当前位置：首页 > 机械原理2009-2010真题分析
凸轮 S1 机构 组合 W1 S
S2 机构 曲柄滑块机 构
【分析】从2009年的后面的计算题和分析简述题看来，整体的难度适中，出现的考点在近几年的真题中都曾出现过，提醒同学们注意的是【题目4】和【题目5】这两题，【题目4】的考点出现的概率并不大，在后来2010和2011年中也没有出现，值得同学们注意，【题目4】的说话比较新颖，不再想往年的题目给的那么明确，与2011年的试题中【题目6】相似，但问题提出的方式仍然有差别，请同学们在复习过程中要多注意。对于【题目3】、【题目4】和【题目6】这种计算量较大的题，同学们在复习过程中一定要反复演算。
2.2.2 2010年真题
【点评】本年份真题包括以下2种题型：10道简答题，每道题5分，总计50分；6道计算题，总计100分。
和往年考试题目对比，题型变化较大，其中，题型变化最大的是计算题题型，计算题的考查范围不再像前几年局限在前面几章，考点有了很大程度的拓展，并且简答题不再像前几年都能在书上找到标准答案，更加注重对知识点的归纳和应用，同时，2010年取消了分析简述题型。
【题目1】简答题
1）绘制机构运动简图应注意哪些事项？
2）什么叫低副运动的可逆性，它在连杆机构研究中有何具体应用？ 3）不同规律运动曲线拼接时应满足什么条件？
4）何谓平行轴斜齿圆柱齿轮结构和直齿圆锥齿轮机构的当量齿数，它有什么用途？ 5）何谓复式螺旋机构，为什么它可以使螺母产生快速移动？
6）试画出并联式和反馈式组合机构组合方式的框图，并介绍他们各有什么特点和功能？ 7）非跑和的止推轴承与跑和的止推轴承其端面的摩擦力矩的计算公式有何不同，为什么？工作中为何常采用空心的轴端？
8）机械正行程的机械效率是否等于反行程的机械效率，为什么？ 9）为什么要进行执行系统的协调设计？协调设计应遵循哪些原则？ 10）原动机的选择主要考虑哪些因素？
【解题】答题要点：
1）应该注意三个方面的问题：对所要绘制的机械结构和动作原理的理解；选择合理的视图；选取合理的长度比例尺。（同时应该注意简图和示意图的区别）
2）低副运动的可逆性是指该运动副连接的主动件变为从动件，从动件变为主动件是，该运动副仍能实现运动的传递。连杆机构中，在从动件的运动特性确定的条件下，通过该性质，可以确定机构中其他的各个构件的运动特性，机构的演化便是如此。
3）不同规律运动曲线拼接时应满足连续性和相切的条件。（不满足的话会产生什么影响？） 4）以斜齿轮任一齿的齿厚重点在该斜齿轮法面分度圆上的曲率半径作为分度圆半径，并用该斜齿轮的法向模数和法向压力角作为模数和压力角，来虚拟一个直齿轮，该直齿轮称为相应斜齿轮的当量齿轮，其齿数被称为该斜齿轮的当量齿数。（直齿圆锥齿轮机构的当量齿数见参考书目P223-P224）
作用：主要涉及齿根弯曲强度计算、加工时铣刀的选择以及最小齿数的确定这三方面的
作用。
5）两个螺旋方向相反的螺旋机构称为复式螺旋结构，其螺母的位移为s=（p1+p2）*（φ/2π）=2*p1*（φ/2π）=2s`，其中s`和s分别代表螺杆和螺母的位移量，因此复式螺旋机构中螺母可以产生快速移动 6）并联式：
W1 W5 基单自由度基本机构1 W3 含两个自由度基本机构 W7 基单自由度基本机构2 特点和功能：原动件的一个运动同时输入n个并列布置的单自由度基本机构，从而转化成另n输出运动；而这n个运动最后又输入给一个含有n个自由度的基本机构，再合成为一个输出运动。 反馈式见参考书目P325。
7）非跑和的止推轴承与跑和的止推轴承其端面的摩擦力矩的计算公式均为Mf=f*θ*r`，二者的不同点在于公式中的r`不同，其中，跑和的止推轴颈r`=（r1+r2）/2，非跑和的止推轴颈r`=（2/3）*[（r2^3-r1^3）/(r2^2-r1^2)]，r1和r2分别表示接触面积的内外半径，因此可以看出采用空心的轴端将产生更小的Mf，因此工作中常采用空心的轴端，以减小摩擦力。
8）机械正、反行程的机械效率一般都不相等，实际情况有两种形式：η>0及η`>0；η>0及η`<0，第一种情况表示正反行程都能运动，但是由于正反形成中的影响因素较多，
（如构件相互之间的的正压力在正反行程中通常是不同的），因此效率通常不想等，第二种情况表示正行程能运动，反行程不能运动，这就明显不相等了。
9）原因：各种及其要实现的功能不同，其工艺动作也必然不同，要在三维空间实现复杂的运动且保证执行机构能有序有效地共同工作，互相协调，是各个机构能按照工艺动作配合运动，必须进行执行系统的协调设计。
原则：可靠性、安全性、可操作性、实用性、规范性等
10）原动机的选择主要考虑的因素：运动的精确性和平稳性、工作的可靠性、能源的供应情
况、功率大小和以及对使用环境的适应能力。
【分析】该题包括十个考点（详见2.1真题分析表中考查范围），从2010年的简答题较前几年的简答题有较大的变化，考点仍然以参考书目中的基础知识为主，但考查的知识点不再局限于参考书目上的内容，如第2）、9）、10）题，题本身的难度不大，但如果仅仅是局限于参考书目的话，作答将会有一定的难度，命题人主要想考察同学们知识全面性，同时也加强对同学们知识点总结能力的考查，如第4）、6）题。因此复习的时候首先应该注意对参考书目中基本概念的掌握，对有联系的知识点综合总结和归纳。
