機械原理考試題庫及答案

試題1

一、選擇題（每空2分，共10分）

1、平面機構(gòu)中，從動件的運動規(guī)律取決于D。

A、從動件的尺寸

B、機構(gòu)組成情況

C、原動件運動規(guī)律

D、原動件運動規(guī)律和機構(gòu)的組成情況

2、一錢鏈四桿機構(gòu)各桿長度分別為30mm,60mm,80mm,100mm,當以30mm的桿為機架時，則該機

構(gòu)為A機構(gòu)。

A、雙搖桿

B、雙曲柄

C、曲柄搖桿

D、不能構(gòu)成四桿機構(gòu)

3、凸輪機構(gòu)中，當推桿運動規(guī)律采用C時,既無柔性沖擊也無剛性沖擊。

A、一次多項式運動規(guī)律

B、二次多項式運動規(guī)律

C、正弦加速運動規(guī)律

D、余弦加速運動規(guī)律

4、平面機構(gòu)的平衡問題中，對“動不平衡”描述正確的是B。

A、只要在一個平衡面內(nèi)增加或出去一個平衡質(zhì)量即可獲得平衡

B、動不平衡只有在轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)的情況下才能表現(xiàn)出來

C、靜不平衡針對軸尺寸較小的轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾萣與其直徑D之比b/D<0.2）

D、使動不平衡轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸心重合可實現(xiàn)平衡

5、漸開線齒輪齒廓形狀決定于D。

A、模數(shù)

B、分度圓上壓力角

C、齒數(shù)

D、前3項

二、填空題（每空2分，共20分）

1、兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運動副稱為低副。

2、作相對運動的三個構(gòu)件的三個瞬心必在同一條直線上。

3、轉(zhuǎn)動副的自鎖條件是驅(qū)動力臂W摩擦圓半徑0

4、斜齒輪傳動與直齒輪傳動比較的主要優(yōu)點：

嚙合性能好，重合度大，結(jié)構(gòu)緊湊o

5、在周轉(zhuǎn)輪系中，根據(jù)其自由度的數(shù)目進行分類：若其自由度為2,則稱為差動輪系，若其自由度

為1,則稱其為行星輪系。

機械原理第1頁共50頁

6、裝有行星輪的構(gòu)件稱為行星架（轉(zhuǎn)臂或系桿）。

7、棘輪機構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)中的組成有：搖桿、棘爪、棘輪等。

三、簡答題（15分）

1、什么是構(gòu)件？

答：

構(gòu)件：機器中每一個獨立的運動單元體稱為一個構(gòu)件；從運動角度講是不可再分的單位體。

2、何謂四桿機構(gòu)的“死點”？

答：

當機構(gòu)運轉(zhuǎn)時，若出現(xiàn)連桿與從動件共線時，此時丫=0,主動件通過連桿作用于從動件上的力將通過

其回轉(zhuǎn)中心，從而使驅(qū)動從動件的有效分力為零，從動件就不能運動，機構(gòu)的這種傳動角為零的位置稱為

死點。

3、用范成法制造漸開線齒輪時，出現(xiàn)根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？

答：

出現(xiàn)根切現(xiàn)象的原因：

刀具的頂線（不計入齒頂比普通齒條高出的一段c*m）超過了被切齒輪的嚙合極限點Ni，則刀具將把

被切齒輪齒根一部分齒廓切去。

避免根切的方法：

a）減小齒頂高系數(shù)ha*

b）加大刀具角a

c）變位修正

四、計算題（45分）

1、計算如圖1所示機構(gòu)的自由度，注意事項應說明？（5*2）

a

圖1

小題a：

其中A、B處各有一個轉(zhuǎn)動副,B處有一個移動副，C、D處的移動副記作一個移動副。即

機械原理第2頁共50頁

n=3,pt=4,ph=0,p'=F'-0；所以該機構(gòu)自由度為：

F=3n-(2p,+ph-p')-F'

=3x3—(2x4+0—0)—0

=1

小題b：

其中A、B、C、G、H處各有一個轉(zhuǎn)動副，F(xiàn)處為復合較鏈有兩個轉(zhuǎn)動副，B處有一個局部自由度，

D、E處的兩個移動副記作一個移動副。即九=7,口=9,ph=l,p'=0,F'=l；所以該機構(gòu)自由

度為：

F=3n-(2p,+ph-p')-F'

=3x7—(2x9+1—0)—1

=1

2、如圖2所示機構(gòu)中，各尺寸為：//iB=30mm,〃c=100mm,ZBD=50mm,/DE=40mm,曲柄以等角速度3

i=10rad/s運動，試用圖解法求機構(gòu)在分尸45°時，點D和E的加速度，以及構(gòu)件2的角速度和角加速

度。(15分)

圖2

智

圖a圖b圖C

解:以Ni=0.0025m/mni作機構(gòu)的位置簡圖，如圖a所示。此機構(gòu)中構(gòu)件2和搖塊3組成移動副，且構(gòu)件2

作平面一般運動，選C(C2和C3)為重合點，則Vc3=\7c4=0,ac3=ac4=0,33=32,a3=a2。

i.速度分析

機械原理第3頁共50頁

vB-C0jZAfi=10x0.03=0.3m/s

VC2二以+VC2B~VC3+VC2C3

方向1ABIBCIIBC

大小4?0?

