哈工大机原研究生试题汇编.docx
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哈工大机原研究生试题汇编
哈尔滨工业大学
攻读硕士学位研究生
机械原理试题汇编
机械设计教研室
一九九九年十一月
哈尔滨工业大学
一九九一年研究生考试试题
考试科目:
机械原理报考专业:
机械学(原理)
注意:
答题内容要求在试卷纸上(并注明题号),不可答在试题纸
上。
一、(15分)在图示机构中,已知各构件尺寸,运动副位置,
,若原动件以等角速ω1转动并给出如图b)的速度
图,要求用相对运动图解法进行机构的加速度分析(应列出矢
量方程式),并求
的大小和方向。
(15分)
二、(15分)图示为一图书装订机夹紧机构,已知驱动力P及角β,
各运动副摩擦系数f0和fv,轴销半径r(毫米),不计构件重量。
试画出机构在图示位置机构夹紧时,各构件所受力的方位和指向;又若
,机构夹紧后不会自动松开时,α角应满足什么条件?
三、(15分)如图示的直齿圆柱齿轮变速箱,z1=z2=25,z3=33,
m=2mm,α=20°,
=1,
=0.25两轴中心距a=50mm,为
了加工制造方便,若把齿轮z1和z2做成相同的尺寸时,求:
1、选择z1、z2、z3三个齿轮的变位系数x1、x2、x3(说明此三个变位系数的取值范围,以及哪个变位系数最大,讲清理由或写出计算公式说明之)
2、给出齿轮z1和z3的齿顶圆半径ra1和ra3(给出具体数值或写出公式)
3、当齿轮z1和z3啮合时,齿轮z1齿根处和z3齿根处的径向间隙c13和c31各为多少(见图)?
给出具体数值或写出计算公式。
四、(15分)如图示的轮系中,已知各轮齿数分别为z1=24,
,z3=80,z4=78(变位齿轮)求:
1、计算此轮系的自由度(若有虚约束、局部自由度或复合铰链时,应具体指明)。
2、计算齿轮z1到z4之间的传动比
=?
并指明ω4的转向。
五、(25分)请回答下列问题
1、将平面机构中的高副替换成低副时,应满足什么条件?
举列说明。
2、压力角在平面机构中是如何定义的?
画出曲柄摆杆机构的最小传动角(
)的位置。
3、反转法(相对运动法)原理在哪些机构设计中应用?
举例说明。
4、回转构件(
)怎样才能达到动平衡?
应满足什么条件?
5、有一直动杆盘状凸轮,行程h=50mm,推程采用等加速—等减
速运动规律,凸轮的推程运动角
,试求从动件最大加速
度为6g(g—重力加速度)时凸轮的最大转速。
六、(15分)机械零件试题
1、螺纹联接防松方法按其工作原理可分为哪几种?
举例说明。
2、带传动工作时,带上所受的应力有哪些?
何处所受的应力最大,
画图说明。
3、向心滑动轴承的校核计算的步骤如何?
4、有一滚动轴承型号为7309,试说明该轴承的具体类型、直径系
列、内径尺寸和精度等级及应用场合。
5、指出右图示轴系部件中的错误,并简要说明之。
哈尔滨工业大学
一九九二年研究生考试试题
考试科目:
机械原理报考专业:
机械学,一般力学
一、(10分)列出自由度计算公式后进行图a、b二机构的自由度
计算,对虚约束、局部自由度、复合铰链等需在图中标出。
1可否经过简单的改动,使图b机构只用一个原动件实现传动?
在图中表示出来。
2图a及改动后的图b机构为何种类型机构?
是基本机构还是什
么机构?
二、(15分)在曲柄滑块机构及直动推杆盘形凸轮机构设计中,常
设计成偏置式的,为什么?