【题目2】计算图示机构的自由度（10分）
【解题】n=9，PL=13，PH=0，F=3n-2 PL- PH=3*9-2*13-0=1
【题目3】图示导杆机构，已知曲柄长度a,转角φ1，等角速度w1 及机架长度d.试用解析法求：导杆3的角位移φ3，角速度ω3，角加速度ξ【解题】解题思路：
1）建立封闭矢量方程 L1+L4=S
2）位置方程 iL1+L1ei1=L3 ei3
φ
φ
3及质心S1的加速度as1x和as1y.(20分)
实部： L1cosφ1= Scosφ3 虚部： L1sinφ1+L4= Ssinφ3
由实部和虚部可得角位移φ3=arctan［（L1sinφ1+L4）/L1cosφ1］ 3）速度分析 对位置方程对时间求导得：
ω1L1ei1=VB2B3 ei3+Sω3iei3 （*）
φ
φ
φ
对上式两边同乘e-i
φ3
并取虚部与虚部相等，得：
Sω3= L1ω1 cos（φ1-φ3），即可求得ω3
4）加速度分析 同理，对（*）式再次对时间求导，两边同乘e-i3，并取实部和虚部可化
φ
简求得角加速度ξ3
5）质点S1 S1的加速度as1x和as1y.可有改点与C3点的位置关系，按比例求得，需要注
意的是加速度之比是长度之比的平方，同学们可以自行演算。
【题目4】图示为单联滑移齿轮机构。已知各轮基本参数a=20°、模数模数m=3mm、ha=1、c=0.25 及z1=18、z2=30、z3=27。试问共有几种设计方案可供选择，哪个方案较好？（15分）
﹡
﹡
【解题】解题思路：
1）计算不同齿轮相互啮合的标准中心距a12=m*（z1+z2）/2=72mm
a13=m*（z1+z3）/2=67.5mm
2）在此基础上将实际的设计的中心距a`与上述两个值进行比较，分析不同类型齿轮传动的
优缺点。该类型的题难度很小，且该考点复现率较高，希望同学们在复习过程中认真把握，切莫在这类简单的基础题上丢分，具体的求解过程就不再赘述！
【题目5】已知图示混合轮系的各轮齿齿数，求输入输出的传动比i1H 。 【解题】1）行星轮系3-4-5-6
i36=1-i356=1-（-z4z5/z3z4）=1+z5/z3 2）行星轮系6-7-8-9 i6H=1-I69H=1-（z7z9/z6z8） 3）定轴轮系1-2 i12=-z2/z1
i1H=i12*i36*i6H=-（z2/z1）*（1+z5/z3）*（1-z7z9/z6z8）
【分析】【题目2】、【题目3】、【题目4】和【题目5】这四种题型是每年的必考题型，难度较
小，一般都以参考书目上的例题相差不大，通常在用解析法求解机构位置、速度和加速度以及计算传动比这两个考点上对同学们计算能有一定的要求，因此，建议同学针对这两个考点的练习量可以适当加大一点，一定要动手演算，切莫眼高手低！
【题目6】在图示的机械系统中，已知电机转速为1440r/min，减速箱的传动比i=2.5,选B轴为等效
2
构件，等效转动惯量J=0.5kgm。要求刹住B轴后3s停车，求解等效制动力矩。（15分）
【解题】WB=2ΠnB/60=2ΠnA/60i=2Π*1440/（60*2.5）=60.3m/s dw/dt=（0-WB）/t=（0-60.3）/3=20.1 所以 Mf=-Je*dw/dt=-0.5*（-20.1）=10.05Nm
【题目7】某刨床的主轴为等效构件，在一个运转周期内的等效驱动力矩Md 如图所示Mr=600Nm .等效驱动力矩Md为常数，刨床的主轴的平均转速n=60r/min，运转不均匀系数δ=0.1，若不计飞轮以为的构件的转动惯量，计算安装在主轴上的飞轮转动惯量。（20分） 【解题】等效驱动力：Md=Mr* (π/4+π/6)/2π=125Nm 角速度： ω=2π*n/60=2πrad/s
能量变化：从图中可以看出，在一个周期内A B点处分别为转速的最大和最小值，因此在区
间（A B）中的能量变化为:
△E=（π/4）* （Mr –Md）+（π/4）* （Mr–Md）+（π/6）* （Mr –Md）
=（π/4）*（600-125）+（π/4）*（0-125）+（π/6）*（600-125） =523.6Nm
飞轮转动惯量：J=△E/（k*ω2）=523.6/（0.1*4π2）=132.63Kgm2
【分析】【题目6】和【题目7】这中题型是近十年来首次出现在真题中，就题目本身的难度来说并不大，属于难度适中偏简单这一型，但就10学生的得分率来说是很不理想的，这也说明了同学们对教材上知识点的掌握不够全面，这主要还是因为同学们过分的依赖往年的真题。因此题型同学们在认真分析真题的同时一定要对各个考点的相关知识点综合，归纳，做到通透教材。
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