《机械原理》期末考试试题及答案

一、是非题，判断下列各题,对的画“√”，错的画“×”（每题2分，共10分） 1、Ⅱ级机构的自由度不能大于2； 2、铰链四杆机构中，若存在曲柄，其曲柄一定是最短杆。

3、当凸轮机构的压力角过大时，机构易出现自锁现象。

4、国产标准斜齿圆柱齿轮的端面齿顶高等于法面齿顶高； 5、棘轮机构和槽轮机构都是间歇运动机构。

二、单项选择题（每小题2分，共10分）1、在铰链四杆机构中，取（ ）杆作为机架，则可得到双摇杆机构。

A ．最短杆；B ．最短杆的对边；C ．最长杆；D ．连杆 2、下列为空间齿轮机构的是（ ）机构。

A ．圆锥齿轮；B ．人字齿轮；C ．平行轴斜齿圆柱齿轮；D ．直齿圆柱齿轮3、表征蜗杆传动的参数和几何尺寸关系的平面应为（ ）。

A ．轴面；B ．端面；C ．中间平面；D ．法面4、在机构中原动件数目（ ）机构自由度时，该机构具有确定的运动。

A ．小于；B ．等于；C ．大于；D ．大于等于5、 作连续往复移动的构件，在行程的两端极限位置处，其运动状态必定是（ ）。

A ．0=v ，0=a ；B ．0≠v ，0=a ；C ．0=v ，0≠a ；D ．0≠v ，0≠a 。

三、填空题（每小题2分，共10分）1、为使凸轮机构结构紧凑，应选择较小的基圆半径，但会导致压力角_______ 。

2、构件是________的单元，而零件是制造的单元。

3、在摆动导杆机构中，导杆摆角 30ψ=，其行程速度变化系数K 的值为_______。

4、在周转轮系中，兼有_______的齿轮称为行星轮。

5、平面定轴轮系传动比的大小等于_______ 。

四、分析简答题（40分）1、（10分）计算图示机构的自由度。

确定机构所含杆组的数目和级别，并判定机构的级别。

机构中的原动件如图所示。

2、（10分）图示铰链四杆机构中，所标数字代表杆长，单位为cm 。

试求： 1）通过计算判断该机构属于铰链四杆机构中的何种类型；2）欲使该机构为曲柄摇杆机构，现调整AB 杆长，试确定出AB 杆长的取值范围。

3、（10分）偏置曲柄滑块机构中，曲柄AB 为原动件，其长为20 cm ，且逆时针匀速转动。

又知连杆长BC 为60cm ，滑块行程速比系数2K =。

试求：滑块行程?s =4、（10分）一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。

已知凸轮为一偏心圆盘，圆盘半径30mm R =，几何中心为A ，回转中心为O ，从动件偏距10mm OD e ==，10mm OA =。

凸轮以等角速度ω逆时针方向转动。

当凸轮在图示位置，即AD CD ⊥时，试求：（1）凸轮的基圆半径 0r；（2）图示位置的凸轮机构压力角α； （3）图示位置的凸轮转角ϕ； （4）图示位置的从动件的位移s ；（5）该凸轮机构中的从动件偏置方向是否合理，为什么？五、计算题：（30分）1、（10分）一对渐开线直齿圆柱标准齿轮，已知201=z ，402=z ，10=m mm,α=︒20,1*a =h ,25.0*=c 。

如安装中心距为305mm 。

试确定：(1)这对齿轮的啮合角α'；(2)节圆半径1r '、 2r '；(3)两齿廓曲线在节圆上的曲率半径1ρ'、 2ρ'；(4)实际齿顶间隙c '; (5)重合度ε。

注：重合度计算式 1a12a 21(tg tg )(tg tg )2z z εααααπ''⎡⎤=-+-⎣⎦2、（10分）图示机构中，已知AB 杆长为100mm ，其角速度110rad/s ω=，BD 杆长为20mm,该位置时030ϕ=，请标出瞬心13P 、24P ，并计算件2上D 点及件3的该瞬时速度D ?V =，3?V =（注意：标示瞬心时，应将图形画在答题纸上，不要直接画在题签上。

）3、（10分）计算图示轮系的传动比ABi ，并确定输出轴B 的转向。

已知各轮齿数11z =，240z =，224z '=，372z =，318z '=，4114z =，蜗杆左旋，1n 转向如图所示。

2011(参考答案)一、是非题（本大题共10分，每小题2分） 1、×；2、×；3、√；4、√；5、√ 二、单项选择题（每小题2分，共10分） 1、B ；2、A ；3、C ；4、B ；5、C三、填空题（每小题2分，共10分）1、增大；2、运动；3、1.4；4、自转和公转；5、从动轮齿数乘积与主动轮齿数乘积之比四、分析简答题（本大题共40分） 1、（本小题10分） 解：L H 3n 2P P 3721001F =--=⨯-⨯-=以CF 为原动件时，图示机构去掉原动件和机架后可以拆分为1个Ⅱ级杆组和1个Ⅲ级杆组，如下图示（，所以该机构为Ⅲ级机构。

A2、（本小题10分）1）因为40805060+>+，属于双摇杆机构 2）AB 最短时，805060x +≤+，030x ≤≤， AB 居中时，508060x +≤+，7080x ≤≤，AB 最长时， 508060x +≤+ 8090x ≤≤， 所以 030x ≤<,7090x ≤≤ 3、（本小题10分）解：1180601K K θ-==+ 画出两极限位置B1所以s 69.28==4、（本小题10分）解： (1)0301020r R OA mm=-=-=(2)020=0.895, 41.8322.36AD tg BD αα====(3)(4)mm22.3617.32 5.04s =-=mm (5) 偏置方向不合理。

