機(jī)械電子工程專業(yè)綜合考研經(jīng)典試題答案解析

機(jī)械電子工程專業(yè)綜合考研經(jīng)典試題答案解析機(jī)械電子工程專業(yè)綜合考研經(jīng)典試題答案解析第一部分理論力學(xué)填空題解：如下圖所示，可在點對題述運動進(jìn)行分解：圓盤繞點逆時針轉(zhuǎn)動；滑塊水平向右直線運動；桿受牽連作繞軸的逆時針旋轉(zhuǎn)運動。由此可得出，故可得知。又根據(jù)圓周運動的性質(zhì)可知，則；同理可得。由于該題所述牽連運動為轉(zhuǎn)動，因而要選判斷科氏加速度的方向：根據(jù)右手定則，可得其方向如下圖所示：接下來可再根據(jù)圓周運動的性質(zhì)依次確定、、、的方向如上圖所示，由此再根據(jù)運動合成定理可得，同時根據(jù)圓周運動及科氏加速度的性質(zhì)，并將上式各加速度在軸上投影可得；同時由于圓盤繞點作勻角速度運動，故，進(jìn)一步可得，故。解：設(shè)任意瞬時，圓柱體的質(zhì)心加速度為，角加速度為，重物的加速度為，則根據(jù)動量定理和圓周運動的向心力性質(zhì)及加速度合成定理，必有：，由圖示可知，，，即，進(jìn)而可推得，即；由摩擦力的公式可知，，由此可推得，由題意，，可推得。由剛體動力學(xué)靜平衡條件可得，即，又，故可推得，同時，由題意可知，則故可推得，即。解：選定桿與及、滑塊組成的系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)題意可繪制出如下圖所示的受力分析：則該系統(tǒng)有5個活動部件，存在5個旋轉(zhuǎn)副、2個移動副，故其自由度為個自由度；因此可選擇為廣義坐標(biāo)，利用解析法求解：通過主動力偶、滑塊的驅(qū)動力作用點處相應(yīng)坐標(biāo)、的變分，確定點鉛垂方向和點水平方向的虛位移：，，虛功之和為，根據(jù)虛位移原理得，即。解：根據(jù)題意可做出如下圖所示的斷繩后的受力分析：由該圖我們可以看出在斷繩前，其重心為點，但在斷繩后其重心遷移至點。由此可以繪制出如上圖所示，慣性力系方向簡化結(jié)果，則必有，，方向如圖所示。解：=1\*GB2⑴根據(jù)題意我們可以繪制如下所示的運動分析，因而可知系統(tǒng)存在兩個自由度，因此可取廣義坐標(biāo)，其動能為，根據(jù)運動學(xué)分析，，，則；同時根據(jù)轉(zhuǎn)動慣量的定義可求得，故。根據(jù)上圖我們可以看出系統(tǒng)的有勢力為小球與物塊的重力，因而系統(tǒng)的勢能由系統(tǒng)的重力做功決定，由于物塊的運動僅為水平運動，因而重力沒有做功，因而系統(tǒng)的勢能僅與物塊的重力做功有關(guān)，故；根據(jù)以上的分析可知拉格朗日函數(shù)為因而系統(tǒng)的廣義動量積分，由于，則；由拉格朗日方程的廣義能量積分求解公式可得；由于，則。解：由題意可以做出如下圖所示的運動分析：由此其運動可分解為：滑塊4豎直向下運動（可忽略）；桿繞逆時針轉(zhuǎn)動；桿與圓盤3接觸點端水平向右運動；圓盤3逆時針轉(zhuǎn)動（牽連運動）。則系統(tǒng)在水平位置的動能為，即；同時根據(jù)上圖可得水平位置時，，即，故；由于系統(tǒng)只有重力做功，故有，即，故，；由于當(dāng)彈簧壓縮量最大的時候，所有的動能與勢能將全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能：故可得，即，因此可得。第三部分機(jī)械設(shè)計一、選擇題解：為了避免螺栓承受附加的彎曲載荷。除了要在結(jié)構(gòu)上設(shè)法保證載荷不偏心外，還應(yīng)在工藝上保證被聯(lián)接件、螺母和螺栓頭部的支承面平整，并與螺栓軸線相垂直。在鑄、鍛件等的粗糙表面上安裝螺栓時，應(yīng)制成凸臺或沉頭座。當(dāng)支承面為傾斜表面時，應(yīng)采用斜面墊圈等。因此應(yīng)選擇。