2015江蘇大學(xué)考研機(jī)械原理及理論力學(xué)考試大綱DOC0001

1、江蘇大學(xué)機(jī)械原理考試大綱一、考試要求機(jī)械原理是機(jī)械類各專業(yè)中研究機(jī)械共性問題的一門主干技術(shù) 基礎(chǔ)課。其考核目標(biāo)是要求學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動力學(xué)的基礎(chǔ)理 論、基本知識和基礎(chǔ)技能，具有擬定機(jī)械運(yùn)動方案、分析和設(shè)計常用 機(jī)構(gòu)的能力。二、考試內(nèi)容第一章機(jī)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)了解機(jī)構(gòu)的組成（包括構(gòu)件、運(yùn)動副概念，平面運(yùn)動副的各種 分類，平面高低副引入約束的情況）。讀懂平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖（包括 構(gòu)件與各種運(yùn)動副的表示，機(jī)構(gòu)的組成和動作原理）。掌握平面機(jī)構(gòu)的自由度計算（包括機(jī)構(gòu)自由度概念、自由度計算公式、運(yùn)動鏈成 為機(jī)構(gòu)的條件、計算自由度時應(yīng)注意的三類問題：復(fù)合鉸鏈、局部自 由度與虛約束的識別與處理）。掌握平面機(jī)構(gòu)

2、的高副低代。第二章 平面連桿機(jī)構(gòu)了解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的三種基本型式（曲柄搖桿、雙曲柄、雙搖 桿機(jī)構(gòu)），平面四桿機(jī)構(gòu)的演化方法。掌握四桿機(jī)構(gòu)的曲柄存在條件 （主要是根據(jù)機(jī)構(gòu)的幾何參數(shù)判斷其具體類型）。掌握四桿機(jī)構(gòu)的急 回特性、傳力特性和死點位置（包括機(jī)構(gòu)極限位置的作圖，圖上標(biāo)注 極位夾角、搖桿擺角，計算行程速比系數(shù)，機(jī)構(gòu)壓力角、傳動角、死 點等基本概念；能對曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行急回運(yùn)動 特性分析，用壓力角或傳動角表達(dá)機(jī)構(gòu)的傳力性能， 并找到機(jī)構(gòu)的最 小傳動角或最大壓力角的位置；了解機(jī)構(gòu)死點位置的特點）。掌握用 瞬心法對簡單高、低副機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析（如四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)） 掌握剛體導(dǎo)引機(jī)

3、構(gòu)設(shè)計以及急回機(jī)構(gòu)的設(shè)計 （主要是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)或 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計）。第三章凸輪機(jī)構(gòu)了解凸輪機(jī)構(gòu)的組成及分類；理解從動件常用運(yùn)動規(guī)律及其特 點（包括凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)設(shè)計參數(shù)（如基圓，升距，推、回程運(yùn)動 角，遠(yuǎn)、近休止角等），常用運(yùn)動規(guī)律的線圖和沖擊特性）。掌握圖 解法設(shè)計盤形凸輪輪廓曲線（主要是尖頂或滾子移動從動件盤形凸輪 輪廓設(shè)計）。了解凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角和自鎖概念，了解凸輪機(jī)構(gòu)壓力 角與機(jī)構(gòu)基本尺寸的定性關(guān)系（如壓力角與基圓半徑之間的關(guān)系，從 動件偏置方位的合理選擇，滾子半徑的確定原則）。掌握反轉(zhuǎn)法的應(yīng) 用。第四章齒輪機(jī)構(gòu)了解齒輪機(jī)構(gòu)的基本類型，理解齒廓嚙合基本定律的實質(zhì)（特（7別是定傳動

4、比傳動的結(jié)論：i12二竺=電二常數(shù)，a 7 r1 + r2 ）, 了解漸 W ri7開線的形成及性質(zhì)，理解漸開線齒廓的嚙合特性（如嚙合線位置（兩 基圓一側(cè)的內(nèi)公切線）、定傳動比傳動、齒輪傳動可分性（中心距變 化不影響傳動比）等），由此得出的一些重要公式，如 i12 = Wk= *= r2= rb2= Z1, a址osa = acosa。掌握漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱W2 r17 ri rbi 乙齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸計算（特別是：分度圓、齒頂圓、齒根圓、 基圓、標(biāo)準(zhǔn)中心距的計算公式）。理解漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙 合傳動（包括正確嚙合條件、無齒側(cè)間隙嚙合條件、連續(xù)傳動條件）。 了解漸開線齒輪的范成

