机械原理试卷及答案

机械原理试卷（A ）
一、选择题（每空1分，共10分）
1、在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为 A 。

A. 虚约束 B. 局部自由度 C. 复合铰链
2、单运动副机械自锁的原因是驱动力 B 摩擦圆。

A. 切于
B. 交于
C. 远离
3、对于双摇杆机构，最短杆与最长杆长度之和 B 大于其余两杆长度之和。

A. 一定 B. 不一定 C. 一定不
4、设计凸轮廓线时，若减小凸轮的基圆半径，则凸轮压力角将 C 。

A. 增大 B. 不变 C. 减小
5、在减速蜗杆传动中，用 C 来计算传动比是错误的。

A. 21
ωω=i B. 12z z i = C. 12d d i =
6、在其他条件相同时，斜齿圆柱齿轮传动比直齿圆柱齿轮传动重合度 C 。

A. 小 B. 相等 C. 大
7、棘轮机构中采用了止回棘爪主要是为了 A 。

A. 防止棘轮反转
B. 保证棘轮每次转过相同角度
C. 对棘轮双向定位 8、利用飞轮进行调速的原因是它能 B 能量。

A. 产生
B. 消耗
C. 储存和放出 9、对于结构尺寸5≥B D 的不平衡刚性转子，需进行 A 。

A. 动平衡
B. 静平衡
C. 不用平衡 10、自由度为2的周转轮系是 B 。

A. 差动轮系
B. 行星轮系
C. 复合轮系
二、(本小题 8 分)
计算图示机构的自由度，并判断机构的级别。

F=3*7-2*10=1
04~05 第二学期
图示四杆机构，作图比例尺0.001l m
mm
μ=
，120rad s ω=，求全部瞬心并用瞬心法求 E 点的速度大小及方向。

四、(本小题12分)
试在图示凸轮机构中，(1) 标出从动件与凸轮从接触点C 到接触点D 时，该凸轮转过的转角ϕ； (2) 标出从动件与凸轮在D 点接触的压力角α； (3) 标出在D 点接触时的从动件的位移s 。

五、(本小题10分)
设计曲柄摇杆机构。

已知其行程速度变化系数 1.4K =，曲柄长30a mm =，连杆长
80b mm =，摇杆的摆角40ψ︒=。

求摇杆长度c 及机架长度d 。

A B
C
D 1 2 3 4 E
已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩r M 如图所示，等效驱动力矩d M 为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：max 200rad s ω=及min 180rad s ω=。

试求：(1) 等效驱动力矩d M 的大小； (2) 运转的速度不均匀系数δ； (3) 当要求δ在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯量F J 。

七、(本小题10分)
在图示轮系中，单头右旋蜗杆1的转速11450min n r =，回转方向如图，各轮齿数分别为237z =，'215z =，325z =，'320z =，460z =。

试求轴B 的转速B n 的大小及方向。

八、(本小题10分)
图示凸轮机构，作图比例尺0.001l m
mm
μ=
，已知阻力矩 2.5r M Nm =，摩擦圆半径3mm ρ=，摩擦角10ϕ︒=，求驱动力矩1M 。

九、(本小题18分)
一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，己知齿数125z =，255z =，模数m =2 mm ，
20α︒=，*
a h =1，*c =0.2 5。

求：(1) 齿轮1在分度圆上齿廓的曲率半径ρ； (2) 齿
轮2在齿顶圆上的压力角2a α； (3)如果这对齿轮安装后的实际中心距'
81a mm =，求啮合角'
α和两轮节圆半径'1r 、'
2r
机械原理试卷
班
级____________________ 学号____________________ 姓名____________________ 教师____________________
1
2
3
1M
r M
一、填空及选择题（每空1分，共20分）
1．机器的制造单元是____________，运动单元是____________；机构具有确定运动的条件是其自由度数等于____________数。

2．曲柄摇杆机构有死点位置时，____________是主动件，此时____________与____________共线。

3．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是_____________。

4．斜齿轮的模数和压力角在____________（法面、端面、轴面）内取标准值；锥齿轮当量齿数Z V=______________。

5．蜗杆机构传动的主动件是__________（蜗杆、蜗轮、蜗杆蜗轮皆可）。

6．移动副中驱动力作用于___________内将发生自锁；传动副中驱动力为一单力且作用于_______________内将发生自锁。

7．质量分布在同一平面内的回转体，经静平衡后_______________（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后___________（一定、不一定、一定不）满足静平衡；质量分布于不同平回转面内的回转体，经静平衡后____________（一定、不一定、一定不）满足动平衡，经动平衡后____________（一定、不一定、一定不）满足静平衡。

8．机器周期性速度波动的调节方法一般是加装________________，非周期性速度波动调节方法是除机器本身有自调性的外一般加装________________。