画图说明,并给以理论分析。
三、(15分)图示为一行星减速器,已知z1=10,z2=32,
,z4=72
及电机的转速为1450(rpm)
求:
输出轴转速n4。
四、(15分)图示简易插齿机构,已知曲柄1的长度为r,其对轴
A的转动惯量为J1。
连杆2的长度为l,质量为m2,对质心S
的转动惯量为J2。
滑块3为一齿条,质量为m3。
齿轮4的转
动惯量为J4,分度圆半径为r4。
已知工作阻力矩为MQ,驱动
力矩为MP。
求:
以曲柄为等效构件时的等效力矩和等效转动惯量。
五、(每题5分)回答下列问题
1、一对齿轮无齿侧间隙啮合的条件是什么?
一对标准齿轮作无齿侧间隙啮合时有什么重要特点。
2、请分别说明下述一系列等式中每一步的含义。
3、齿轮与齿条啮合传动时有哪些特点。
4、图示曲轴如何实现动平衡,将你选择的平衡平面在图中画出,
并说明选择的理由。
5、试举出三种实现间歇运动的机构,并说明各自特点。
6、已知驱动力P及载荷Q,摩擦圆半径ρ,用图解法求作用在转
轴上的力R大小及方向。
7、蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合,已知输出轴上的锥齿轮z4及
转向n。
①试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向,并使
中间轴上的轴向力能抵消一部分,②在图中标出各轮的轴向力
方向。
8、螺旋副的效率与哪些参数有关?
各参数变化大小对效率有何影
响?
为什么多线螺纹多用于传动?
普通三角螺纹主要用于何
处?
梯形螺纹主要用于何处?
为什么?
9、滚动轴承的额定寿命计算式
所代表的物理意义是什么?
每一符号代表什么?
并说明它们的单位。
哈尔滨工业大学
一九九三年研究生考试试题
考试科目:
机械原理报考专业:
机械学(原理)
注意:
答题内容务必写在试卷纸上(除注明者外)。
一、(15分)在图示六杆机构中,已知各构件尺寸,原动件O1A的
角速度ω1=常数,试用相对运动图解法求E点的速度
及加速
度
(应列出矢量式);构件5的角速度ω5及角加速度ω5的
大小和方向(速度图及加速度图可画在题纸上,不必另画机构
图)。
二、(15分)专用钻床夹具,在手柄处加力后可将工件夹紧(见图),
已知各铰链销轴半径r=8mm、当量摩擦系数fv=0.282、
x=40mm、y=20mm、l1=l2=20.5mm、
=
=15mm,求该夹具夹
紧后不会自动松开的自锁条件(写出表达式及计算结果),并
画出各构件所受力的方位和指向(可在图上直接解题,不必另
画)。
三、(20分)有一台使用日久的单级直齿圆柱齿轮减速器,齿轮磨
损严重,难以继续使用,但箱体完整可用,已知z1=23,z2=97,
x1=x2=0,m=5mm,α=20°,
=1,
=0.25,从大齿轮的磨损
情况看,若将其外径减小8mm,可以修复再用。
试回答:
1、为满足该减速器的速比要求,使其重新投入使用,可有几个修
复的方案?
哪个方案最为经济,而且传动质量高?
2、按你认为的最经济的方案,计算大小齿轮的几何参数及尺寸(x1,
x2;d1,d2;db1,db2;da1,da2;df1,df2)。
3、按你所设计的这个新方案与原来的标准齿轮传动方案相比,有哪些特点和优点(就重合度、接触强度、弯曲强度和抗胶合耐磨损能力等方面论述)。
四、(15分)如图示轮系,已知各齿轮数及z1轮的转速ω1,试求出
输出轴H1的转速ωH1及其转向。
要求:
1、写明解题方法及步骤;
2、导出ωH1的表达式并说明其转向。
五、(35分)
1、计算机构的自由度、拆杆组(凡是高副,先进行高副低代),并
确定杆组及机构的级别。
题1图题2图
2、图示偏置导杆机构,设各杆长为a、b、d、e,试写出其成为转
动导杆机构的条件。
3、试说明飞轮转惯量J与不均匀系数的关系(写出表达式),为什
么飞轮一般都安装在高速轴上?
