机械原理试卷(含答案),

机械原理试卷合集（含参考答案）《机械原理试卷参考答案》（№1）一、填空题：（30分）1．机构中的速度瞬心是两构件上（相对速度）为零的重合点，它用于平面机构（速度）分析。

2．下列机构中，若给定各杆长度，以最长杆为连架杆时，第一组为（双摇杆机构）机构；第二组为（曲柄摇杆机构）机构。

ba c(1) a = 250 b = 200 c = 80 d = 100；(2) a = 90 b = 200 c = 210 d = 100 。

3.机构和零件不同，构件是（运动的单元），而零件是（制造的单元）。

4．凸轮的基圆半径越小，则机构尺寸（越大）但过于小的基圆半径会导致压力角（增大）。

5．用齿条型刀具范成法切制渐开线齿轮时，为使标准齿轮不发生根切，应使刀具的（齿顶线不超过极限啮合点）。

6．当要求凸轮机构从动件的运动没有冲击时，应选用（摆线运动）规律。

7．间歇凸轮机构是将（主动轮的连续转动）转化为（从动转盘的间歇）的运动。

8．刚性转子的平衡中，当转子的质量分布不在一个平面内时，应采用（动平衡）方法平衡。

其平衡条件为（∑M = O ；∑F = 0 ）。

1．9．机械的等效动力学模型的建立，其等效原则是：等效构件所具有的动能应（等于整个系统的总动能）。

等效力、等效力矩所作的功或瞬时功率应（等于整个系统的所有力，所有力矩所作的功或所产生的功率之和）。

10．平面机构结构分析中，基本杆组的结构公式是（3n = 2P L）。

而动态静力分析中，静定条件是（3n = 2P L）。

一、选择题：（20分）1．渐开线齿轮齿条啮合时，若齿条相对齿轮作远离圆心的平移，其啮合角（B）。

A)增大； B)不变； C)减少。

2．为保证一对渐开线齿轮可靠地连续传动，应便实际啮合线长度（C）基圆齿距。

A)等于； B)小于； C)大于。

3．高副低代中的虚拟构件的自由度为（A）。

A) -1； B) +1 ； C) 0 ；4．压力角是在不考虑摩擦情况下，作用力与作用点的（B）方向的夹角。

A)法线； B)速度； C)加速度； D)切线；5．理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮，其推杆的运动规律是（ A ）。

A)相同的； B)不相同的； C)不一定的。

6．飞轮调速是因为它能（ C ①）能量，装飞轮后以后，机器的速度波动可以（ B ②）。

① A)生产； B)消耗； C)储存和放出。

② A)消除； B)减小； C)增大。

7．作平面运动的三个构件有被此相关的三个瞬心。

这三个瞬心（ C ）。

A)是重合的； B)不在同一条直线上； C)在一条直线上的。

8．渐开线标准齿轮在标准安装情况下，两齿轮分度圆的相对位置应该是（ C ）。

A)相交的； B)分离的； C)相切的。

9．齿轮根切的现象发生在（ D ）的场合。

A) 模数较大； B)模数较小； C)齿数较多； D)齿数较少10．重合度61.=αε 表示一对轮齿啮合的时间在齿轮转过一个基圆齿距的时间内占（ A ）。

A) 40%； B) 60%； C) 25% 三．计算下列机构自由度。

(10分)3-1图3-2图F = 3 × 5 － 2 × 6 － 1 = 2 F = 3 × 8 － 2 × 11 － 1 = 1四、 图示轮系中，已知 Z 1＝1（右旋），Z 2＝60，Z 3＝40，Z 4＝20， Z 5＝18，齿轮3、4、5、6的模数和压力角分别相等。

求 Z 6 齿数和传动比i 1H 。

(10分)123456H解：区分轮系 3-4-5-6-H 为行星轮系，1-2 为定轴轮系。

由同心条件： Z 6 = Z 3 － Z 4 + Z 5 = 40 － 20 + 18 = 38181184038201115364363-=⨯⨯-=-=-=Z Z Z Z ii HH 601601212===Z Z i∵ n 3 = n 2 310181603121=⨯=⋅=∴H H i i i 五．作图求出图示凸轮机构滚子中心B 1到B 2时凸轮转角φ，B 2点时的压力角α和基圆半径R 。

B 1B 2R 。

O AC 1C 2φα解：作图步骤： （每一步骤 2 分）1）以A为圆心，AB 1为半径，作出凸轮的理论轮廓圆。

2）以O为圆心作与导路线相切的偏距圆，切点为C 1。

3）过B 2点作偏距圆的切线，切点为C 2。

OC 1与OC 2的夹角即为所求的凸轮转角φ。

4）作法线AB 2与切线C 2B 2的夹角即为所求位置的凸轮压力角α。

5）以O为圆心作与凸轮的理论轮廓圆相切的圆，即为所求的基圆，半径为R 0。

六．设一对渐开线正常齿制标准直齿轮啮合，Z 1 = 33 ，Z 2 =67, m = 3 。

若在安装时，将中心距比标准中心距增大1.5 mm ,求此时啮合角及重合度。

(10分)解：标准中心距 ()()1503673321212121=⨯+=+=+=m Z Z r r a 实际安装中心距 515151..=+='a a αα''=cos cos c a a︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛︒=⎪⎭⎫ ⎝⎛'='--52120515115011.cos .cos cos cos ααa a51546211.cos ==αmZ r b 43994222.cos ==αmZ r b552354911..=+=+=∙m h r r a a 51033510022..=+=+=∙m h r r a a︒=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛='-625271111.cos a b a r r α ︒=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛='-153242212.cos a b a r r α ()()[]ααααπεα'-+'-=tan tan tan tan 221121a a Z Z ()()[]26115211532467521625273321..tan .tan .tan .tan =︒-+︒-︒=π七、设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆一极限位置与机架夹角为 ψ= 60°，行程速比系数K = 1.4，摇杆CD = 40 mm ，机架AD = 50 mm 。

