1、机械原理考试试题及答案试题1、选择题（每空2分，共10分）1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 DA、 从动件的尺寸B、 机构组成情况C、 原动件运动规律D、 原动件运动规律和机构的组成情况2、一铰链四杆机构各杆长度分别为 30mm ，60mm，80mm， 100mm，当以30mm的杆为机架时，则该机构为 A 机构A、双摇杆B、双曲柄C、曲柄摇杆D、不能构成四杆机构3、 凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击A、 一次多项式运动规律B、 二次多项式运动规律C、 正弦加速运动规律D、 余弦加速运动规律4、 平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。A、
2、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡B、 动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来C、 静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度 b与其直径D之比b/D0.2）D、 使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。A、模数B、分度圆上压力角C、齿数D、前3项二、填空题（每空2分，共20分）两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。作相对运动的三个构件的三个瞬心必在同一条直线上。 转动副的自锁条件是驱动力臂w摩擦圆半径。斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑。2,则称为差动轮系，若其自由度为 1，则称其为行星轮系在
3、周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为 装有行星轮的构件称为行星架（转臂或系杆）。棘轮机构的典型结构中的组成有：摇杆、棘爪、棘轮等。三、 简答题（15分）什么是构件？答：构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的单位体。何谓四杆机构的“死点”？答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时Y =0,主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为死点。用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？答：出现根切现象的原因：刀具的顶线（不计入齿
4、顶比普通齿条高出的一段 c*m ）超过了被切齿轮的啮合极限点 N1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。避免根切的方法：减小齿顶高系数ha*加大刀具角a变位修正四、 计算题（45分）1、计算如图1所示机构的自由度，注意事项应说明？ （ 5*2 ）其中A、B 动副，B处有一个 处的移动副记作n 3, Pi 4, Ph 0, p F 0 ；所以该机构自由度为：小题b：其中A、B、C、G、H处各有一个转动副，F处为复合铰链有两个转动副，B处有一个局部自由度，D、E处的两个移动副记作一个移动副。即n 7, P| 9, ph h p 0, F 1 ；所以该机构自由度为：2、 如图2所示机构中，各尺寸为
5、：IAB=30mm , lAC=100mm , lBD=50mm , lDE=40mm，曲柄以等角速度 仁10 rad/s运动，试用图解法求机构在 1 45时，点D和E的加速度，以及构件2的角速度和角加速度。（15 分）E解：以1=0.0025口/图吊作机构的位置简图，如图 a所示。此机构中构件2和摇块3组成移动副，且构件C 2作平面一般运动，选C （C2 和 C3）为重合点，贝U Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0, w 3= w 2，a 3= a 2。i.速度分析取口 v=0.005m s-1/mm作上式的速度图（图b）,再根据速度影像原理得点 d及e。ii.加速度分析以口 a=0.0
6、4m s-2/mm作加速度图（图c），再加速度影像原理得点 d和e由图可得：*3、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。 已知z1=18，z2=36，模数m=3，压力角a与齿顶高系数 a为标准值，试求:（10 分）1） 该圆柱齿轮机构的传动比i122） 两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆上齿厚3） 求两轮的中心距答：a） 该圆柱齿轮机构的传动比b） 两轮的分度圆直径：齿顶圆直径:齿根圆直径:基圆直径： 分度圆上齿厚:C） 两轮中心距:4、在图示轮系中，已知： Z仁22，Z3=88, Z3 =Z5。试求传动比i15。（ 10分）答：齿轮1、2、3、H组成行星轮系部分；
7、齿轮3、4、5组成定轴轮系部分;其中行星轮系部分的传动比：；H 1 Hi133 H定轴轮系部分：； 3 Z4Z5i355 Z3Z4Z2Z3884乙Z2Z22(1)召1Z3(2)由图中可知：作图步骤:mDn作mDn的角平分线，在该线上取1da d OOmm（即机架长度）过A点作导杆任一极位的垂线 AC1 （或AC2），其即为曲柄，故试题2一、填空题（每题2分，共20分）机构具有确定运动的条件：机构自由度数 =机构的原动件数。速度影像的相似原理只能应用于同一构件上的各点。对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则该机构演化为定块机构（或直动导杆机构） 移动副的自锁条件是：驱动力作用在移动副的摩擦角内。凸