解：牙型為三角形，內(nèi)外螺紋旋合后留有徑向間隙。強(qiáng)度高是細(xì)牙和粗牙螺紋的區(qū)別，因此應(yīng)排除，對于、顯然不是各類螺栓的基本功能和加工區(qū)別，故應(yīng)選擇。解：帶傳動在工作時，帶受到拉力后要產(chǎn)生彈性變形。但由于緊邊和松邊的拉力不同，因而彈性變形也不同。當(dāng)緊邊在點繞上主動輪時（如下圖），其所承受的拉力為，此時帶的線速度和主動輪的圓周速度（均指帶輪的節(jié)圓圓周速度）相等。在帶由點轉(zhuǎn)到點的過程中，帶所受的拉力由逐漸降低到，帶的彈性變形也就隨之逐漸減小，因而帶沿帶輪的運動是一面繞進(jìn)、一面向后收縮，所以帶的速度便過渡到逐漸低于主動輪的圓周速度。這就說明了帶在繞經(jīng)主動輪緣的過程中，在帶與主動輪緣之間發(fā)生相對滑動。相對滑動現(xiàn)象也發(fā)生在從動輪上，但情況恰恰相反，帶繞過從動輪時，拉力由增大到，彈性變形隨之逐漸增加，因而帶沿帶輪的運動是一面繞進(jìn)，一面向前伸長，所以帶的速度便過渡到逐漸高于從動輪的圓周速度，亦即帶與從動輪間也發(fā)生相對滑動。這種由于帶的彈性變形而引起的帶與帶輪間的滑動，稱為帶傳動的彈性滑動。因此應(yīng)選擇。解：考察鍵連接的設(shè)計過程與順序，應(yīng)選擇。解：考察鏈傳動的運動特性：鏈傳動的運動不均勻性因為鏈?zhǔn)怯蓜傂枣湽?jié)通過銷軸鉸接而成，當(dāng)鏈繞在鏈輪上時，其鏈節(jié)與相應(yīng)的輪齒嚙合后，這一段鏈條將曲折成正多邊形的一部分（如下圖）。該正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距，邊數(shù)等于鏈輪的齒數(shù)。鏈輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，隨之轉(zhuǎn)過的鏈長為，所以鏈的平均速度為：鏈傳動的傳動比為：通常用上述兩公式來求解鏈速和傳動比，它們反映的僅是平均值。事實上，即使主動鏈輪的角速度為常數(shù)，其瞬時鏈速和瞬時傳動比都是變化的，而且是按每一鏈節(jié)的嚙合過程作周期性的變化。如上圖所示，鏈輪轉(zhuǎn)動時，繞在鏈輪上的鏈條，只有其鉸鏈的銷軸的軸心是沿著鏈輪分度圓運動的，而鏈節(jié)其余部分的運動軌跡均不在分度圓上。若主動鏈輪以等角速度轉(zhuǎn)動時，該鏈節(jié)的鉸鏈銷軸的軸心作等速圓周運動，設(shè)以鏈輪分度圓半徑近似取代節(jié)圓半徑，則其圓周速度。為了便于分析，設(shè)鏈傳動在工作時，主動邊始終處于水平位置。這樣可分解為沿著鏈條前進(jìn)方向的水平分速度和作上下運動的垂直分速度，其值分別為：，式中是主動輪上最后進(jìn)入嚙合的鏈節(jié)鉸鏈的銷軸的圓周速度與水平線的交角，它也是嚙入過程中，鏈節(jié)鉸鏈在主動輪上的相位角。從銷軸進(jìn)入鉸鏈嚙合位置到銷軸也進(jìn)入鉸鏈嚙合位置為止，角是從到之間變化的。當(dāng)時，，；當(dāng)時，，。由此可見，主動鏈輪雖作等角速度回轉(zhuǎn)，而鏈條前進(jìn)的瞬時速度卻周期性地由小變大，又由大變小。每轉(zhuǎn)過一個鏈節(jié)，鏈速的變化就重復(fù)一次，鏈輪的節(jié)距越大，齒數(shù)越少，角的變化范圍就越大，鏈速的變化也就越大。與此同時，鉸鏈銷軸作上下運動的垂直分速度也在周期性地變化，導(dǎo)致鏈沿鉛垂方向產(chǎn)生有規(guī)律的振動。同前理，每一鏈節(jié)在與從動鏈輪輪齒嚙合的過程中，鏈節(jié)鉸鏈在從動鏈輪上的相位角，亦不斷地在的范圍內(nèi)變化（如上頁圖），所以從動鏈輪的角速度為鏈傳動的瞬時傳動比由上式可知，隨著角和角的不斷變化，鏈傳動的瞬時傳動比也是不斷變化的。當(dāng)主動鏈輪以等角速度回轉(zhuǎn)時，從動鏈輪的角速度將周期性地變動。只有在，且傳動的中心距恰為節(jié)距的整數(shù)倍時（此時恒成立），傳動比才能在全部嚙合過程中保持不變，即恒為1。