图示偏置方向使推程段增大。

应把从动件导路偏置在凸轮转动中心的右侧，则推程段减小。

五、计算题：（30分） 1、解：(1) 120.5m(z +z )=300mm a =， a '=305mm ，'arccos(cos /')22.44a a(2) i 122=，r 1101667'.=mm ，r 2203333'.=mm(3) 11sin 38.8r ρα'''==mm ， 22sin 77.6r ρα'''==mm(4) 顶隙5.755.2=+=c mm(5) 重合度ε=11674.2、解：如图所示：1331500/P A V l mm sω=⨯=，D 11000/B AB V V l mm s ω==⨯=3、解：innzz12122140===i iz zz zHH224342311172114241820 ''''=-=+=+⨯⨯=i i i iAB H H===⨯=11224020800'n nB H=,方向向下(↓)。

一、是非题，判断各题，对的画“√”，错的画“×”（每小题2分，共10分）1. 在机构运动简图中运动副和构件都应用规定的符号和线条表示。

2. 在铰链四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得到双摇杆机构。

3. 凸轮机构的图解法设计原理是采用反转法原理。

4. 与标准齿轮相比，正变位齿轮的齿距变大。

5. 一对互相啮合的渐开线直齿圆柱齿轮，其分度圆总是相切的。

二、单项选择题（每小题2分，共10分）1. 机构的最小传动角γmin可能发生在（）位置之处。

A. 主动曲柄与连杆二次共线；B. 主动曲柄与摇杆二次共线；C. 主动曲柄与机架二次共线；D. 不确定；2. 将曲柄滑块机构中的曲柄取为机架，则机构成为（）。

A．摇块机构；B．转动导杆机构；C．摆动导杆机构；D．曲柄滑块机构3. 凸轮机构从动件选用等加速等减速运动规律的主要缺点是会产生（）。

A．刚性冲击；B．柔性冲击；C．振动；D．刚性冲击和柔性冲击4. 对于一渐开线标准圆柱齿轮，其齿数一定，模数越大，则（）。

A．节圆越大；B．压力角越大；C．齿根高越小；D．分度圆越大5. 单圆销平面槽轮机构中，当圆销作单向连续转动时，槽轮的运动通常为（）。

A．单向间歇转动；B．双向往复摆动；C．单向连续转动；D．双向往复移动。

三、填空题（每小题2分，共10分）1. 在凸轮机构中，从动件的运动规律完全由来决定。

2. 曲柄摇杆机构只有在________情况下，才会出现死点位置。

3. 棘轮机构中，当主动件连续地________时，棘轮作单向的间歇转动。

4. 直齿圆锥齿轮的________模数取为标准模数。

5. 用齿条形刀具加工标准齿轮不产生根切的最小齿数为________。

四、分析简答题（40分）1.（10分）计算图示机构的自由度，图中已给定一个原动件，依据自由度数，请判断是否还需要再给定一个原动件该机构才能具有确定的运动？如需要请正确地从连架杆中选定原动件并做出标记,并画出拆分后该机构的杆组图。

2.（10分）直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示。

已知凸轮1为一偏心圆盘，圆盘半径30mm R =，几何中心为A ，回转中心为O ，15mm OA =。

凸轮以等角速度10rad/s ω=逆时针方向转动。

当凸轮在图示位置，即AO BO ⊥时，试求： （1）请标出该时刻机构的传动角并求出其大小；（2）请标出瞬心12P 、23P； （3）该时刻从动件2的速度是多少?3.（10分）四杆机构ABCD 中，115mm l =，250mm l =，330mml =。

图示位置 A 、B 、D 三点共线，CD ⊥AD 。

试解答：（1）判断该机构属于铰链四杆机构中的何种类型；（2）若CD 为原动件，计算图示位置B 点处压力角α=？（3）保证机构类型不变，将AB 杆尺寸加大，确定出尺寸加大范围。

4.（10分）图示凸轮机构中，已知推程段廓线AB 段与回程段廓线BC 段互相对称，又知基圆半径0r=50mm ，偏心距e =30mm ，廓线最高点B 至旋转中心O 的 距离l OB =100mm 。

试解答：（1）在图中标出从动杆与廓线上K 点（K 点如图所示）接触时，凸轮的转角ϕ，从动杆位移s ；（2）计算出从动杆的最大位移h =？五、计算题（30分）1.（10分）图示曲柄摇块机构，已知AB BC ⊥，原动件AB 顺时针匀速转动，角速度10.1ωπ=rad /s 。

摇块C 快行程用时为5秒，机架AC 长为。

求： （1）从动件的行程速度变化系数K=？极位夹角?θ=（2）画出该曲柄摇块机构的两个极限位置，并求出曲柄AB 长是多少？2.（10分）一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知其模数m=2mm ，压力角020α=，齿数1z =20，2z =48，试计算：（1）该对齿轮作无侧隙啮合时的中心距a =？，啮合角α'=？，节圆半径1r '=？；（2）欲使其实际中心距a '=68.5mm ，今用一对标准斜齿轮（平行轴）凑中心距，在n m =2mm ，1z 、2z不变时两斜齿轮的螺旋角应为多少？3.（10分）图示轮系中各轮齿数为12z =，250z =（旋向如图所示），320z =，460z =，560z =，620z =，725z =，815z =，又知蜗杆转速11800rpmn =，方向如图。