取uv=0.005m?s-i/mm作上式的速度圖（圖b）,再根據(jù)速度影像原理得點d及e。

vD=[ivpd=0.005x45.2=0.23m/51（沿pd方向）

vE=ixvpe=0.005x34.4=0.17m/（沿pe方向）

0.005x48.5/修口■+“、

（D9=——-=----------=z.OOraa/s（瞬日寸針）

lbc0.123

ii.加速度分析

2

aB==0;=100x0.03=3m/s

*2B=3；/“=2.002x0.123=0.49m/1

2

《2c3-203VC2C3=2x2x0.005x34.5=0.69m/s（方向D今E）

aC2=+aC2B+aC2B=aC3+%2c3+aC2C3

方向B4AC4BIBCIBCHBC

大小vv?0V?

2

以ua=0.04m-s-/mm作加速度圖（圖c）,再加速度影像原理得點片和e\由圖可得：

=口；泡=0.04x65.14=2.61租/J（沿pd方向）

=0.04x71.01=2.84m/52（沿p'e'方向）

ca'”.u??7c20.04x25.85o..,,22/回"乩、

Q=_C2B_=22=------------------------=8Alrad/s（順時針）

-lrRlrB0.123

3、設(shè)計一對漸開線外嚙合標準齒輪圓柱齒輪機構(gòu)。已知z/=18,Z2=36,模數(shù)加=3,壓力角a與齒頂高系數(shù)

%為標準值，試求：（10分）

1）該圓柱齒輪機構(gòu)的傳動比小

2）兩輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、分度圓上齒厚

3）求兩輪的中心距

答：

a）該圓柱齒輪機構(gòu)的傳動比

b）兩輪的分度圓直徑:

機械原理第4頁共50頁

dx=mzx=3x18=54mm(Z2==3x36=108mm

齒頂圓直徑：

daX=(zj+2h：)m=(18+2x1)x3=63mm

da2=(z2+2h；)m=(36+2xl)x3=117mm

齒根圓直徑：

dfl=(zj-2/i*-2c*)m=(18-2x1-2x0.25)x3=46.5mm

df2=(z2-2%-2c)m=(36-2xl-2x0.25)x3=100.5mm

基圓直徑：

dbl=nxcos3=54xcos20°=50.74mm

db2=xcos5=117xcos20°=109.94mm

分度圓上齒厚：

Tim3.14x3

=4.71mm

22

c)兩輪中心距:

d,+cl,54+108

a=-------=81mm

22

動比足。(分)

4、在圖示輪系中，已知：Zi=22,Z3=88,Z3'=Z5o試求傳10

答：齒輪1、2、3、H組成行星輪系部分；

齒輪3，、4、5組成定軸輪系部分；

其中行星輪系部分的傳動比：

jH_3|-3H=_12/=_包=_應=-4(1)

Z1Z2Zi

一co3-aH22

定軸輪系部分：

幾=%—咨=一&=一1(2)

①5Z3N4Zy

由圖中可知：

35=3”⑶

又有：

co3=co3,(4)

由式1、2、3、4聯(lián)立可得：

%5=9

機械原理第5頁共50頁

五、設(shè)計題（10分）

設(shè)計一導桿機構(gòu)，已知機架長度100mm,行程速比系數(shù)K=1.5o（要求保留作圖軌跡，以及必要的文

字說明）

解：

導桿機構(gòu)的極位夾角。==＞（KF==XI-］）=36。

K+11.5+1

根據(jù)導桿機構(gòu)的特性知：0=（p；其中cp為導桿的擺角

作圖步驟：

a）作NmDn=（p=0

b）作/相?！ǖ慕瞧椒志€，在該線上取/?a=d=100w〃（即機架長度）

c）過A點作導桿任一極位的垂線ACi（或AC2）,其即為曲柄，故

a=dsin（（p/2）=100xsin（36/2）=30.90mm

機械原理第6頁共50頁

一、填空題(每題2分，共20分)