4、水平布置的带传动,试确定
主动带轮(小轮)的向说明
工作时,传动带都受哪些应
力?
这些应力主要与哪些因
素有关?
带经过图中哪一点
时应力最大?
5、若已知图示圆锥齿轮为主动轮,其上主动转矩为T1,分度圆锥
角为δ、齿宽为b,要求用投影图表明轮齿上A点所受圆周力
Ft、径向力Fr、轴向力Fa的方向及其间的几何关系,并按所画
图中几何关系写出各力大小的表达式(可在图上直接解题)
6、非矩形螺纹有哪些参数?
螺纹升角与哪些参数有关?
其自
锁条件是什么?
与哪些因素有关?
哈尔滨工业大学
一九九四年研究生考试试题
考试科目:
机械原理报考专业:
机械学(原理)
一、(10分)计算图示平面机构的自由度、拆杆组并确定杆组及机
构的级别(图中构件1为原动件)。
二、(10分)图示为凸轮机构,试在图上作出基圆、偏距圆,并在
图上作出当从动件的滚子与凸轮廓线上C点相接触时,从动
件的位移sc及压力角
。
三、(15分)某传动中的一对正常齿标准渐开线直齿圆柱齿轮,其
模数m=5mm,传动比i12=3,中心距a=100mm,试分析计算以
下问题。
(1)计算两齿轮的齿数z1、z2,这两个齿轮加工时是否发生根切?
(2)在已知条件不变,同时要求无根切,这对齿轮应采用何种类
型的齿轮传动?
为什么采用这种类型的齿轮传动,其优缺点
是什么?
这两个齿轮的变位系数值如何选择?
(3)当安装这对齿轮的箱体上的齿轮轴孔中心距加工严重超差,
实际中心距为
mm,按
(2)所设计的两齿轮安装后,
其传动比、啮合角、齿侧间隙、重合度等都发生了怎样的变
化?
(4)根据箱体实际
mm,齿数z1、z2,模数m=5mm不变的
条件下,这对齿轮传动应选择哪种传动类型方案较佳,并简
述其主要设计计算步骤。
四、(15分)图示为一卷扬机的传动简图,减速器是单级斜齿圆柱
齿轮传动,已知齿轮1的螺旋线方向(见图),各齿轮的材料
为锻钢,齿面硬度均<350HBS。
(1)分析轴Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各承受何种载荷,分别是那种类型的
轴(不计轴的自重)
(2)两对齿轮的失效形式及设计准则是什么?
(3)为使中间Ⅲ轴上的两齿轮的轴向力相反,低速级斜齿轮
的螺旋线方向应如何选择。
(在图上画出)
(4)试分析提升重物时,齿轮2在啮合点P处所受的三个分
力Ft2、Fa2、Fr2的方向(在图上画出)。
五、(15分)图示为凸轮—连杆机构。
已知:
凸轮的转动等角速度
ω1的大小及方向;从动件4的移动加速度a的大小及方向(见
图),试分析求解:
(1)综合运用瞬心法和矢量方程图解法求
和ω3;
(2)用矢量方程图解法求C点的加速度
及杆3的
角加速度
。
六、(10分)图示凸轮机构,原动件凸轮1顺时针方向转动,通过
从动件2克服外阻力Q,已知机构运动简图的尺寸比例尺μc
(mm/mm),外阻力Q(N),转动副A和B处的摩擦圆半径
ρ,高副C处的摩擦角
,试用图解法求出在凸轮上作用的驱
动力偶矩M1的大小和方向。
七、(15分)图示轮系,已知蜗杆1的转速n1=1450r/min,转向,
旋向,z1=1,蜗轮及各齿轮的齿数分别为z2=60,z3=20,z4=17,
z5=54,z6=25,z7=17,z8=25。
(1)试计算输出轴的转速n8,
并判断其转向(要求在图中画出齿轮2及齿轮8表示其转向的
箭头)。
又当已知各轮质心与其几何中心相重合,转动惯量分别为J1、
J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8,系杆转动惯量为JH,系杆回转半
径为RH1、RH2,齿轮4及齿轮7的质量为m4和m7,