5、法加工原理、 根切現(xiàn)象、用標(biāo)準(zhǔn)齒條型刀具加 工標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)、齒輪的變位方式及其含義、齒輪 的傳動類型。理解平行軸斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成、嚙合特點，斜齒圓柱齒輪的兩套基本參數(shù)，斜齒圓柱齒輪當(dāng)量齒輪的含義。了解 直齒圓錐齒輪齒廓的形成原理，掌握背錐、當(dāng)量齒數(shù)等基本概念。第五章 輪系 了解輪系的分類（如基本輪系：定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系，周轉(zhuǎn)輪 系又可分為行星輪系和差動輪系），掌握定軸、周轉(zhuǎn)和混合輪系傳動 比的計算方法（包括傳動比大小的確定和主從動輪轉(zhuǎn)向關(guān)系的判定） 。第六章 間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu) 了解常用間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)的類型、組成和工作原理、運(yùn)動特點。 第十章 機(jī)械系統(tǒng)動力學(xué) 了解作用在機(jī)械上

6、的力及機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程（包括力的類型，機(jī) 器運(yùn)轉(zhuǎn)的三個階段兩種力做功的特征） 。了解機(jī)械速度波動的兩種類 型及其對應(yīng)的調(diào)節(jié)方法， 了解飛輪的調(diào)速原理和特點， 掌握飛輪轉(zhuǎn)動 慣量簡易計算方法。第十一章 機(jī)械的平衡 了解剛性轉(zhuǎn)子的平衡類型，即靜平衡和動平衡；靜、動平衡的 適用對象、平衡條件、平衡方法；掌握剛性轉(zhuǎn)子靜平衡的設(shè)計計算。三、題型題型包括填空題（ 20分左右），計算或作圖題（ 130 分左右）。一填空題（ 20 分左右）。 主要是各章的基本概念。二平面機(jī)構(gòu)自由度計算（ 16 分左右）。 給定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖，要求判斷機(jī)構(gòu)中的活動構(gòu)件數(shù) n低副數(shù)Pl,高副數(shù)Ph；找出機(jī)構(gòu)中的復(fù)合鉸鏈、 局部自由度

7、與虛約束后計算機(jī)構(gòu)自由度； 機(jī)構(gòu)中如有高 副,則進(jìn)行高副低代。三瞬心法對簡單高、 低副機(jī)構(gòu)進(jìn)行速度分析 （12 分左右）。給 定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖, 要求在圖上標(biāo)出所有瞬心的位置, 并運(yùn)用瞬心法進(jìn) 行機(jī)構(gòu)中某點或某構(gòu)件的速度分析。四平面四桿機(jī)構(gòu)的分析或設(shè)計（ 18 分左右）。 分析類題目：給定機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖及幾何特征參數(shù),分析機(jī)構(gòu)的各種特性,如：機(jī)構(gòu) 極限位置、極位夾角、搖桿擺角或滑塊行程，計算行程速比系數(shù)，機(jī) 構(gòu)的最小傳動角或最大壓力角的位置，機(jī)構(gòu)有無死點等。設(shè)計類題目：主要是按連桿三位置或行程速比系數(shù)要求設(shè)計 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)或曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。五凸輪輪廓設(shè)計或反轉(zhuǎn)法應(yīng)用（ 18 分左右）。 輪廓設(shè)計：給

8、 定從動件運(yùn)動規(guī)律及其他參數(shù)， 圖解法設(shè)計凸輪輪廓； 或給定凸輪機(jī) 構(gòu)，圖解法找出從動件運(yùn)動規(guī)律（主要以位移線圖描述）。 反轉(zhuǎn)法應(yīng)用：利用反轉(zhuǎn)法原理，分析凸輪不動，從動件反轉(zhuǎn) 一定要求后機(jī)構(gòu)的位移、壓力角等。六齒輪傳動設(shè)計計算（ 20 分左右）。 按給定條件計算齒輪的 相關(guān)尺寸， 比較不同安裝方式下嚙合尺寸的變化， 合理設(shè)計齒輪的傳 動類型。七輪系傳動比計算（ 18 分左右）。 各種輪系的傳動比計算。 八飛輪設(shè)計（ 16 分左右）。 按給定條件確定飛輪的轉(zhuǎn)動慣量 （包括等效驅(qū)動力矩或等效阻力矩的計算， 最大盈虧功的確定， 等效 構(gòu)件最大轉(zhuǎn)速及最小轉(zhuǎn)速的計算及位置判定）。九剛性轉(zhuǎn)子靜平衡設(shè)計（

9、12 分左右）。 已知一個靜不平衡的 轉(zhuǎn)子，求使其平衡時需要添加的平衡塊的大小和方位。四、參考書機(jī)械原理教程，申永勝主編，清華大學(xué)出版社（第一版或第二版）機(jī)械原理輔導(dǎo)與習(xí)題，申永勝主編，清華大學(xué)出版社（第 一版或第二版）。有關(guān)資料 * 請* 加* 入* 江蘇大學(xué) * 考* 研*群3*7*4*4*3*4*3*5*2江蘇大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試?yán)碚摿W(xué)考試大綱I 考查目標(biāo)科學(xué)、公平、有效地測試考生對理論力學(xué)基本概念、基本理論和 基本方法的掌握程度， 以選拔具有發(fā)展?jié)摿Φ膬?yōu)秀人才入學(xué)， 為國家 建設(shè)培養(yǎng)具有較強(qiáng)分析與解決實際問題能力的高層次專業(yè)人才。具體來說，要求考生：1 運(yùn)用力學(xué)的基本理論和基本方法