8、轮机构推杆的常用运动规律中，一次多项式运动规律有刚性冲击。渐开线的形状取决于基圆的大小。直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是：模数相等、压力角相等。有一外槽轮机构，已知槽轮的槽数 Z 4，转盘上装有一个圆销，则该槽轮机构的运动系数 k= 0.25回转构件进行动平衡时，应在两个平衡基面上加平衡质量。当两构件组成兼有滑动和滚动的高副时，其瞬心在过接触点高副元素的公法线处。、简答题（每小题5分，共25分）1、 简述构件和零件的区别和联系？答：构件：从运动角度讲是不可再分的单位体。零件：从制造角度讲是不可再分的单位体。构件可以由多个零件通过刚性联结获得。2、 什么是当量摩擦系数？答：为了计算摩擦力简便，把
9、运动畐V元素几何形状对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称 为当量摩擦系数。实现往复移动或往复摆动的机构有哪些？答：连杆机构凸轮机构螺旋机构齿轮齿条机构组合机构机械的“平衡”与“调速”都可以减轻机械中的动载荷，但两者有何本质区别？答：1）机械平衡是通过消除或减小惯性力和惯性力矩来减轻机械中的动载荷。2）调速是使机械的运动避开其共振区域，从而减小轴的挠度，获得减轻机械中动载荷的目的。简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优缺点？答：优点：啮合性能好：逐渐啮入，逐渐啮出，传动平稳，噪音小。重合度大：降低每对齿轮的载荷，提高承载能力。结构紧凑：避免根切的最小齿数小。缺点：运转
10、时有轴向力。因此该机构为：n级机构4、在图示导杆机构中，BAC 90， 1AB 60mm， 1ac 120mm，曲柄AB以等角速度1 3rad/s转动，试用相对运动图解法求构件 3的角速度和角加速度。（15分）解：以1 l=0.001m/mm作机构的位置简图，如图 a所示速度分析求VB2vB2 vB1 1l AB 30 0.06 1.8m/s取1 v=0.01m s-1/mm作上式的速度图（图加速度分析以1 a=1m s-2/mm作加速度图（图 c）5、图示轮系中，已知：Z1 60,Z2 Z2 Z3（方向垂直AB转向同3 1）b）z4 20, z5 100o答：H1151 HZ2Z520 10
11、00 H%60 20H1 HZ2Z3Z420 20M44 HZ1Z2Z360 20由式1、2联立可得:四、设计题（10分）d)(2)如图所示，设已知破碎机的行程速比系数K=1.2,颚板长度Icd300mm，颚板摆角该四杆机构。解：作图步骤：由给定的行程速比变化系数 K，得曲柄摇杆机构的极位夹角作出摇杆两个极限位置 C1D和C2D，使 C1DC2 35连接C1、C2，并作C1M垂直于C1C2o35 ，曲柄长60mm。试设计作 C1 C2 N909016.36 73.64，N 与M相交于P点，由图可见，C1PC216.36o利用余弦定理求AC1 (令为x )量得 Ic1C2 180.42mm代入求
12、得连杆的长度：x 225.44mm以C1为圆心，x为半径作圆，与前述外接圆的交点即为所求的 a点量得机架长：309.43mm试题3、填空题（每空2分，共20分）机构中按给定的运动规律对立运动的构件称为原动件；而其余活动构件称为从动件。 转动副的自锁条件是：驱动力作用在摩擦圆内。 对心曲柄滑块机构，若以曲柄为机架，则该机构演化为导杆机构。机构的压力角是指力与速度所夹锐角。 凸轮机构推杆的常用运动规律中，余弦加速度运动规律有柔性冲击。 齿轮机构的重合度愈大，表明同时参加啮合的轮齿对数愈多。 棘轮机构的主要组成构件有：棘轮、棘爪、止动爪等。 机器速度波动的类型有：周期性速度波动、非周期性速度波动。
13、设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象时，则尺寸参数上应采取的措施是：加大基圆半径。 在曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架两次共线位置时出现最小传动角。二、简答题 （每小题 5 分，共 25分）1、何谓运动副及运动副元素？ 答：运动副是指两构件直接接触具有确定的相对运动关系的一种联结。 （书本）：两个构件直接接触而组成的可动的联接。运动副元素：参加接触的部分。两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。列举 5 种能实现连续回转运动的机构。答：摩擦传动机构：如带传动、摩擦轮等啮合传动机构：如齿轮传动、蜗杆传动、链传动等连杆机构：如双曲柄机构、平行四边形机构等。 简述进行质量代换需要满足的
14、三个条件？动代换和静代换各应满足什么条件？ 答：质量代换法需满足三个条件：代换前后构件的质量不变；代换前后构件的质心位置不变；代换前后构件对质心轴的转动惯量不变； 其中：动代换需要满足前面三个条件；静代换满足前两个条件便可。4、齿轮传动要匀速、平稳地进行，必须满足哪些条件？ 答：对齿廓的要求：齿廓满足定传动比的齿廓啮合基本定律。对重合度要求：齿轮啮合的重合度大于 1。对正确啮合要求：满足正确啮合条件。5、有一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子，问是否可行？为什么？ 答：不一定。令滚子半径为 rr ；凸轮理论轮廓线的最小曲率半径为 min当： rr min 时
15、：工作廓线出现交叉，出现失真现象。这时不可行。当： rr min 时：工作廓线出现尖点，凸轮轮廓在尖点处易磨损而导致失真。这时也不可行当： rr min 时：这时也不可行。三、计算题（共 45 分）DGBn级组1、绘制唧筒机构简图（草图）。（5分）由杆长条件”知：Iab Ibc Iad Icd即：Iab Iad Icd Ibc 30 35 50 15mm 所以 |AB 的最大值为：15mm2）为双曲柄机构有两种情况：满足 杆长条件”；最短杆为机架；。满足平行四边形机构条件。（IbC Iad 排除）当BC为最长杆时：由杆长条件”知：1 AD IbC Iab Icd即：Iab IadIbcl cd30503545mm当AB为最长杆时:由杆长条件”知：IadlABIbc Icd即: Iab Ibc|CD1 AD50353055mm所以1 AB的最小值为：45mm3）为摇杆机构有两种情况：满足杆长条件”；BC为最短杆（1bC lcD 排除）。不满足 杆长条件”当AD为最短杆时：要求:1AD 1 BC 1 AB 1 CD . l ab 50得: 45 l AB 50AC2=169.46mm| | 1 AB曲柄和连杆的长度iab、ibc为ac2 a2169.46 70.84249.31mm
