
问答题下图所示为一偏置尖底直动从动件盘形凸轮机构。已知凸轮为一以C为中心的圆盘，圆盘半径R=30mm，=10mm，从动件偏距e=10mm，转向如图所示。试用图解法求出[按的比例作图求解]：(1)凸轮的基圆半径r0和从动件的升程。(2)凸轮机构的推程运动角Φ、回程运动角Φ'、远休止角Φs和近休止角Φ's。(3)凸轮从从动件运动的起始位置(A点)转过60°到B点接触时，凸轮机构的压力角α。
问答题在铰链四杆机构ABCD中，已知l
AD
=400mm，l
AB
=150mm，l
BC
=350mm，l
CD
=300mm，且杆AB为原动件，杆AD为机架，试问构件AB能否作整周回转，为什么?
问答题如图所示为一摆动凸轮机构。已知各部分尺寸和接触面的摩擦因数，转动副A、B处的虚线圆代表摩擦圆。试画出在M1作用下的各运动副总反力位置和方向(忽略各构件的质量和转动惯量)。
问答题如图所示轮系中，已知各齿轮齿数分别为：z1=18，z2=45，z2'=z4=50，z4'=40，z5=30，z5'=20，z6=48，nA=100r/min，方向如图所示。试求B轴转速大小及方向。
问答题起重卷筒与大齿轮用8个普通螺栓连接在一起，如下图所示。已知卷筒直径D=400mm，螺栓分布圆直径D0=500mm，接合面间摩擦系数f=0.12，可靠性系数Kf=1.2，起重钢索拉力Q=50000N，螺栓材料的许用拉伸应力[σ]=100MPa。试设计该螺栓组的螺栓直径。