图解出曲柄AB 及连杆BC 的长度。

并作出所设计机构的最小传动角。

(10分)解： 求出极位夹角 ︒=+-⨯︒=+-⨯︒=3014114118011180..K K θ DC A1C 2B 2B 1B 4B 3C 3C 4θmin ψ作图步骤：1）连接AC，作∠CAC 2 =θ　2）以D为圆心，CD为半径，做圆弧与AC 2交于C 2。

3）AB=（AC-AC 2）/2=22；BC=（AC+AC 2）/2=82 4）作曲柄AB与机架AD两次共线位置。

ΔDC 3B 3和ΔDC 2B 2确定∠DC 3B 3为最小传动角.γ《机械原理试卷参考答案》（№2）一、填空题（每题3分，共30分）1.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件（两轮模数和压力角相等）2．用齿条形刀具范成法加工渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，刀具的齿顶线（圆）应低于极限啮合点N1。

其最少齿数为17 。

1．3．机器产生速度波动的类型有周期性速度波动、非周期性速度波动分别用飞轮，和调速器来调节。

4．刚性回转件的平衡有两种，一种是静平衡其质量分布特点是在一同平面内另一种是动平衡其质量分布特点是不在同一平面内。

5．构件与零件不同，构件是运动单元，零件是制造单元。

6．斜齿轮的标准参数在法面上，圆锥齿轮的标准参数在大端面。

7．槽轮机构是将主动销轮的连续旋转运动转换成从动槽轮的间歇转动运动。

8．曲柄摇杆机构出现最小转动角的位置是曲柄与机架两次共线位置。

9．三角螺纹主要用于联接；矩形螺纹主要用于传递运动。

这是因为三角螺纹比矩形螺纹摩擦力矩大。

10如图铰链四杆机构中，d 的长度在 28 ＜ d ＜ 44 范围内为曲柄摇杆机AB CDa=20b=28c=36d=?构；在 d ＜ 12 范围内为双曲柄机构。

二、 计算下列机构的自由度 10分a)图b)图F = 3n – 2P L – P H =3×4－2×5－1 = 1F = 3n – 2P L – P H =3×4－2×5－1 = 1三、 图示提升机构，已知各轮齿数Z 1 = 15，Z 2 = 25，Z 2‘ = 23，Z 3 = 69，Z 4 = 30，Z 5 = 40，绳轮半径R = 0.2 m 重物Q = 1000 N ，该机械总效率η= 0.9，重物匀速提升速度V = 3 m/min 。

15分 求：（1）该机构的总传动比 （2）轴1的转速η1及转向 （3）轴1的输入功率N 11H 322'Q绳轮45解： 区分轮系：1-2-2‘-3（4）为行星轮系，4-5为定轴轮系。

i 1H = i 14 =1－iH 13=1－(-1)Z 2 Z 3／ Z 1 Z 2’ = 1+(25×69)／(15×23)=6i 45=－Z 5／ Z 4=－4／3 i 15 = i 14 . i 45 = 6 ×(－4／3) =－8n1= n 5 ×i 45 = v ／(2πR)* i 15 =3／(2π×0.2)×8 =19.1转／分N 1 = N 5 ／ η = Q V ／η = 1000×3／(60×0.9) =55.6 W四、 在图示凸轮机构中，已知偏心圆盘为凸轮实际轮廓，其余尺寸如图μ= 0.001 m/mm.。

(10分)求：（1）基圆半径R 。

（2）图示位置凸轮机构压力角α（3）凸轮由图示位置转60°后，推杆移动距离S 。

B 1S60°ABB 0α五、 如图已知机架AD=50mm ，摇杆离机架最近的极限位置β=45°。

且CD=40mm ，该机构为曲柄摇杆机构，位置速比系数K=1.4，试用作图法求出曲柄AB 和连杆BC 的长度，并绘出机构图。

（写出作图步骤，保留各作图线） （10分）30°B 1B 2C 21解求极位夹角θ=180°（K-1）/（K+1）=30°连接AC 1，作角C 1AC 2=30°与以D为圆心DC长为半径的圆弧交于C 2点。

AB=（AC 2-AC 1）/2，BC=（AC 2+AC 1）/2。

A DC六、 在图示凸轮机构中，已知偏心圆凸轮半径R = 50 ，图中OA = 22，AC = 80 ，凸轮1的角速度ω1= 10 rad /s, 逆时针转动。

用瞬心法求从动件2的角速度ω2。

（10分）1O AC390°B2p 12p 13p 23解： 由三心定理，构件1、2、3共有三个瞬心P 12 、P 13、P 23 ，并在一条直线上。