華東理工大學機械原理（本）期末復習題及參考答案

機械原理（本）期末復習題1

一、單選題（共5題，每題2分，共10分）

1.剛性轉子的動平衡是使（）。

A.慣性力合力為零；

B.慣性力合力偶矩為零；

C.慣性力合力為零，同時慣性力和力偶矩也為零。

2.錢鏈四桿機構有曲柄存在的必要條件是（）

A.最短桿與最長桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和

E.最短桿與最長桿長度之和大于其他兩桿長度之和

C.以最短桿為機架或以最短桿相鄰的桿為機架

3.不發(fā)生根切的漸開線標準直齒圓柱外齒輪的齒根圓（）大于基圓。

A.一定；B.不一定；C.一定不。

4.當四桿機構處于死點位置時，機構的壓力角（）.

A.為0°B.為90°

C.與構件尺寸有關

5.機構具有確定運動的條件是（）.

A.機構自由度數小于原動件數.

B.機構自由度數大于原動件數.

C.機構自由度數等于原動件數.

二、填空題（共10題，每題2分，共20分）

1.組成機構的要素是和;構件是機構中的單元體。

2.組成周轉輪系的基本構件有：,,o

3.凸輪輪廓的形狀是由和決定的。

4.在對機構進行動態(tài)靜力分析時,來求各運

動副的反力和未知平衡力（矩）。

5.機器產生速度波動的主要原因是。速度波動的類型

有和兩

種。前者一般采用的調節(jié)方法是,后者一般采用的調

節(jié)方法是O

6.周轉輪系根據自由度不同可分為和，其自由度分別

為和O

7.齒輪傳動的重合度是指：o

8.在設計滾子從動件盤狀凸輪廓線時，若發(fā)現工作廓線有變尖現象，則在尺寸參數改變上

應采取的措施是o

9.運動鏈與機構的區(qū)別是：。

10.具有的等效構件的動能等于原機構的動能，而作用于其上

的瞬時功率等于作用在原機構上的所有合外力在同一瞬時的

功率。

三、問答題（共5題，每題5分洪25分）

1.何謂機器運轉的“平均轉速”和運轉速度”不均勻系數”？俗］是否選得越小越好?

2.計算圖（a）中所示機構的自由度（注意：若運動鏈中存在復合錢鏈、局部自由度及虛約束

的情況，應明確指出）。

3.圖示兩個回轉構件是否符合靜平衡條件？是否符合動平衡條件？為什么？

m1=30

rrh=20

a)b).

4.測得一漸開線直齒圓柱標準齒蘢，其壓力角&=20。，6=1,基節(jié)為=23.62mm,齒頂

圓直徑或=176mm；試問：（1）該齒輪的模數及分度圓半徑是多少？（2）用齒條插刀加工該

齒輪能否發(fā)生根切？為什么？

5.圖示偏心圓盤凸輪機構，圓盤半徑R=50mm,偏心距e=25mm,當凸輪從圖示位置順時

針方向轉過90度時，試問：（1）在該位置時，凸輪機構的壓力角為多大？（2）在該位置

時，從動件的位移為多大？（3）該凸輪機構從動件的行程h等于多少？

四、計算題（共3題，每題15分，共45分）

1.如圖所示，漸開線直齒圓柱標準齒輪1與標準齒條作無側間隙的嚙合傳動。齒條的參數

a=20°,ha*=l,C*=0.25,m=8mm。圖中Cl、C2為兩對輪齒的嚙合點。如齒條為主動件，

運動方向如圖所示?，F要求：（1）畫出輪1的分度圓，并標出其半徑門；（2）在圖上標注出嚙

合線（理論嚙合線乂?、起始嚙合點8、終止嚙合點B2）；（3）在齒輪1齒廓上標出將與齒

條2齒廓上的點A2相嚙合的點Ai的位置（要求寫出作圖過程）；（4）就圖上所量得的長度，

試粗算該齒條齒輪傳動的重合度8的值。（比例根據模數和圖中尺寸估算）

2.己知一直徑為300mm,壁厚為H=10mm的薄壁圓盤，其上有兩個附加質量A和B,位

置如圖示；mA=6g、ITIB=8g、RA=RB=100mmo現要在該圓盤上半徑Rc=120mm處鉆

一孔，使構件達到靜平衡，試求所鉆孔的半徑和位置（圓盤的密度為7.6g/cm3）

3.如圖所示輪系中，各齒輪均為標準齒輪且模數相同，已知各輪的齒數為：zi=20,Z2=48,

Z2=20O試求輪3的齒數Z3及傳動比ilHo

2

機械原理（本）期末復習題1_答案

一、單選題（共5題，每題2分，共10分）

1.剛性轉子的動平衡是使（）o

A.慣性力合力為零；

B.慣性力合力偶矩為零；

C.慣性力合力為零，同時慣性力和力偶矩也為零。

★標準答案：C

2.錢鏈四桿機構有曲柄存在的必要條件是（）

A.最短桿與最長桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和

B.最短桿與最長桿長度之和大于其他兩桿長度之和

C.以最短桿為機架或以最短桿相鄰的桿為機架

★標準答案：A

3.不發(fā)生根切的漸開線標準直齒圓柱外齒輪的齒根圓（）大于基圓。

A.一定；B.不一定；C.一定不。

★標準答案：B

4.當四桿機構處于死點位置時，機構的壓力角（）.

A.為0°B.為90°

C與構件尺寸有關

★標準答案：B

5.機構具有確定運動的條件是（）.

A.機構自由度數小于原動件數.

B.機構自由度數大于原動件數.

C.機構自由度數等于原動件數.

