机械原理试卷及答案

XX 大学学年第二学期考试卷(A 卷)
课程名称: 机械原理 课程类别: 必修 考试方式: 闭卷
注意事项:1、本试卷满分100分。

择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的选项填在题后的括号内。

每小题2分,共20分)
1、 以移动副相连接的两构件的瞬心在 ( B ) A.转动副中心处 B 、 垂直于导路方向的无穷远处 C 、 接触点处 D 、 过接触点两高副元素的公法线上
2、 有一四杆机构,其极位夹角为11°,则行程速比系数K 为 ( D ) A 、 0 B 、 0、57 C 、 1 D 、 1、13
3、 以下哪种情况不会发生机械自锁 ( D ) A 、 效率小于等于零 B 、 作用在移动副上的驱动力在摩擦角之内 C 、 生产阻抗力小于等于零 D 、 轴颈上的驱动力作用在摩擦圆之外
4、 有一四杆机构,杆长分别为17mm,38mm,42、5mm,44、5mm,长度为17mm 的杆为连架杆,长度为44、5mm 的杆为机架,则此四杆机构为 ( A ) A 、 曲柄摇杆机构 B 、 双曲柄机构 C 、 双摇杆机构 D 、 无法确认
5、 下列凸轮推杆运动规律中既无刚性冲击也无柔性冲击的就是 ( C ) A 、 一次多项式 B 、 二次多项式 C 、 五次多项式 D 、 余弦加速度
6、 直齿圆柱齿轮的齿数为19,模数为5mm,*a h =1,则齿顶圆半径为 ( C )
A 、 47、5 mm
B 、 50 mm
系(部): 专业班级: 姓名: 学号:
装 订 线 内 不 要 答 题
C 、 52、5 mm
D 、 55 mm
7、 连杆机构的传动角愈大,对机构的传力愈 ( B ) A 、 不利 B 、 有利 C 、 无关 D 、 不确定
8、 当凸轮轮廓出现失真现象时,凸轮理论廓线的曲率半径ρ与滚子半径r r 满足以下关系 ( A ) A 、 ρ<r r B 、 ρ=r r C 、 ρ>r r D 、 不确定
9、 一对啮合齿轮的重合度愈大,则对传动的平稳性与承载能力都愈 ( B ) A 、 不利 B 、 有利 C 、 无关 D 、 不确定
10、 以下哪项不就是轮系的作用 ( D ) A 、 实现分路传动 B 、 获得较大的传动比 C 、 实现变速传动 D 、 实现间歇运动 二、填空题(每小题1分,共10分)
1、 机构具有确定运动的条件就是,机构的原动件数目等于自由度数目。

2、 机构中的构件数目为5时,则其瞬心总数目为__10__。

3、 凸轮轮廓曲线设计所依据的基本原理就是 反转法 原理。

4、 一对渐开线齿轮正确啮合的条件就是两轮的模数与 压力角 分别相等。

5、 由于在轴端中心部分的压强非常大,极易压溃,故对于载荷较大的轴端常做成 空心 的。

6、 由于摩擦的存在,会出现无论驱动力如何增大,也无法驱动结构运动的现象,这种现象称为机构的 自锁 。

7、 刚性转子的平衡要求其惯性力与 惯性力矩 平衡。

8、标准渐开线齿轮不发生根切的最少齿数为 17 。

9、 齿轮系按自由度数目分为差动轮系与 行星轮系 。

10、 棘轮机构就是由摇杆、棘爪、 棘轮 、止动爪等组成。

三、判断题(对的打勾,错的打叉,每小题1分,共10分)
1、 一个平面转动副引入的约束数为 5
( √ ) 2、 三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心位于同一直线上 ( √ ) 3、 驱动力与其作用点的速度方向相同或成锐角,其所作的功为负功 ( × ) 4、 要提高并联机组的效率,应着重提高传递功率小的路线的效率 ( × ) 5、利用平衡机构平衡、平衡质量平衡与弹簧平衡均为部分平衡的方法 ( √ ) 6、 连杆机构的设计方法有解析法与作图法 ( √ ) 7、 凸轮机构的压力角愈大,则作用力将愈小 ( × ) 8、 国家标准规定,分度圆上的压力角为标准值,其值为20度 ( √ ) 9、 在齿轮轮系中,内啮合一次,改变传动方向一次 ( × ) 10、 槽轮机构存在柔性冲击,故常用于速度不太高的场合 ( √ )
四、简答题(每小题4分,共20分) 1、何为三心定理？其有何用处？
答:所谓的三心定理指三个彼此作平面平行运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。