上述鏈傳動運動不均勻性的特征，是由于圍繞在鏈輪上的鏈條形成了正多邊形這一特點所造成的，故稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。根據(jù)以上分析可知為了減少這種多邊形效應(yīng)，即減少角的變化范圍，故應(yīng)減小節(jié)距或增大齒數(shù)，故排除。鏈傳動的動載荷鏈傳動在工作過程中，鏈條和從動鏈都是作周期性的變速運動，因而造成和從動鏈輪相連的零件也產(chǎn)生周期性的速度變化，從而引起了動載荷。動載荷的大小與回轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量和加速度的大小有關(guān)。鏈條前進(jìn)的加速度引起的動載荷為式中：代表緊邊鏈條的質(zhì)量，代表鏈條加速度。當(dāng)時，式中為鏈節(jié)距，。從動鏈輪的角加速度引起的動載荷為式中：代表從動系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到從動鏈輪軸上的轉(zhuǎn)動慣量，代表從動鏈輪的角速度，代表從動鏈輪的分度圓半徑。計算結(jié)果表明，鏈輪的轉(zhuǎn)速越高，節(jié)距越大，齒數(shù)越少（對相同的鏈輪直徑），則傳動的動載荷就越大。同時，由于鏈輪沿垂直方向的分速度也在作周期性變化，將使鏈條發(fā)生橫向振動，甚至發(fā)生共振。這也是鏈傳動產(chǎn)生動載荷的重要原因之一。根據(jù)以上分析可得，為減輕動載荷，應(yīng)減少節(jié)距，增大齒數(shù)；同時結(jié)合=1\*GB2⑴的分析可得應(yīng)選擇。解：考察各類聯(lián)軸器的特點與性質(zhì)，對于載荷具有沖擊、振動，應(yīng)采用具有緩沖吸振的彈性聯(lián)軸器，故應(yīng)選擇。解：由于滑動速度過高，會加速磨損而使軸承報廢。這是因為只是平均壓力，實際上，在軸發(fā)生彎曲或不同心等引起的一系列誤差及振動的影響下，軸承邊緣可能產(chǎn)生相當(dāng)高的壓力，因而局部區(qū)域的值還會超過許用值。故應(yīng)選擇。第五部分微型計算機(jī)原理及其應(yīng)用一、填空題解：十進(jìn)制數(shù)連除，余數(shù)倒序排列，直至商零，可得答案；方法同上；將二進(jìn)制數(shù)以一字節(jié)表示兩位的方法顯示可得答案；按一字節(jié)存放一位十進(jìn)制數(shù)表示。解：ADD代表不帶進(jìn)位（對CF無影響）的加法指令，將BX與AX相加后可得AX，然后根據(jù)所得結(jié)果可分析標(biāo)志寄存器狀態(tài)（SF代表標(biāo)志位，ZF代表零標(biāo)志，AF代表輔助進(jìn)/借位，PF代表奇偶標(biāo)志，CF代表進(jìn)/借位標(biāo)志，OF代表溢出標(biāo)志）；ADC代表帶進(jìn)位的加法指令，方法同上；SBB代表帶借位減法指令，將BX與AX相減后可得AX，標(biāo)志寄存器狀態(tài)分析同上；NEG代表求補(bǔ)碼指令，將AX先轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制，然后所有位全部取反后再加1可得結(jié)果，標(biāo)志寄存器狀態(tài)分析同上；AND代表邏輯與指令，將BX與AX進(jìn)行邏輯與運算（根據(jù)真值表）后可得AX，標(biāo)志寄存器狀態(tài)分析同上；OR代表邏輯或指令，將BX與AX進(jìn)行邏輯或運算（根據(jù)真值表）后可得AX，標(biāo)志寄存器狀態(tài)分析同上；XOR代表異或指令，即將BX與AX先取反得與，然后進(jìn)行的運算后可得結(jié)果，標(biāo)志寄存器狀態(tài)分析同上；IMUL代表帶符號數(shù)乘法指令，解：計算BP+S