10、熟練進(jìn)行研究對象的受力分 析，求解靜力學(xué)平衡問題。2 運(yùn)用力學(xué)的基本理論和基本方法熟練進(jìn)行運(yùn)動分析， 求解各運(yùn) 動量。3 運(yùn)用力學(xué)的基本理論和基本方法熟練進(jìn)行動力學(xué)分析及求解動力學(xué)綜合問題。II 考試形式和試卷結(jié)構(gòu)一、試卷滿分及考試時間試卷滿分為 150 分，考試時間 180 分鐘。二、答題方式答題方式為閉卷、 筆試。允許使用計算器，但不得使用帶有公式 和文本存儲功能的計算器。三、試卷內(nèi)容與題型結(jié)構(gòu)計算題為主III 考查內(nèi)容1靜力學(xué)(2040 %):(1) 掌握各種常見約束類型。 對物體系統(tǒng)能熟練地進(jìn)行受力分析。(2) 熟練計算各類力系的主矢和主矩， 對各類力系進(jìn)行簡化計算(3) 應(yīng)用各類力系

11、的平衡方程求解單個物體、物體系統(tǒng)和平面桁 架的平衡問題 (主要是求約束反力和桁架內(nèi)力問題 )。(4) 考慮滑動摩擦?xí)r平面物體系統(tǒng)的平衡問題。(5) 物體重心的計算2運(yùn)動學(xué) (20 40 % ) :(1) 理解剛體平移和定軸轉(zhuǎn)動的特征。熟練求解定軸轉(zhuǎn)動剛體的 角速度和角加速度，求解定軸轉(zhuǎn)動剛體上各點的速度和加速度。(2) 掌握點的合成運(yùn)動的基本概念。熟練應(yīng)用點的速度和加速度 合成定理求解平面問題中的運(yùn)動學(xué)問題。(3) 理解剛體平面運(yùn)動的特征。熟練應(yīng)用基點法、瞬心法和速度 投影法求平面機(jī)構(gòu)上各點的速度。能熟練應(yīng)用基點法求平面機(jī)構(gòu)上各 點的加速度。(4) 運(yùn)動學(xué)的綜合應(yīng)用。3 .動力學(xué)(4060 %

12、):(1) 能計算動力學(xué)中各基本物理量。(2) 熟練運(yùn)用動量定理、質(zhì)心運(yùn)動定理求解有關(guān)動力學(xué)問題。(3) 熟練運(yùn)用動量矩定理、定軸轉(zhuǎn)動微分方程、平面運(yùn)動微分 方程求解有關(guān)動力學(xué)問題。(4) 熟練計算力的功和質(zhì)點、質(zhì)點系、平面運(yùn)動剛體的動能。應(yīng)用質(zhì)點和質(zhì)點系的動能定理求解有關(guān)的動力學(xué)問題。(5) 運(yùn)用動力學(xué)普遍定理綜合求解動力學(xué)問題。(6) 掌握剛體平移及對稱剛體作定軸轉(zhuǎn)動和平面運(yùn)動時慣性力 系的簡化方法。應(yīng)用達(dá)朗伯爾原理(動靜法)求解動力學(xué)問題。(7) 應(yīng)用虛位移原理求解機(jī)構(gòu)的平衡問題。(8) 掌握單自由度線性系統(tǒng)振動微分方程的建立方法，計算系 統(tǒng)的固有頻率。IV.題型示例及參考答案1、（10

13、分） F力作用于物 體的A點（如圖），大小已知。 試求F對x、y、z軸之矩。2、（ 20分）圖示構(gòu)件中不 計各桿件重量，力PN000N，桿 AB（與桿DEF平行，尺寸如圖，求A D處的約束反力。I3、( 10分)已知長 為丨的AB桿，其A端放在 水平面上，B端放在斜面 上，A、B處的摩擦系數(shù)都 是0.25，試求能夠支承重載 荷W的最大距離a,桿自重不計4、( 15分)圖示直角彎桿OAB繞O軸 轉(zhuǎn)動，使套在其上的小環(huán)M沿固定直桿CD滑動。已知：OA與AB垂直，OA = 1(m)， 0.5(rad s)，在圖瞬時OA平行于CD且AM二J3OA，求此時小環(huán)M的速度；并求 出小環(huán)M的科氏加速度的大小和