1、機構(gòu)具有確定運動的條件：機構(gòu)自由度數(shù)=機構(gòu)的原動件數(shù)。

2、速度影像的相似原理只能應用于同一構(gòu)件上的各點。

3、對心曲柄滑塊機構(gòu)，若以滑塊為機架，則該機構(gòu)演化為定塊機構(gòu)(或直動導桿機構(gòu))。

4、移動副的自鎖條件是：驅(qū)動力作用在移動副的摩擦角內(nèi)o

5、凸輪機構(gòu)推桿的常用運動規(guī)律中，一次多項式運動規(guī)律有剛性沖擊。

6、漸開線的形狀取決于基圓的大小。

7、直齒圓柱齒輪機構(gòu)的正確嚙合條件是：模數(shù)相等、壓力角相等。

8、有一外槽輪機構(gòu)，已知槽輪的槽數(shù)z=4,轉(zhuǎn)盤上裝有一個圓銷，則該槽輪機構(gòu)的運動系數(shù)k=

0.25

9、回轉(zhuǎn)構(gòu)件進行動平衡時，應在兩個平衡基面上加平衡質(zhì)量。

10、當兩構(gòu)件組成兼有滑動和滾動的高副時，其瞬心在

______________過接觸點高副元素的公法線________________________________處。

二、簡答題(每小題5分，共25分)

1、簡述構(gòu)件和零件的區(qū)別和聯(lián)系？

答：

a)構(gòu)件：從運動角度講是不可再分的單位體。

b)零件：從制造角度講是不可再分的單位體。

c)構(gòu)件可以由多個零件通過剛性聯(lián)結(jié)獲得。

2、什么是當量摩擦系數(shù)？

答：為了計算摩擦力簡便，把運動副元素幾何形狀對運動副的摩擦力的影響因素計入到摩擦系數(shù)中，這種

轉(zhuǎn)化后的摩擦系數(shù)稱為當量摩擦系數(shù)。

3、實現(xiàn)往復移動或往復擺動的機構(gòu)有哪些？

答：

(1)連桿機構(gòu)

(2)凸輪機構(gòu)

(3)螺旋機構(gòu)

(4)齒輪齒條機構(gòu)

(5)組合機構(gòu)

4、機械的“平衡”與“調(diào)速”都可以減輕機械中的動載荷，但兩者有何本質(zhì)區(qū)別？

機械原理第7頁共50頁

答：1）機械平衡是通過消除或減小慣性力和慣性力矩來減輕機械中的動載荷。

2）調(diào)速是使機械的運動避開其共振區(qū)域，從而減小軸的撓度，獲得減輕機械中動載荷的目的。

5、簡述漸開線圓柱斜齒輪機構(gòu)主要有哪些優(yōu)缺點？

答：優(yōu)點：

（1）嚙合性能好：逐漸嚙入，逐漸嚙出，傳動平穩(wěn)，噪音小。

（2）重合度大：降低每對齒輪的載荷，提高承載能力。

（3）結(jié)構(gòu)緊湊：避免根切的最小齒數(shù)小。

缺點：運轉(zhuǎn)時有軸向力。

三、計算題（共45分）

1、繪制縫紉機下針機構(gòu)簡圖（草圖）。（5分）

2、圖示為一內(nèi)燃機的機構(gòu)簡圖，試計算其自由度,并分析組成此機構(gòu)的基本桿組及機構(gòu)級別。（10分）

答：見圖所示?；顒訕?gòu)件n=7；低副pl=10；

所以機構(gòu)的自由度為

F=3n-Qpi+ph-p'）-F'=

3x7-（2xl0+lx0-0）-0=l

以AB為原動件：

機構(gòu)可分解成下圖。n級機構(gòu)

因此該機構(gòu)為：n級機構(gòu)

3、試求機構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。（5分）

答：A點為P13；

B點為P12；

P23由三心定理求得，見圖。

4、在圖示導桿機構(gòu)中，ABAC=90°,lAB=60mm,lAC=120mm,曲柄AB以等角速度3130rad/s

轉(zhuǎn)動，試用相對運動圖解法求構(gòu)件3的角速度和角加速度。（15分）

解：以Ui=0.001m/mm作機構(gòu)的位置簡圖，如圖a所示。

靠=22

BC[c+/V120+60?134mm

a）速度分析

求%

=30x0.06—1.8/71/s（方向垂直AB轉(zhuǎn)向同31）

求以3

VB2=VB3+VB2B3

方向LABIBCIIAB

大小1.8?9

機械原理第9頁共50頁

取Uv=0.01m?s-i/mm作上式的速度圖（圖b）

vB3=iivpb3=0.01x80.36?0.8m/s（方向見圖）

vB2B3=@vb2b3=0.01x161.07?1.6m/s（方向見圖）

（逆時針）

co3=-21=------------Tx6rad/s

lBC134義10-3

a）加速度分析

2

aB2=a%?=S'AB=3（）2x0.06=54m/s（方向BA）

2

%3=3；xlBC=6x0.134x4.8m/s（方向BfC）

（方向±

*2B3=2CO3VB2B3=2x6x1.6=19.2m/svB2fi3）

kr

aB2=“B3+“53+aB2B3+aB2B3

方向BAB4c1BCVB2B3HBC

大小544.8?19.2?

