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《机械原理》试题及答案

出卷人：

来宁

《机械原理》试题（A）

年级：

13级专业：

本科

一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共20分）

1、同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。

2、在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。

3、机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。

4、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。

5、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。

7、增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。

8、平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，啮合的两齿轮转向相。

9、轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。

10、三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。

11、铰链四杆机构中传动角

为

，传动效率最大。

12、.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。

13、一个齿数为Z，分度圆螺旋角为

的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。

14、标准直齿轮经过正变位后模数，齿厚。

二、判断题（正确的打√，错误的打×）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1、对心曲柄滑块机构都具有急回特性。

（）

2、渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。

（）

3、当两直齿圆柱齿轮的安装中心距大于标准中心距时，为保证无侧隙啮合，应采用正传动。

（）

4、凸轮机构中当从动件的速度有有限量突变时，存在柔性冲击。

（）

5、用飞轮调节周期性速度波动时，可将机械的速度波动调为零。

（）

6、动平衡的转子一定满足静平衡条件。

（）

7、斜齿圆柱齿轮的法面压力角大于端面压力角。

（）

8、加工负变位齿轮时,齿条刀具的分度线应向远离轮坯的方向移动。

（）

9、在铰链四杆机构中，固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。

（）

10、平底直动从动件盘状凸轮机构的压力角为常数。

（）

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

1、造成转子不平衡的原因是什么？

平衡的目的又是什么？

2、凸轮实际工作廓线为什么会出现变尖现象？

设计中如何避免？

3、什么是机械的自锁？

移动副和转动副自锁的条件分别是什么？

4.什么是齿轮的节圆？

标准直齿轮在什么情况下其节圆与分度圆重合？

5、什么是传动角？

它的大小对机构的传力性能有何影响？

铰链四杆机构的最小传动角在什么位置？

6、渐开线具有的特性有哪些？

四、计算题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

1、求图示机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。

2、已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K＝1.25，摇杆长lCD=40mm，摇杆摆角Ψ=60º,机架长lAD=55mm。

作图设计此曲柄摇杆机构，求连杆和曲柄的长度。

3、一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z1＝24，Z2＝64，模数m＝6mm，安装的实际中心距a’＝265mm。

试求两轮的啮合角a’，节圆半径r1’和r2’。

4、取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速nm=1000r/min，在一个稳定运动循环（2

）中的等效阻力矩Mer如图所示，等效驱动力矩Med为常数。

若不计机器中各构件的转动惯量，试求：

当主轴运转不均匀系数

＝0.05时，应在主轴上加装的飞轮的转动惯量JF。

5、一正常齿制标准直齿轮m=4,z=30,=20。

，计算其分度圆直径、基圆直径、齿距、齿顶圆直径及齿顶圆上的压力角。

《机械原理》试题（B）

年级：

13级专业：

本科

一、填空题（本大题共12小题，每空1分，共20分）

1、一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36º，则行程速比系数等于。

2、偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。

3、刚性转子的动平衡的条件是。

4、曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。

5、四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。

6、设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。

7、差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。

8、平面低副具有个约束，个自由度。

9、曲柄摇杆机构出现死点，是以作主动件，此时机构的角等于零。

10、为减小凸轮机构的压力角，可采取的措施有和。

11、.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有性冲击；当其作运动时，从动件没有冲击。

12、标准齿轮圆上的压力角为标准值，其大小等于。

二、判断题（正确的打√，错误的打×）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1、对心曲柄滑块机构都具有急回特性。

（）

2、渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。

（）

3、当两直齿圆柱齿轮的安装中心距大于标准中心距时，为保证无侧隙啮合，应采用正传动。

（）

4、凸轮机构中当从动件的速度有有限量突变时，存在柔性冲击。

（）

5、用飞轮调节周期性速度波动时，可将机械的速度波动调为零。

（）

6、动平衡的转子一定满足静平衡条件。

（）

7、斜齿圆柱齿轮的法面压力角大于端面压力角。

（）

8、加工负变位齿轮时,齿条刀具的分度线应向远离轮坯的方向移动。

（）

9、在铰链四杆机构中，固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。

（）

10、平底直动从动件盘状凸轮机构的压力角为常数。

（）

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

1、飞轮是如何调节周期性速度波动的？

2、渐开线齿廓啮合的特点是什么？

3、何谓基本杆组？

机构的组成原理是什么？

4、凸轮轮廓曲线设计的基本原理是什么？

如何选择推杆滚子的半径？

5、什么是周转轮系？

什么是周转轮系的转化轮系？

6、什么是重合度？

其物理意义是什么？

增加齿轮的模数对提高重合度有无好处？

四、计算题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

1、一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z1＝24，Z2＝64，模数m＝6mm，安装的实际中心距a’＝265mm。