(2分)
可以利用三心定理来确定瞬心的位置以及进行速度分析。

(2分)
2、 斜齿轮传动的主要优缺点有哪些？ 答:(1)啮合性能好,传动平稳,噪声小; (1分)
(2)重合度大,降低了每对轮齿的载荷,提高了齿轮的承载能力;(1分) (3)不产生根切的最少齿数少;(1分)
(4)缺点为在运转时会产生轴向推力(1分)
3、 请写出机构死点的定义以及如何克服的措施？
答:当机构的传动角等于0度时,此时连杆的力恰好通过其回转中心,出现了构件被“顶死”的现象,机构的这种位置称为死点。

(2分)
克服措施:(1)将两组以上的相同机构组合使用,使各组机构的死点相互错开排列的方法;(2)安装飞轮加大惯性的方法,借助惯性作用闯过死点。

(2分) 4、 请写出渐开线的特性(写出四条即可)？ 答:(1) 发生线上线段长度等于基圆上被滚过的弧长; (2)渐开线上任意点的法线恒与其基圆相切;
(3)渐开线愈接近基圆部分的曲率半径愈小,在基圆上其曲率半径为零;
(4) 渐开线的形状取决于基圆的大小;
(5)基圆以内无渐开线
(以上每条一分,写出四条即可)
5、 请写出机构压力角的定义？其值对机构的效率有何影响？
答:作用于从动件上的力作用线与其作用点的速度方向之间所夹的锐角称为压力角(2分)。

压力角越小,作用于机构上的有效分力越大,无效分力越小,摩擦减少,则机构的效率越高(2分)。

五、计算题(共3题,每题10分,共30分)
1.请计算图示机构自由度,若含有复合铰链、局部自
由度与虚约束,请明确指出。

若该机构具有一个原动机,试判断该机构就是否具有确定的运动。

答:F=3n-2P L -P H =3×6-2×8-1=1(5分) E 、F 点有一处虚约束;(1分) G 点位局部自由度;(1分) B 点复合铰链;(1分)
因原动机数目等于自由度,故机构具有确定运动。

(2分) 2、在图示周转轮系中,已知各齿轮的齿数
60
,20,25,153'221====z z z z ,齿轮1的转速
m in /2001r n =,齿轮3的转速m in /503r n =,其转向相反。

(1)求行星架H 的转速n H 的大小;
(2)当轮3固定不动时,求n H 的大小。

解:⑴图示为一差动轮系。

其转化机构的传动比为
520
1560
25'21323113-=⨯⨯-=⨯⨯-=--=
z z z z n n n n i H H H (5分)
设齿轮1的转速为正值,则齿轮3的转速为负值,将已知值代入得
min /33.86
50
6)50(52006531r n n n H -=-=-+=+=。

(3分) (2)轮3固定不动时,H
i i 13131-==6,H n =33、3r/min 。

(2分)
3、在图示转动导杆机构中,导杆1以等角速度回转,且ω1=10s -1,l AB =l AC =200mm,求图示位置时构件3的角速度ω3及角加速度3ε
解: 2121B B B B v v v =+
大小 ？ ω1L 1 ?
方向 ⊥BC ⊥AB ∥AB (1分)
111100.22/B v l m s ω==⨯= (1分)
取/0.1
v m s
mm
μ=,画速度矢量多边形(a) 22 2.828/B v v pb m s μ=•=
21122/B B v v bb m s μ=•= (1分)
323/10/B v l rad s ω==顺时针方向(1分)
2212121n t k r
B B B B a a a a a +=++
大小 2
33w l ? 211w l 2121B B v ω ?
方向 B C →⊥BC B A →⊥AB ∥AB (2分)
2233328.2/n a w l m s ==,2211120/a w l m s ==,221121240/k
B B B B a w v m s == (2分)
取2/1a m s mm
μ=,画加速度矢量多边形,得(b)
233323//70.7/t t
a l a l m s ε=== (2分)
六、作图题(作图时请保留痕迹,每题10分,共10分)1、试作出图示机构的全部瞬心
分,共6分。

P 13,P 24 每个2分,共4分。

P 24
A
B
C
90
°。