2C）

以ya=lm-s-/mm作加速度圖（圖

43=^ae^3=lx29.08?29m/s2（方向見圖）

29

二216rad/s2

0.134

機械原理第10頁共50頁

，=

5、圖示輪系中，已知：Zj=6O,Z2=Z2z3=z4=20,=100o試求傳動比i4i。（10分）

答:

g①x_z2z5_20x100_5

O-coH4Z2'60x203

_Z2Z3Z4_20x20_1

2]4—1——―■————

-3Hz1z2'z360x203

由式1、2聯(lián)立可得：

Z41=-1.5

四、設(shè)計題（10分）

如圖所示，設(shè)已知破碎機的行程速比系數(shù)K=1.2,顆板長度/⑦=300加w,顆板擺角e=35。，曲柄

e）作出搖桿兩個極限位置CD和C2D,使/Ci。。？=35°

f）連接Ci、C2,并作CiM垂直于C1C2。

g）作NGGN=90°-。=90°-16.36。=73.64。，N與M相交于P點，由圖可見，

NCg=0=16.36°?L7

h）利用余弦定理求ACi（令為x）

機械原理第11頁共50頁

(2xlAB+x)+x—1C1C2

COS0=

2(2xlAB+x)x

量得，cic2=180A2mm

代入求得連桿的長度：x=225.44mm

i）以Ci為圓心，x為半徑作圓，與前述外接圓的交點即為所求的A點。

j）量得機架長：309.43mm

試題3

一、填空題（每空2分，共20分）

1、機構(gòu)中按給定的運動規(guī)律對立運動的構(gòu)件稱為原動件；而其余活動構(gòu)件稱為_______叢

動件。

2、轉(zhuǎn)動副的自鎖條件是：驅(qū)動力作用在摩擦圓內(nèi)o

3、對心曲柄滑塊機構(gòu)，若以曲柄為機架，則該機構(gòu)演化為導桿機構(gòu)。

4、機構(gòu)的壓力角是指力與速度所夾銳角o

5、凸輪機構(gòu)推桿的常用運動規(guī)律中，余弦加速度運動規(guī)律有柔性沖擊。

6、齒輪機構(gòu)的重合度愈大，表明同時參加嚙合的輪齒對數(shù)愈多。

7、棘輪機構(gòu)的主要組成構(gòu)件有：棘輪、棘爪、止動爪等。

8、機器速度波動的類型有：周期性速度波動、非周期性速度波動。

9、設(shè)計滾子推桿盤形凸輪輪廓線時，若發(fā)現(xiàn)工作廓線有變尖現(xiàn)象時，則尺寸參數(shù)上應采取的措施是：

加大基圓半徑。

10、在曲柄搖桿機構(gòu)中，當曲柄與機架兩次共線位置時出現(xiàn)最小傳動角。

二、簡答題（每小題5分，共25分）

1、何謂運動副及運動副元素？

答：

運動副是指兩構(gòu)件直接接觸具有確定的相對運動關(guān)系的一種聯(lián)結(jié)。

（書本）：兩個構(gòu)件直接接觸而組成的可動的聯(lián)接。

運動副元素：參加接觸的部分。

兩構(gòu)件上能夠參加接觸而構(gòu)成運動副的表面。

機械原理第12頁共50頁

2、列舉5種能實現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)。

答：

1）摩擦傳動機構(gòu)：如帶傳動、摩擦輪等

2）嚙合傳動機構(gòu)：如齒輪傳動、蝸桿傳動、鏈傳動等

3）連桿機構(gòu)：如雙曲柄機構(gòu)、平行四邊形機構(gòu)等。

3、簡述進行質(zhì)量代換需要滿足的三個條件？動代換和靜代換各應滿足什么條件？

答：

質(zhì)量代換法需滿足三個條件：

1、代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；

2、代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；

3、代換前后構(gòu)件對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量不變；

其中：動代換需要滿足前面三個條件；靜代換滿足前兩個條件便可。

4、齒輪傳動要勻速、平穩(wěn)地進行，必須滿足哪些條件？

答：

1）對齒廓的要求：齒廓滿足定傳動比的齒廓嚙合基本定律。

2）對重合度要求：齒輪嚙合的重合度大于1。

3）對正確嚙合要求：滿足正確嚙合條件。

5、有一滾子推桿盤形凸輪機構(gòu)，在使用中發(fā)現(xiàn)推桿滾子的直徑偏小，欲改用較大的滾子，問是否可行？

為什么？

答：不一定。

令滾子半徑為弓；凸輪理論輪廓線的最小曲率半徑為pmin

當：乙〉Pmin時：工作廓線出現(xiàn)交叉，出現(xiàn)失真現(xiàn)象。這時不可行。

當：Pmin時：工作廓線出現(xiàn)尖點，凸輪輪廓在尖點處易磨損而導致失真。這時也不可行。

機械原理第13頁共50頁

當：0<Pmin時：這時也不可行。

三、計算題（共45分）

1、繪制唧筒機構(gòu)簡圖（草圖）。（5分）

B—C

2、圖示為一內(nèi)燃機的機構(gòu)簡圖，試計算其自由度;以EG為原動件時分析組成此機構(gòu)的基本桿組及機構(gòu)級

別。（10分）

答：活動構(gòu)件n=7；低副p活10；

所以機構(gòu)的自由度為

<

/\E>與正卜?