(2)试求
转化到蜗杆1轴上的等效转动惯量Je1(只要求列出计算公式,
不要求具体的速比值)。
八、(10分)图示铰链四杆机构中,已知机架AD长度、曲柄AB
长度(如图示)及曲柄与连杆的三个预定对应位置(E1、E2、
E3),试用转化机构法图解连杆和摇杆的尺寸。
哈尔滨工业大学
一九九五年研究生考试试题
考试科目:
机械原理报考专业:
机械学(原理)
一、(8分)试计算图示
机构的自由度(写
出计算公式,指出
复合铰链、局部自
由度和虚约束)
AB=CD=EF
AE//BF
二、(10分)在图示四杆机构中,
已知各构件尺寸及原动件1的
角速度ω1=常数,试确定图示
机构位置时从动件3的角速度
ω3和角加速度
(应列出向量
方程式)。
三、(15分)已知一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,m=5mm,α=
20°,
=1.0,
=0.25,z1=20,z2=40,试
(1)求出齿轮的尺寸:
d1、da1、df1、db1、s和中心距a;
(2)画出理论啮合线和实际啮合线;
(3)求小齿轮齿廓的最大曲率半径;
(4)求大齿轮齿廓工作段上最小压力角;
(5)求重合度ε。
四、(15分)在图示轮系
中,各齿轮均为标准
齿轮,已知z1=z2=20,
z4=z6=18,z5=30,
z7=54,试求轮系的传
动比
大小和方
向。
五、(12分)已知偏置式滚子从动件凸轮机构(如图所示),试用
图解法求出从动件的运动规律s-
曲线,(要求清楚标明坐标
(s-
)与凸轮上详细对应点号位置,可不必写作图步骤)。
六、1)(10分)设计一铰链四杆机构,已知摇杆CD的行程速比系
数k=1,
的长度如图所示,摇杆两个极限位置与机架所成
角度
和
,试用图解法求出曲柄的长度
和连杆
的长度
。
2)(6分)试根据铰链四杆机构的演
化原理,由曲柄存在条件推导出
偏置导杆机构成为转动导杆机构
(即铰链A、B均为整周转动副)
的条件。
七、1)(6分)图示的单缸卧式煤气机,具有两个半径为600mm
的飞轮A和B,已知曲柄半径R=250mm及折算到曲柄销的不
平衡量为500N,试求在两飞轮上各装一平衡重量
。
2)(3分)试述摩擦圆的概念,它与哪些因素有关?
八、(15分)选择正确答案和填空
1、为了提高齿轮传动的接触强度应。
a)使中心距不变增加模数;b)增大中心距;
c)使中心距不变增加齿数。
2、一对标准渐开线减速齿轮传动,其材料相同,调质处理,
HB1=HB2,工作时轮齿根部危险截面上的弯曲应力。
a)
;b)
;c)
3、一对相啮合的齿轮传动,小轮材料为40Cr,大轮材料为45#钢,
其接触应力。
a)
;b)
;c)
4、硬齿面(HB>500)闭式齿轮传动的主要失效形式是。
a)齿面点蚀;b)齿面磨损;c)轮齿折断
5、工作中只承受弯矩,不承受扭矩的轴叫轴;只承受扭
矩,不承受弯矩的轴叫轴;弯矩和扭矩都承受的轴叫
轴。
由此,自行车的前轴属轴;减速器中的齿轮轴
属轴。
6、安装在轴上的零件必须牢固而可靠地,轴的结构
应该便于加工和尽量减少,而且对轴上零件
要便于和。
一九九一年……………………………………………………1
一九九二年……………………………………………………6
一九九三年……………………………………………………10
一九九四年……………………………………………………14
一九九五年……………………………………………………19
一九九九年……………………………………………………24
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