试求两轮的啮合角a’，节圆半径r1’和r2’。

2、已知轮系中各齿轮齿数Z1=20，Z2=40，Z2’=Z3=20，Z4=60，n1=800r/min，求系杆转速nH的大小和方向。

3、取一机器的主轴为等效构件，已知主轴平均转速nm=1000r/min，在一个稳定运动循环（2

）中的等效阻力矩Mer如图所示，等效驱动力矩Med为常数。

若不计机器中各构件的转动惯量，试求：

当主轴运转不均匀系数

＝0.05时，应在主轴上加装的飞轮的转动惯量JF。

4、如图，已知z1=6，z2=z2,=25，z3=57，z4=56，求i14？

5、已知一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的中心距a=196mm，传动比i=3.48，小齿轮齿数Z1=25。

确定这对齿轮的模数m；分度圆直径d1、d2；齿顶圆直径da1、da2；齿根圆直径df1、df2。

（10分）

《机械原理》试题（C）

一、填空题（本大题共12小题，每空1分，共20分）

1、同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。

2、在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。

3、机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。

4、无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。

5、平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。

6、设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。

7、差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。

8、平面低副具有个约束，个自由度。

9、曲柄摇杆机构出现死点，是以作主动件，此时机构的角等于零。

10、为减小凸轮机构的压力角，可采取的措施有和。

11、.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有性冲击；当其作运动时，从动件没有冲击。

12、标准齿轮圆上的压力角为标准值，其大小等于。

二、判断题（正确的打√，错误的打×）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1、对心曲柄滑块机构都具有急回特性。

（）

2、渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。

（）

3、当两直齿圆柱齿轮的安装中心距大于标准中心距时，为保证无侧隙啮合，应采用正传动。

（）

4、凸轮机构中当从动件的速度有有限量突变时，存在柔性冲击。

（）

5、用飞轮调节周期性速度波动时，可将机械的速度波动调为零。

（）

6、动平衡的转子一定满足静平衡条件。

（）

7、斜齿圆柱齿轮的法面压力角大于端面压力角。

（）

8、加工负变位齿轮时,齿条刀具的分度线应向远离轮坯的方向移动。

（）

9、在铰链四杆机构中，固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。

（）

10、平底直动从动件盘状凸轮机构的压力角为常数。

（）

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

1、造成转子不平衡的原因是什么？

平衡的目的又是什么？

2、凸轮实际工作廓线为什么会出现变尖现象？

设计中如何避免？

3、什么是机械的自锁？

移动副和转动副自锁的条件分别是什么？

4、凸轮轮廓曲线设计的基本原理是什么？

如何选择推杆滚子的半径？

5、什么是周转轮系？

什么是周转轮系的转化轮系？

6、什么是重合度？

其物理意义是什么？

增加齿轮的模数对提高重合度有无好处？

四、计算题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

1、求图示机构的全部瞬心和构件1、3的角速度比。

2、已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K＝1.25，摇杆长lCD=40mm，摇杆摆角Ψ=60º,机架长lAD=55mm。

作图设计此曲柄摇杆机构，求连杆和曲柄的长度。

3、一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知齿数Z1＝24，Z2＝64，模数m＝6mm，安装的实际中心距a’＝265mm。

试求两轮的啮合角a’，节圆半径r1’和r2’。

4、如图，已知z1=6，z2=z2,=25，z3=57，z4=56，求i14？

5、已知一对标准安装的外啮合标准直齿圆柱齿轮的中心距a=196mm，传动比i=3.48，小齿轮齿数Z1=25。

确定这对齿轮的模数m；分度圆直径d1、d2；齿顶圆直径da1、da2；齿根圆直径df1、df2。

（10分）

《机械原理》试题（A）答案

一、填空题（本大题共12小题，每空1分，共20分）

1.相似于

2.质径积

3.等效转动惯量，等效力矩

4.0，1

5.90

6.不变；增大

7.相反；相同

8.定轴

9.3；一条直线上

10.900

11.机架；低副

12.z/cos3β

二、判断题（正确的打√，错误的打×）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1.×；2.×；3.√；4.×；5.×；6.√；7.×；8.×；9.×；10.√。

