试题编号：915 试题名称：机械原理 2007年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 东 南 大 学 二○○七年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 请考生注意：试题解答务请考生做在专用“答题纸”上！ 做在其它答题纸上或试卷上的解答将被视为无效答题，不予评分。 试题编号： 915 试题名称：机械原理 一、（12分）图示平面机构，标有运动方向箭头的构件为主动件。 (1) 指出该机构中存在的复合铰链、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，并确定杆组的级别和机构的级别。 【解】：(1) 滚子C处为局部自由度，H处为复合铰链；—2分 (2) n?8， PL?11，PH?1，F?3n?2PL?PH?3?8?2?11?1?1；—4分 (3) 凸轮高副低代，在B、C处加转动副并用BC杆相连，如图；—2分 (4) 拆分杆组如图：两个Ⅱ级杆组，一个Ⅲ级杆组，为Ⅲ级机构。—4分 第 1 页 共 10 页
试题编号：915 试题名称：机械原理 2007年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 二、（16分）图示铰链四杆机构，已知各构件的长度分别为：a = 30mm，b = 55mm，c = 40mm，d = 50mm，AD为机架，AB为原动件。 (1) 试证明此机构为Ⅰ型曲柄摇杆机构，其中A、B为整转副，C、D为摆动副； (2) 求机构的极位夹角? 和行程速度变化系数K； (3) 求机构的最小传动角? min； (4) 求摇杆CD的摆角?。 【解】： (1) 因a?b?85mm?c?d?90mm，四个构件的长度满足杆长之和条件，所以最短构件AB所连两个转动副为整转副，C、D为摆动副，而AD为机架，故该机构为曲柄摇杆机构。—3分 又因a2?d2?3400?b2?c2?4625，所以该机构为Ⅰ型曲柄摇杆机构。—2分 (2) 极位夹角： ?1C b B a A d D c C2 C1 b c ? a A B2 d ? D B1 222d2?(b?a)2?c2?1d?(b?a)?c???C1AD??C2AD?cos?cos?35.33?—3分 2d(b?a)2d(b?a)行程速度变化系数： K?180????1.49—2分 180???(3) Ⅰ型曲柄摇杆机构的最小传动角出现在曲柄与机架重叠共线位置，即 ?min(4) 摇杆CD的摆角： b2?c2?(d?a)2?cos?16.21?—3分 2bc?1?1222c2?d2?(b?a)2?1c?d?(b?a)???ADC2??ADC1?cos?cos2cd2cd222222?140?50?(55?30)?140?50?(55?30)—3分 ?cos?cos2?40?502?40?50?141.38??29.69??111.69? 第 2 页 共 10 页
试题编号：915 试题名称：机械原理 2007年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 三、（18分）设计一铰链四杆机构ABCD。已知连杆BC的长度lBC = 40mm，连杆的两个给定位置B1C1和B2C2如图所示；两连架杆AB和CD在位置1和2的瞬时角速比均为?AB/?CD?2。试用图解法（取作图比例尺?l?1mm/mm）设计该机构，并简要说明作图步骤。 ? l =1mm/mm 20mm C1 C2 30? 45? B1 B2 7mm (2) 分别作B1B2和C1C2连线的中垂线mB和mC；—3分 (3) 过P作任一直线交mC于D?，作线段PD? 的中点A?；—4分 【解】：(1) 延长B1C1和B2C2相交于P，设P为两连架杆在两位置时的瞬心；—4分 过A?作mC的平行线交mB于A，延长PA交mC于D，则A、D为所求机架铰链位置。—4分 (4) 由图量得：lAB = 17.5mm，lCD = 38mm，lAD = 25mm。—3分 ? l =1mm/mm 20mm C1 C2 30? 45? B1 P A? mB A B2 7mm D D? mC 第 3 页 共 10 页
东南大学机械工程学院2007年研究生考试机械原理试卷及答案