9．说出两种变回转运动为直线运动的机构：___________________，________ _______________。

二、计算图示机构的自由度（5分）
三、如下图所示行程速度变化系数为 1 的曲柄摇杆机构，已知曲柄连架杆固定铰链中心处
图示机架平面（直线OO’）位置上，并已知摇杆的两个极限位置C1D，C2D及摇杆长度CD= C1D=C2D，求其余三个构件的杆长。

（8 分）
四、如图所示凸轮机构，凸轮廓为以A为圆心，R为半径的圆，凸轮逆时针方向回转，要
求：（10分）
1．说出该凸轮机构的名称；
2．标出凸轮基圆半径r0；
3．标出从动件从B点接触到C点接触凸轮转过的角度Φ；
4．标出从动件从B点接触到C点接触从动件位移S；
5．标出从动件从B点接触时从动件压力角αB；
五、一对直齿圆柱齿轮机构，已知压力角α=20度，齿轮2的齿数Z2=28，模数m=3mm，
传动比i12=2，安装中心距a’=65mm，求：（15分）1．齿轮1的齿数Z1；
2．两轮分度圆半径r1，r2；
3．啮合角α’，两轮节圆半径r’1，r’2；
4．设计该传动类型；
5．计算分度圆齿厚S1，S2；
角度INVαtgα
cosα
20 0.015 0.364 0.94
18.5 0.012 0.335 0.948
24.4 0.028 0.454 0.9191
28.5 0.046 0.543 0.879
六、图示复合轮系中，各齿轮齿数如图中括号中所示，求传动比i1H。

（10分）
七、图示曲柄滑块机构中，曲柄1上作用驱动力距M，滑块3上作用阻力F。

若不计各活动
构件质量，标出机构在图示位置时各运动副总反力作用线（给定摩擦角）（8分）
φ
八、某内燃机的曲柄输出力矩M d与曲柄转角φ关系曲线如图所示，运动周期为T=180度，
曲柄转速为600r/min，如用此内燃机驱动一阻力为常量的机械，并要求不均匀系数δ=0.01，求在主轴上应装的飞轮转动惯量J F（不考虑其它构件的转动惯量）（9分）
九、摆动导杆机构，已知机构运动简图，原动件为1以等角速度ω1逆时针方向回转，用相
对运动图解法求在图示位置时，
1．构件3的角速度ω3，角加速度α3的大小及方向；
2．构件3 上D点的速度和加速度的大小和方向；
（注：所求各量大小用公式表示，不必计算出数值大小）（15分）
机械原理试卷答案
一、填空及选择（每题1分，共20分）
1．零件、构件、原动件-------------------------------------------------------------------3分2．摇杆连杆从动曲柄----------------------------------------------------------------3分3．模数相等，压力角相等----------------------------------------------------------------1分4．Z / cosδ-----------------------------------------------------------------------------------1分5．蜗杆蜗轮皆可----------------------------------------------------------------------------1分6．摩擦角摩擦圆------------------------------------------------------------------------2分7．一定一定不一定一定----------------------------------------------------------1分8．飞轮调速器----------------------------------------------------------------------------2分9．曲柄滑块齿轮齿条----------------------------------------------------------------2分二、解：------------------------------------------------------------------------------------------5分
F=3×7－2×10－0＝1
三、解：------------------------------------------------------------------------------------------8分
AB＋BC＝AC2＝42.5
BC－AB＝AC1＝20.5, ∴AB =11, BC =31.5
四、解-------------------------------------------------------------10分
1）它是滚子从动件盘形凸轮机构------------------------------2分
2）如图所示------------------------------------------------2分
3）如图所示------------------------------------------------2分
4）如图所示------------------------------------------------2分
5）如图所示------------------------------------------------2分
五、解-------------------------------------------------------------15分 1）i 12 = z 2 /z 1 =2 z 1 =14
2）r 1 =1/2 mz 1 =21mm r 2 =1/2 mz 2 =42mm 3）cos α’=a/a’cosα=63/65 cos20 r’1=65/63r 1 r’2=65/63r 2 4）采用正传动
5）S 1=m(π/2+2x 1tg α)
六、解-------------------------------------------------------------------------------------------10分 区分轮系----------------------------------------------------5分
行星轮系H K
------541321'
分别计算----------------------------------------------------5分 在K ---321中
20
60
233113-=-=--=
z z n n n n i k k K
在H ---541'
中
3060
5''1515'1-=-=--=
z z n n n n i H H K
21
1==
H
H n n i
七、如图所示------------------------------------------------------------------------------------8分
八、解--------------------------------------------------------------------------------------------9分 W d =0.5×π/6 ×300+π/6×300+0.5×2π/3 ×300=175π [W] =1/2W d =87.5π
J F =900[W]/δπ2n 2 =6.966
九、解--------------------------------------------------------------------------------------------15分
AB
B B r B B k B B B B n B B AB B B B B B l a a b k k b b b b b BD BD
A B BC C B a a a a a V l V b b pb pb BD
AB BC V V V 212332233''32
32323332323
2232
323'''
'''''//00//ωππωωωτ==⊥→⊥→++=+====⊥⊥+=。