F=3n-（2pl+ph-p'）-F'=

3x7-（2xl0+lx0-0）-0=l

以AB為元動件：

機構(gòu)可分解成下圖。為III級機構(gòu)

尸-廠-----------顯**H

—-—1-yG—?L-?-

II級組

/III級組機架與原動件&G

A%P13

P23

3、試求機構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。（5\

分）

機械原M多K14頁共50戶"乙代4

\A__^DP24

1蟲194

//////////

答：A點為P12；

B點為P23；

C點為P34；

D點為P14；

P13由三心定理求得為B點，見圖。

P24由三心定理求得為D點，見圖。

4、圖示較鏈四桿機構(gòu)中，已知為機架，（15分）

（1）若此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且AB為曲柄，求/巧的最大值;

（2）若此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)，求/回的最小值;

（3）若此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)，求乙8值的范圍；

解：1）曲柄搖桿機構(gòu)要求滿足“桿長條件”；曲柄為連架桿且最短三個

條件。

由“桿長條件”知：lAB+lBC<lAD+lCD

AR

即'：IAD<IAUn+lCr.nU—IDRCr.=30+35—50=15irnri

所以"B的最大值為：15mm

2）為雙曲柄機構(gòu)有兩種情況:

>滿足“桿長條件”；最短桿為機架；。

>滿足平行四邊形機構(gòu)條件。（???lBC/lADA排除）

當BC為最長桿時:

由“桿長條件"知：lAD+/^C<+ICD

ARADOTTZ

即'：IAD2IALJ+DC~lCcLrf)=30+50—35—45

當AB為最長桿時：

由“桿長條件"知:lAD+lABlBC+lCD

ARR「AD

即'：IAD-IDC+lCrUn—IAL）=5。+35—30=55/run

所以的最小值為：45mm

3）為搖桿機構(gòu)有兩種情況：

>滿足“桿長條件”；BC為最短桿（lBC>lCD：.排除）1.

>不滿足“桿長條件”

當AD為最短桿時：

要求：lAD+lBC>lAB+lCD；lAB<50得：45<lAB<50

當AB為最長桿時：

要求：+lAB>lAD+lCD；lAB<30得：15<lAB<30

機械原理第15頁共50頁

5、在圖示的車床變速箱中，移動三聯(lián)齒輪a使齒輪3,和4,嚙合。又移動雙聯(lián)齒輪b使齒輪5,和6,嚙合。

已知各輪的齒數(shù)為芍=42,72=58*3,=38,q'=42,q'=50*6,=48,電動機的轉(zhuǎn)速〃1=1445r/min,

求帶輪轉(zhuǎn)速的大小和方向。（10分）

解:

=?L=_=_58x42x48士與卬

〃6'出《&'42x38x50

電動機

4=J^Lffi-983r/min

II

16,-1.47J,“J/

四、設(shè)計題（10分）

試設(shè)計一校鏈四桿機構(gòu)。已知其搖桿CD的長度lCD=75加加，行程速度變化系數(shù)K=1.5,機架AD

的長度乙。=100相機。5=45°是搖桿CD的一個極限位置與機架AD間較小的一個夾角。試用圖解法求

曲柄的長度/秒和連桿的長度，BC。

解：

作圖步驟:

極位夾角e=180XK-1)=18—)=36。

k)

