2015江蘇大學考研機械原理及理論力學考試大綱DOC0001

1、江蘇大學機械原理考試大綱一、考試要求機械原理是機械類各專業(yè)中研究機械共性問題的一門主干技術 基礎課。其考核目標是要求學生掌握機構學和機械動力學的基礎理 論、基本知識和基礎技能，具有擬定機械運動方案、分析和設計常用 機構的能力。二、考試內容第一章機構的組成和結構了解機構的組成（包括構件、運動副概念，平面運動副的各種 分類，平面高低副引入約束的情況）。讀懂平面機構運動簡圖（包括 構件與各種運動副的表示，機構的組成和動作原理）。掌握平面機構的自由度計算（包括機構自由度概念、自由度計算公式、運動鏈成 為機構的條件、計算自由度時應注意的三類問題：復合鉸鏈、局部自 由度與虛約束的識別與處理）。掌握平面機構

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

3、構設計以及急回機構的設計 （主要是曲柄搖桿機構或 曲柄滑塊機構的設計）。第三章凸輪機構了解凸輪機構的組成及分類；理解從動件常用運動規(guī)律及其特 點（包括凸輪機構的運動學設計參數(shù)（如基圓，升距，推、回程運動 角，遠、近休止角等），常用運動規(guī)律的線圖和沖擊特性）。掌握圖 解法設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 輪廓設計）。了解凸輪機構的壓力角和自鎖概念，了解凸輪機構壓力 角與機構基本尺寸的定性關系（如壓力角與基圓半徑之間的關系，從 動件偏置方位的合理選擇，滾子半徑的確定原則）。掌握反轉法的應 用。第四章齒輪機構了解齒輪機構的基本類型，理解齒廓嚙合基本定律的實質（特（7別是定傳動

4、比傳動的結論：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，理解漸開線齒廓的嚙合特性（如嚙合線位置（兩 基圓一側的內公切線）、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。掌握漸開線標準直齒圓柱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、標準中心距的計算公式）。理解漸開線標準直齒圓柱齒輪的嚙 合傳動（包括正確嚙合條件、無齒側間隙嚙合條件、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、用標準齒條型刀具加 工標準齒輪不發(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：定軸輪系和周轉輪系，周轉輪 系又可分為行星輪系和差動輪系），掌握定軸、周轉和混合輪系傳動 比的計算方法（包括傳動比大小的確定和主從動輪轉向關系的判定） 。第六章 間歇運動機構 了解常用間歇運動機構的類型、組成和工作原理、運動特點。 第十章 機械系統(tǒng)動力學 了解作用在機械上

6、的力及機械的運轉過程（包括力的類型，機 器運轉的三個階段兩種力做功的特征） 。了解機械速度波動的兩種類 型及其對應的調節(jié)方法， 了解飛輪的調速原理和特點， 掌握飛輪轉動 慣量簡易計算方法。第十一章 機械的平衡 了解剛性轉子的平衡類型，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；掌握剛性轉子靜平衡的設計計算。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。二平面機構自由度計算（ 16 分左右）。 給定機構運動簡圖，要求判斷機構中的活動構件數(shù) n低副數(shù)Pl,高副數(shù)Ph；找出機構中的復合鉸鏈、 局部自由度

7、與虛約束后計算機構自由度； 機構中如有高 副,則進行高副低代。三瞬心法對簡單高、 低副機構進行速度分析 （12 分左右）。給 定機構運動簡圖, 要求在圖上標出所有瞬心的位置, 并運用瞬心法進 行機構中某點或某構件的速度分析。四平面四桿機構的分析或設計（ 18 分左右）。 分析類題目：給定機構運動簡圖及幾何特征參數(shù),分析機構的各種特性,如：機構 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 構的最小傳動角或最大壓力角的位置，機構有無死點等。設計類題目：主要是按連桿三位置或行程速比系數(shù)要求設計 曲柄搖桿機構或曲柄滑塊機構。五凸輪輪廓設計或反轉法應用（ 18 分左右）。 輪廓設計：給

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

9、12 分左右）。 已知一個靜不平衡的 轉子，求使其平衡時需要添加的平衡塊的大小和方位。四、參考書機械原理教程，申永勝主編，清華大學出版社（第一版或第二版）機械原理輔導與習題，申永勝主編，清華大學出版社（第 一版或第二版）。有關資料 * 請* 加* 入* 江蘇大學 * 考* 研*群3*7*4*4*3*4*3*5*2江蘇大學碩士研究生入學考試理論力學考試大綱I 考查目標科學、公平、有效地測試考生對理論力學基本概念、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， 為國家 建設培養(yǎng)具有較強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 運用力學的基本理論和基本方法

10、熟練進行研究對象的受力分 析，求解靜力學平衡問題。2 運用力學的基本理論和基本方法熟練進行運動分析， 求解各運 動量。3 運用力學的基本理論和基本方法熟練進行動力學分析及求解動力學綜合問題。II 考試形式和試卷結構一、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、試卷內容與題型結構計算題為主III 考查內容1靜力學(2040 %):(1) 掌握各種常見約束類型。 對物體系統(tǒng)能熟練地進行受力分析。(2) 熟練計算各類力系的主矢和主矩， 對各類力系進行簡化計算(3) 應用各類力系

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力問題 )。(4) 考慮滑動摩擦時平面物體系統(tǒng)的平衡問題。(5) 物體重心的計算2運動學 (20 40 % ) :(1) 理解剛體平移和定軸轉動的特征。熟練求解定軸轉動剛體的 角速度和角加速度，求解定軸轉動剛體上各點的速度和加速度。(2) 掌握點的合成運動的基本概念。熟練應用點的速度和加速度 合成定理求解平面問題中的運動學問題。(3) 理解剛體平面運動的特征。熟練應用基點法、瞬心法和速度 投影法求平面機構上各點的速度。能熟練應用基點法求平面機構上各 點的加速度。(4) 運動學的綜合應用。3 .動力學(4060 %

12、):(1) 能計算動力學中各基本物理量。(2) 熟練運用動量定理、質心運動定理求解有關動力學問題。(3) 熟練運用動量矩定理、定軸轉動微分方程、平面運動微分 方程求解有關動力學問題。(4) 熟練計算力的功和質點、質點系、平面運動剛體的動能。應用質點和質點系的動能定理求解有關的動力學問題。(5) 運用動力學普遍定理綜合求解動力學問題。(6) 掌握剛體平移及對稱剛體作定軸轉動和平面運動時慣性力 系的簡化方法。應用達朗伯爾原理(動靜法)求解動力學問題。(7) 應用虛位移原理求解機構的平衡問題。(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桿達到水平位置時，A端的速度；同時求出當AB桿與水平線成任意角二時（）,2連桿的角速度。D7、（20分）勻質桿AB長I，質量為M ；桿的一端在繩索BD上另一端擱在光滑水平 面上。當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）圖示一滑道連桿機構，已知OA = r，滑道傾角為B =45， 機構重量和各處摩擦均不計。當，=30時機構平衡，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 質量不計，在桿上端有一質量為 m的擺球。 當擺球作微振動時求系統(tǒng)的固有頻率。10、（ 15分）四連桿機構如圖所示。AB/OD，AB =0D = L , 0A = BD = r。均質桿AB的質量為 m，均質桿DB的質量為m, , OA桿質量不計。已知BD桿上作用一不變的力矩 M。當60時，OA桿繞0軸轉動的角速度為,角加速度為。試用達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，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桿運動到水平時，此瞬時B點為速度瞬心，轉動角速度為: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AB桿由初始運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 平面運動，由平面運動微分方