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

1、原因：

转子质心与其回转中心存在偏距；

平衡目的：

使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡以消除或减小其不良影响。

2、变尖原因：

滚子半径与凸轮理论轮廓的曲率半径相等，使实际轮廓的曲率半径为0。

避免措施：

在满足滚子强度条件下，减小其半径的大小。

3、自锁：

无论驱动力多大，机构都不能运动的现象。

移动副自锁的条件是：

驱动力作用在摩擦锥里；转动副自锁的条件是：

驱动力作用在摩擦圆。

4、经过节点、分别以两啮合齿轮回转中心为圆心的两个相切圆称为节圆。

当两标准齿轮按标准中心距安装时其节圆与分度圆重合。

5、压力角的余角为传动角，传动角越大，机构传力性能越好。

最小传动角出现在曲柄和机架共线的位置。

6、1）发生线BK的长度等于基圆上被滚过的圆弧的长度2）渐开线任一点的法线恒与其基圆相切3）发生线与基圆的切点是渐开线的曲率中心4）渐开线的形状取决于基圆的大小5）基圆无渐开线。

四、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）

1、ω1/ω3=P13P34/P13P14=4

2、θ=180*（k-1）/（k+1）=20°

1）按已知条件作DC1、DC2；2）作直角三角形及其外接圆如图；

3）以D为圆心，55mm为半径作圆交于A点。

AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和连杆b的长度。

3、a=0.5m（z1+z2）=264

α’=arcos（264*cos20°/265）=20.6°

rb1=0.5m*z1cos20°=67.66

rb2=0.5m*z2cos20°=180.42

r’1=rb1/cosα’=72.3

r’2=rb2/cosα’=192.756

4、Md=（300*4π/3*1/2）/2π=100Nm

△Wmax=89π（用能量指示图确定）

JF=900△Wmax/π2n2δ=0.51

5、d=mz=120db=dcos200=112.76

P=mπ=12.56da=（z+2）m=128

cosαa=db/da=0.881αa=28.24˚

《机械原理》试题（B）答案

一、填空题（本大题共12小题，每空1分，共20分）

1、1.5

2、扩大转动副半径

3、偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为0

4、曲柄；机架

5、余角；差

6、标准值；模数

7、2

8、2；1

9、摇杆；传动角

10、增加基圆半径；推杆合理偏置

11、刚性；五次多项式或正弦加速度运动

12、分度圆；200

二、判断题（正确的打√，错误的打×）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1.×；2.×；3.√；4.×；5.×；6.√；7.×；8.×；9.×；10.√。