K+11.5+1

1)作AD=100mm

m)作線段DCi，使NG/M=45°

n)作線段AC2,使/。忸。2=36。

o)量得ACi=70,84mm;AC2=169.46mm

P)曲柄和連桿的長度/AB、/BC為

AC,-AC.169.46-70.84

=——：-----L=--------------=49.31mm

AB22

AC.+AC.169.46+70.84

=----------=--------------=120.15mm

BC22

機械原理第16頁共50頁

2023年機械原理自測題（一）

一.判斷題（正確的填寫“T”，錯誤的填寫“F”）（20分）

1、根據(jù)漸開線性質(zhì)，基圓內(nèi)無漸開線，所以漸開線齒輪的齒根圓必須設(shè)計比基

圓大。（F）

2、對心的曲柄滑塊機構(gòu)，其行程速比系數(shù)K一定等于一。（T）

3、在平面機構(gòu)中，一個高副引入二個約束。（F）

4、在直動從動件盤形凸輪機構(gòu)中，若從動件運動規(guī)律不變，增大基圓半徑，

則壓力角將減?。═）

5、在較鏈四桿機構(gòu)中，只要滿足桿長和條件，則該機構(gòu)一定有曲柄存在。

（F）

6、滾子從動件盤形凸輪的實際輪廓曲線是理論輪廓曲線的等距曲線。

（T）

7、在機械運動中，總是有摩擦力存在，因此，機械功總有一部分消耗在克服摩

擦力上。（T）

8、任何機構(gòu)的從動件系統(tǒng)的自由度都等于零。（T）

9、一對直齒輪嚙合傳動，模數(shù)越大，重合度也越大。（F）

10、在較鏈四桿機構(gòu)中，若以曲柄為原動件時，機構(gòu)會出現(xiàn)死點位置。。（F）

二、填空題。（10分）

1、機器周期性速度波動采用（飛輪）調(diào)節(jié)，非周期性速度波

機械原理第17頁共50頁

動采用（調(diào)速器）調(diào)節(jié)。

2、對心曲柄滑塊機構(gòu)的極位夾角等于（0）所以（沒有）急回

特性。

3、漸開線直齒圓柱齒輪的連續(xù)傳動條件是（重合度大于或

等于1）o

4、用標準齒條形刀具加工標準齒輪產(chǎn)生根切的原因是（齒條形刀具齒頂線超過

極限嚙合點N1）0

5、三角螺紋比矩形螺紋摩擦（大），故三角螺紋多應用（

聯(lián)接），矩形螺紋多用于（傳遞運動和動力）。

三、選擇題（10分）

1、齒輪漸開線在（）上的壓力角最小。

A）齒根圓；B）齒頂圓；C）分度圓；D）基圓。

2、靜平衡的轉(zhuǎn)子（①）是動平衡的。動平衡的轉(zhuǎn)子（②）是靜平衡

的。

①A）一定；B）不一定；C）一定不。

②A）一定；B）不一定：C）一定不。

3、滿足正確嚙合傳動的一對直齒圓柱齒輪，當傳動比不等于一時，他們的漸開

線齒形是（

A）相同的；B）不相同的。

4、對于轉(zhuǎn)速很高的凸輪機構(gòu)，為了減小沖擊和振動，從動件運動規(guī)律最好采用

（）的運動規(guī)律。

A）等速運動；B）等加等減速運動；C）擺線運動。

5、機械自鎖的效率條件是（）0

A）效率為無窮大：B）效率大于等于1；C）效率小于零。

四、計算作圖題：（共60分）

注：凡圖解題均需簡明寫出作圖步驟，直接卷上作圖，保留所有作圖線。

1、計算下列機構(gòu)的自由度。（10分）

機械原理第18頁共50頁

F=3X8-2X11=2F=3X8-2X11—1=1

2、在圖4-2所示機構(gòu)中，AB=AC,用瞬心法說明當構(gòu)件1以等角速度轉(zhuǎn)動時,

構(gòu)件3與機架夾角中為多大時，構(gòu)件3的33與31相等。

（10分）

.._耳3舄4

但3耳3耳4?.C01=03時尸13尸34=K3K4

當W90°時，P13趨于無窮遠處,

在圖4-3所示凸輪機構(gòu)中，已知偏心圓盤為凸輪實際輪廓，其余如圖。

試求：（u1=0.001m/mm）（10分）

機械原理第19頁共50頁

1）基圓半徑R；

2）圖示位置凸輪機構(gòu)的壓力角a；

3）凸輪由圖示位置轉(zhuǎn)90°后，推桿移動距離S。

4、已知圖4-4所示車床尾架套筒的微動進給機構(gòu)中Zl=Z2=Z4=16Z3

=48,絲桿的螺距t=4mm。慢速給時齒輪1和齒輪2嚙合；快速退回時

齒輪1插入內(nèi)齒輪4。求慢速進給過程中和快速退回過程中手輪回轉(zhuǎn)一周時，套

筒移動的距離各為多少？（10分）

圖4-4

解：慢進時：1-2-3-H為行星輪系

i1H=1-詣=1—（—包）=1+%=4

zl16

機械原理第20頁共50頁

=—=—S-n?L--x4-1mm

44移動距離〃4

快進時：1、4為一整體。"H="4=%=1

S=n?LlL=lx4=4mm

5、設(shè)計一較鏈四桿機構(gòu)，已知其搖桿CD的行程速比系數(shù)K=l,搖桿長CD=50

mm,搖桿極限位置與機架AD所成的角度61=30°,62=90°如圖4-5所

示。求曲柄AB、連桿BC和機架AD的長度。(10分)

(0=180°(K-l)/(K+1))

6、圖4-6所示為一對互相嚙合的漸開線直齒圓柱齒輪。已知n-n為

兩齒廓接觸點的公法線，試在該圖上

⑴標出節(jié)點P

⑵畫出嚙合角a'

⑶畫出理論嚙合線N1N2

⑷畫出實際嚙合線BlB2

⑸在輪2齒廓上標出與輪1齒廓上A1點相嚙合的A2點。

(10分)