14、方向。垂位置，而B點具有初始速度Vo =3（m/s）。試求AB桿達(dá)到水平位置時，A端的速度；同時求出當(dāng)AB桿與水平線成任意角二時（）,2連桿的角速度。D7、（20分）勻質(zhì)桿AB長I，質(zhì)量為M ；桿的一端在繩索BD上另一端擱在光滑水平 面上。當(dāng)繩鉛直而靜止時桿對水平面的傾角：=45?，F(xiàn)在繩索突然斷掉，求在剛斷后的瞬 時桿端A的約束反力。8、（ 10分）圖示一滑道連桿機(jī)構(gòu)，已知OA = r，滑道傾角為B =45， 機(jī)構(gòu)重量和各處摩擦均不計。當(dāng)，=30時機(jī)構(gòu)平衡，試求作用在曲柄 OA上的力偶M與在滑道連桿上作用的水平力F之間的關(guān)系（用虛位 移原理求解）。MODCm9、（ 10分）振動系統(tǒng)如圖所示，桿

15、的 質(zhì)量不計，在桿上端有一質(zhì)量為 m的擺球。 當(dāng)擺球作微振動時求系統(tǒng)的固有頻率。10、（ 15分）四連桿機(jī)構(gòu)如圖所示。AB/OD，AB =0D = L , 0A = BD = r。均質(zhì)桿AB的質(zhì)量為 m，均質(zhì)桿DB的質(zhì)量為m, , OA桿質(zhì)量不計。已知BD桿上作用一不變的力矩 M。當(dāng)60時，OA桿繞0軸轉(zhuǎn)動的角速度為,角加速度為。試用達(dá)朗貝爾原理求此時鉸鏈O, D處的約束反力參考答案:- 2 8、解：Mx(F) =Fz 3 Fy 2=2F F F3342My(F) - -Fx 2 - Fz 1 F F - -2F y3315Mz(F)二 Fx 3 - Fy 1 =2F - F F33二、解：(

16、1)研究整體,600300受力分析如圖 *7aFAyZ Md(F)=0400-R x400_Px900 = 0Fdx 月、得 Fax = -2250N2FDy“D FebJrEFFCf(2)研究DF桿，受力分析如圖 Mf(FJ =04-P 300 刊 900 f 4(3)研究AC桿，受力分析如圖4-FAy 900 Fbe 300 =0 5Feb 二 FBe 由聯(lián)立方程組，解得Fav = -4000 N，F(xiàn)Ay = 7000 NFbeFcf33三、解：分析AB桿受力，如圖所示W(wǎng)ai、 Ma(FJ =0Wa Fnbsin30 l Fsbsin60 1=0 X -0FsA - Fnb cos30 l

17、 FsB COS60 =0 Y =0FnaFsAFnbBFnA -W Fnb sin30 FsBsin60 =0FsA =0.25Fna Fsb =0.25Fnb 由聯(lián)立方程組，解得4.3 3, al51四、解：動點：小環(huán)M動系：直角彎桿OABV =ve+vrVe =OM =2 0.5= 1m/svM 二 va 二 ve cos30 3 m/s21vr =ve sin 30 m/ sr e 21 2 aC =2 vr =2 0.5爼 =0.5m/sC r 2方向向下五、解：AB桿作瞬時平移，飛=0Vb =7A 二 r = 2r ，BC，-0以A點為基點，加速度矢量圖如圖aABtnaBAaBaB

18、所示aB + aBaA + aBA + aBA2其中 aB BC 2r =嚴(yán)，a25Ct_Qba 二 r ab，向豎直方向投影得aB = 2r-，BC - 0，故-：BC = 向水平方向投影得2-r2故Sb六、解：(1)初始運(yùn)動瞬時，A點為速度瞬心VbIabVolAB桿的動能為1 一 ml 十 m2 J21 1 22 1 2 2 G 2ml r ml -Iv2 366gAB桿運(yùn)動到水平時，此瞬時B點為速度瞬心，轉(zhuǎn)動角速度為:VaAB桿的動能為T2Jp 話JmLJmvA2236G6g此過程，外力所做的功為W12 =G-2由動能定理，T2 -Ti =Wi2G 22 l6?(VA 違解得Va 二,3gl V0 =5.7m/s(2)當(dāng)AB桿由初始運(yùn)動與水平線成任意角B時，速度瞬心在P點此時AB桿的動能為T2J 22二1 1ml222 3外力所做的功為mg ； (1 -sin v)W2 二 mg ； (sin 90 -sin 丁) 由動能定理，T2 -T =W22 2 1 2 丨ml mv0 二mg(1sin J6 6 2解得、3gl(1sinR v2 _ 5、3gl (1sin R 9l4七、解：繩斷后，桿AB受力 分析如圖。繩斷后，桿AB作 平面運(yùn)動，由平面運(yùn)動微分方