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

1、飞轮实质是一个能量储存器。

当机械出现盈功速度上升时，飞轮轴的角速度只作微小上升，它将多余的能量储存起来；当机械出现亏功速度下降时，它将能量释放出来，飞轮轴的角速度只作微小下降。

2、1）定传动比2）可分性3）轮齿的正压力方向不变。

3、基本杆组：

不能拆分的最简单的自由度为0的构件组。

机构组成原理：

任何机构都可看成是有若干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。

4、1）反转法原理2）在满足强度条件下，保证凸轮实际轮廓曲线不出现尖点和“失真”，即小于凸轮理论轮廓的最小曲率半径。

5、至少有一个齿轮的轴线的位置不固定，而绕其他固定轴线回转的轮系称为周转轮系。

在周转轮系中加上公共角速度-ωH后，行星架相对静止，此时周转轮系转化成定轴轮系，这个假想的定轴轮系称为原周转轮系的转化轮系。

6、实际啮合线段与轮齿法向齿距之比为重合度，它反映了一对齿轮同时啮合的平均齿数对的多少。

增加模数对提高重合度没有好处。

四、计算题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）

1、a=0.5m（z1+z2）=264

α’=arcos（264*cos20°/265）=20.6°

rb1=0.5m*z1cos20°=67.66

rb2=0.5m*z2cos20°=180.42

r’1=rb1/cosα’=72.3

r’2=rb2/cosα’=192.756

2、齿轮1、2是一对啮合传动：

n1/n2=z2/z1=2

齿轮2‘-3-4组成一周转轮系，有：

（n’2-nH）/（n4-nH）=-z4/z’2=-3

又因为n2=n’2n4=0

解得：

nH=100r/min方向与n1相同。

3、Md=（300*4π/3*1/2）/2π=100Nm

△Wmax=89π（用能量指示图确定）

JF=900△Wmax/π2n2δ=0.51

4、齿轮1-2-3组成一周转轮系，有：

（n1-nH）/（n3-nH）=-z3/z1=-57/6

齿轮1-2-2‘-4组成另一周转轮系，有：

（n1-nH）/（n4-nH）=-z2z4/z1z’2=-56/6=-28/3

从图中得：

n3=0

求解得：

i14=n1/n4=-588

5、z2=iz1=87m=196/[0.5（25+87）]=3.5

d1=mz1=87.5d2=mz2=304.5

da1=m（z1+2）=94.5da2=m（z2+2）=311.5

df1=m（z1-2.5）=78.75df2=m（z2-2.5）=295.75

《机械原理》试题（C）答案

一、填空题（本大题共12小题，每空1分，共20分）

1、相似于

2、质径积

3、等效转动惯量，等效力矩

4、0，1

5、90

6、标准值；模数

7、2

8、2；1

9、摇杆；传动角

10、增加基圆半径；推杆合理偏置

11、刚性；五次多项式或正弦加速度运动

12、分度圆；200

二、判断题（正确的打√，错误的打×）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1.×；2.×；3.√；4.×；5.×；6.√；7.×；8.×；9.×；10.√。

三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

1、原因：

转子质心与其回转中心存在偏距；

平衡目的：

使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡以消除或减小其不良影响。

2、变尖原因：

滚子半径与凸轮理论轮廓的曲率半径相等，使实际轮廓的曲率半径为0。

避免措施：

在满足滚子强度条件下，减小其半径的大小。

3、自锁：

无论驱动力多大，机构都不能运动的现象。

移动副自锁的条件是：

驱动力作用在摩擦锥里；转动副自锁的条件是：

驱动力作用在摩擦圆。

4、1）反转法原理2）在满足强度条件下，保证凸轮实际轮廓曲线不出现尖点和“失真”，即小于凸轮理论轮廓的最小曲率半径。

5、至少有一个齿轮的轴线的位置不固定，而绕其他固定轴线回转的轮系称为周转轮系。

在周转轮系中加上公共角速度-ωH后，行星架相对静止，此时周转轮系转化成定轴轮系，这个假想的定轴轮系称为原周转轮系的转化轮系。

6、实际啮合线段与轮齿法向齿距之比为重合度，它反映了一对齿轮同时啮合的平均齿数对的多少。

增加模数对提高重合度没有好处。

四、计算题（本大题共2小题，每小题15分，共30分）

1、ω1/ω3=P13P34/P13P14=4

2、θ=180*（k-1）/（k+1）=20°

1）按已知条件作DC1、DC2；2）作直角三角形及其外接圆如图；

3）以D为圆心，55mm为半径作圆交于A点。

AC1=b-aAC2=b+a由此得曲柄a和连杆b的长度。

3、a=0.5m（z1+z2）=264

α’=arcos（264*cos20°/265）=20.6°

rb1=0.5m*z1cos20°=67.66

rb2=0.5m*z2cos20°=180.42

r’1=rb1/cosα’=72.3

r’2=rb2/cosα’=192.756

4、齿轮1-2-3组成一周转轮系，有：

（n1-nH）/（n3-nH）=-z3/z1=-57/6

齿轮1-2-2‘-4组成另一周转轮系，有：

（n1-nH）/（n4-nH）=-z2z4/z1z’2=-56/6=-28/3

从图中得：

n3=0

求解得：

i14=n1/n4=-588

5、z2=iz1=87m=196/[0.5（25+87）]=3.5

d1=mz1=87.5d2=mz2=304.5

da1=m（z1+2）=94.5da2=m（z2+2）=311.5

df1=m（z1-2.5）=78.75df2=m（z2-2.5）=295.75