機械原理第21頁共50頁

機械原理自測題（二）

機械原理考試試題

一、（共18分）是非判斷題（對的填T,錯的填F）每小題一分

1.平面運動副按其接觸特性，可分成轉(zhuǎn)動副與高副；（F）。

2平面四桿機構(gòu)中，是否存在死點，取決于機架是否與連桿共線。（F）

3一個K大于1的較鏈四桿機構(gòu)與K=1的對心曲柄滑塊機構(gòu)串聯(lián)組合，該串聯(lián)組

合而成的機構(gòu)的行程變化系數(shù)K大于1。（T）

4.與其他機構(gòu)相比，凸輪機構(gòu)最大的優(yōu)點是可實現(xiàn)各種預期的運動規(guī)律。（T）

5.漸開線直齒圓柱齒輪傳動的重合度是實際嚙合線段與齒距的比值。（F）

6.漸開線直齒圓柱齒輪與齒條嚙合時，其嚙合角恒等于齒頂圓上的壓力角。（F）

7.斜齒圓柱齒輪的標準模數(shù)和標準壓力角在法面上。（T）

8、曲柄滑塊機構(gòu)中，當曲柄與機架處于兩次互相垂直位置之一時，出現(xiàn)最小傳

動角。（T）

9.平底垂直于導路的直動推桿盤形凸輪機構(gòu)中，其壓力角等于零。（T）

10.一對漸開線圓柱齒輪傳動，其分度圓總是相切并作純滾動，（F）

11.一對平行軸外嚙合斜齒圓柱齒輪傳動的正確嚙合條件為摸數(shù)、壓力角、螺

旋角大小相等。（F）

12機械零件和機構(gòu)是組成機械系統(tǒng)的基本要素。（F）

13機電一體化系統(tǒng)由動力系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)三個要素組成。（F）

機械原理第22頁共50頁

14機械設(shè)計有開發(fā)性設(shè)計、適應性設(shè)計、變型設(shè)計三類不同的設(shè)計。（T）

15運動系數(shù)t反映了在一個運動循環(huán)中，槽輪的運動時間在一個間歇周期中所

占的比例。（T）

16在齒輪運轉(zhuǎn)時，其中至少有一個齒輪的幾何軸線繞另一齒輪的幾何軸線運動

的齒輪系稱為復合齒輪系。（F）

17采用不同的功能原理，能實現(xiàn)機器的同一使用要求或工藝要求。（T）

18表達機械各執(zhí)行機構(gòu)（構(gòu)件）在一個運動環(huán)中各動作的協(xié)調(diào)配合關(guān)系的簡單

明確圖，稱為機械運動循環(huán)圖。（T）

二、（6分）試計算下列運動鏈的自由度數(shù).（若有復合較鏈，局部自由度或虛約束,

必須明確指出），打箭頭的為原動件，判斷該運動鏈是否成為機構(gòu).

解：n=6；p5=8,p4=l；F=l,（3分）

H處虛約束；D處局部自由度。（2分）運動確定（1分）

三、（16分）已知如圖所示的平面四桿機構(gòu)，各構(gòu)件的長度LAB=15mm,LBC=60mm,

LDC=30mm,LAD=50mm,試判斷：

1.該機構(gòu)為那種基本機構(gòu)類型。

2.若構(gòu)件LAB為原動件，此機構(gòu)是否存在急回。

3.該機構(gòu)在何種條件下會出現(xiàn)死點，畫出機構(gòu)死點發(fā)生的位置。

解:

機械原理第23頁共50頁

1.因為15+60<30+50且連架桿為最短桿，故為曲柄搖桿機構(gòu)（6分）

2.存在急回（5分）

3.在DC桿為主動件時會出現(xiàn)死點，位置在AB與BC桿兩次共線處。（5分）

四、（15分）如圖所示的（a）（b）兩圖均為實際輪廓為圓的偏心凸輪機構(gòu)，

1.畫出圖（a）的基圓半徑廣和圖示位置時的位移S

2.畫出（a）（b）兩圖圖示位置時的壓力角a,

3.分別指出（a）（b）兩圖凸輪機構(gòu)的理論輪廓是圓還是非圓，其兩凸輪機構(gòu)的

運動規(guī)律是否相同？

解：1（5分）2（5分）

3（a）圖凸輪機構(gòu)理論輪廓是圓，（b）圖凸輪機構(gòu)理論輪廓是非圓，運動規(guī)律不

相同。（5分）

五、（共25分）

1（15分）如圖所示的輪系,已知各輪齒數(shù)分別為：：Zi=20,Z2=14,Z3=13,Z4=20O

Z5=16,Z6=32,模數(shù)m=2mm,壓力角a=20"

1.試分別求出齒輪的分度圓直徑&、d2>d3>d4>d5>d6,,

機械原理第24頁共50頁

2.為使各齒輪加工時不產(chǎn)生根切。試確定這三隊齒輪Z1與Z2,Z3與Z”Z5與Z6

的傳動類型。

3.按不產(chǎn)生根切的最小變位系數(shù)公式，求出Z3與方的變位系數(shù)X3,、X4、基圓直

徑九、九和齒頂圓直徑孔、db2o

解：

1.4=40mm,d2=28mm、d3=26mm、d4=40mm

d5=32mm、d6=64mm（4分）

2.輪1、2采用等移距變位齒輪傳動，3、4采用正傳動（5分）

3.最小變位系數(shù)17-14/17=0.176

dai=43.684mm、da2=28.352mm；d『37.852mm、df2=21.148mm（6分）

2.（10分）已知斜齒輪傳動齒數(shù)乙二20,Z2=40,模數(shù)%=8麗，壓力角a=20°,中

心距a=250mm,試求其

1.螺旋角B

2.齒頂圓直徑dal,42

3.不產(chǎn)生會根切的最少齒數(shù)

解：

1.螺旋角8=16.26（4分）

2.齒頂圓直徑d片182.667mm,九二349.39mm,（4分）2

3.不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)Zmin=15（2分）

六、（15分）在圖示的輪系中，已知各輪齒數(shù)為,Z2=ZS=40,Z4=100,

Z5=Z6=Z7=30,試求傳動比ii7。。

機械原理第25頁共50頁

解

Z1.Z2為定軸輪系Z5Z6Z7為定軸輪系（5分）

Z2，z3z4z5,（H）為周轉(zhuǎn)輪系（7分）

分別列方程聯(lián)立求解得。7=12（3分）

七.（5分）

利用四桿機構(gòu)的功能，將連桿機構(gòu)作為驅(qū)動件，去掉廢舊自行車的鏈條，將廢

舊自行車改裝成能在宿舍里鍛煉身體的小裝置，試畫出構(gòu)思的機構(gòu)簡圖，并說

出連桿機構(gòu)的類型和主動件構(gòu)件的名稱

解：曲柄搖桿機構(gòu)、（3分）搖桿為主動件。（2分）

機械原理第26頁共50頁

2007年《機械原理》考試題與解答

一、單項選擇題（共18分，每小題2分）

1、B_是構(gòu)成機械的最小單元，也是制造機械時的最小單元。

A.機器B.零件C.構(gòu)件D.機構(gòu)。

2、曲柄搖桿機構(gòu)的死點發(fā)生在—C—位置。

A.主動桿與搖桿共線B.主動桿與機架共線

C.從動桿與連桿共線D.從動桿與機架共線

3、偏心輪機構(gòu)是由較鏈四桿機構(gòu)—A演化而來的。

A.擴大轉(zhuǎn)動副B.取不同的構(gòu)件為機架

C.化轉(zhuǎn)動副為移動副D.化低副為高副

4、漸開線齒輪齒條嚙合時，其齒條相對齒輪作遠離圓心的平移時，其嚙合角

機械原理第27頁共50頁

B

A.加大B.不變C.減小D.不能確定

5、用齒條型刀具加工C1n=20°、，ha*n=l、8=30。的斜齒圓柱齒輪時不產(chǎn)生根切

的最少數(shù)是B—O

A.17B.14C.12D.18

6、基本周轉(zhuǎn)輪系是由C構(gòu)成。

A.行星輪和中心輪B.行星輪、惰輪和中心輪

C.行星輪、行星架和中心輪D.行星輪、惰輪和行星架

7、機構(gòu)中的構(gòu)件是由一個或多個零件所組成，這些零件間_B產(chǎn)生相對運動。

A.可以B.不能C.不一定能

8、錢鏈四桿機構(gòu)存在曲柄的必要條件是最短桿與最長桿長度之和小于或等于其

他兩桿之和，而充分條件是取A為機架。

A.最短桿或最短桿相鄰邊B.最長桿；C.最短桿的對邊。

9、漸開線在—B_上的壓力角、曲率半徑最小。

A.根圓B.基圓C.分度圓D.齒頂圓

10、兩漸開線齒輪的齒形相同，則A

A.它們的模數(shù)一定相等B.它們一定滿足正確嚙合條件

C.它們的基圓的壓力角一定相等

11、在一對漸開線直齒圓柱齒輪傳動時，齒廓接觸處所受的法向作用力方向

____C

A.不斷變化B.不能確定C.保持不變

二、判斷題(正確的填“T"，錯誤填"F”，共10分，每小題1分)

1、機構(gòu)的自由度就是構(gòu)件的自由度。(F)

2、一切自由度不為1的機構(gòu)，其各構(gòu)件之間都不可能具有確定的相對運動。

(T)

3、偏心輪機構(gòu)是由曲柄搖桿機構(gòu)演化而來的。(T)

4、在四桿機構(gòu)中，取最長桿作為機架，則可得到雙搖桿機構(gòu)。(T)

5、在曲柄搖桿機構(gòu)中，空回行程比工作行程的速度要慢。(F)

6、在轉(zhuǎn)動副和移動副中都存在復合較鏈。