★標準答案：C

二、填空題（共10題，每題2分，共20分）

1.組成機構的要素是和;構件是機構中的單元體。

★標準答案：1.構件2運動副3運動?。?/p>

2.組成周轉輪系的基本構件有：,,o

★標準答案：1.太陽輪2行星輪3系桿（行星架）；

3.凸輪輪廓的形狀是由和決定的。

★標準答案：1.圓半徑2從動件運動規(guī)律；

4.在對機構進行動態(tài)靜力分析時,來求各運

動副的反力和未知平衡力（矩

★標準答案：1.應計入各構件的慣性力；

5.機器產生速度波動的主要原因是。速度波動的

類型有和兩種。前者一般采用的

調節(jié)方法是,后名一般采用的調節(jié)方法是

★標準答案：1.輸入功不等于輸出功2周期性3非周期性;4.飛輪;5.調速器；

6.周轉輪系根據自由度不同可分為和，其自由度分別

為和0

★標準答案：1.差動輪系;2.行星輪系;3.2;4.1;

7.齒輪傳動的重合度是指：____________________________________________________

★標準答案：1.實際嚙合線長度與基圓齒距的比值；

8.在設計滾子從動件盤狀凸輪廓線時，若發(fā)現工作廓線有變尖現象，則在尺寸參數改變上

應采取的措施是。

★標準答案：1.增大基圓半徑或減小滾子半徑；

9.運動鏈與機構的區(qū)別是：。

★標準答案：1.機構中有作為機架的固定構件，而運動鏈則沒有；

10.具有的等效構件的動能等于原機構的動能，而作用于其上

的瞬時功率等于作用在原機構上的所有合外力在同一瞬時的

功率。

★標準答案：1.等效轉動慣量2等效力矩；

三、問答題（共5題海題5分洪25分）

1.何謂機器運轉的“平均轉速''和運轉速度”不均勻系數”？俗］是否選得越小越好？

★標準答案：機器運轉的“平均轉速”是指一個周期內等效構件轉動速度的平均值。在實際

工程中，常近似的用其算術平均值來計算。運轉速度“不均勻系數”是指速度波動的幅度與

平均值之比，即8=（（Omax-（Omin）/（Omo許用的同不是越小越好，要根據不同類型的機械提出

不同的要求

2.計算圖（a）中所示機構的自由度（注意：若運動鏈中存在復合較鏈、局部自由度及虛約束

的情況，應明確指出）。

★標準答案：圖⑶:B處滾子為局部自由度，E、D之一為虛約束，H為復合錢鏈;

F=7x3-9x2-2xl=l

3.圖示兩個回轉構件是否符合靜平衡條件？是否符合動平衡條件？為什么？

m產30

TF9

10J

i5l,右!!^

—0m3=4

m2=20m，=4

a）b)~

★標準答案：

圖a所示轉子符合靜平衡條件，但不符合動平衡條件〃

力舌=30x4-20x6=0,

但慣性力偶矩不等于0。，

圖b所示轉子符合動平衡條件，

2-^^=4x15-10x10+4x10=0

期與的慣性力合力與瑕慣性力等值共線反向。“

慣性力偶矩等于0。~

4.測得一漸開線直齒圓柱標準齒輪，其壓力角儀二20。，6=1,基節(jié)熱=23.62mm,齒頂

圓直徑4=176mm；試問：（1）該齒輪的模數及分度圓半徑是多少？（2）用齒條插刀加工該

齒輪能否發(fā)生根切？為什么？

★標準答案：

=71WCOS0；

⑴因為：…為或=制3+2父）

所以：m=8mm,z=20,

r--mz--x8x20=80

22

Z>Z

⑵m”，丕根切?！?/p>

5.圖示偏心圓盤凸輪機構，圓盤半徑R=50mm,偏心距e=25mm,當凸輪從圖示位置順時

針方向轉過90度時，試問：（1）在該位置時，凸輪機構的壓力角為多大？（2）在該位置

時，從動件的位移為多大？（3）該凸輪機構從動件的行程h等于多少？

★標準答案：（1）30度

⑵25便-1）=183加

（3）h=50

四、計算題（共3題海題15分，共45分）

1.如圖所示，漸開線直齒圓柱標準齒輪1與標準齒條作無側間隙的嚙合傳動。齒條的參數

a=20。,ha*=l,C*=0.25,m=8mmo圖中Cl、C2為兩對輪齒的嚙合點。如齒條為主動件，

運動方向如圖所示。現要求：（1）畫出輪1的分度圓，并標出其半徑口；（2）在圖上標注出嚙

合線（理論嚙合線乂乂、起始嚙合點Bi、終止嚙合點B2）;（3）在齒輪1齒廓上標出將與齒

條2齒廓上的點Az相嚙合的點Ai的位置（要求寫出作圖過程）；（4）就圖上所量得的長度，

試粗算該齒條齒輪傳動的重合度￡的值。（比例根據模數和圖中尺寸估算）

⑴從齒條齒距P=25?l3nlm知W=，/TI=81NM由

s="fi/2得到中線及小，

（2）M、/、4、員見圖；~

⑶4位置見圖；，

（4）￡=&&/（癡co$a）=41/23617=1.736“

2.己知一直徑為300mm,壁厚為H=10mm的薄壁圓盤，其上有兩個附加質量A和B,位

置如圖示；mA=6gsrr）B=8g、RA=RB=100mmo現要在該圓盤上半徑Rc=120mm處鉆

一孔，使構件達到靜平衡，試求所鉆孔的半徑和位置（圓盤的密度為7.6g/cm3）

★標準答案：偏心質量A、B產生的質徑積分別為:IBARA=600g.mm,方向:與水平正方向

（即x軸正方向）成135。；mBRB=800g.mm,方向:與水平正方向（即x軸正方向）成45。；

質徑積矢量和大小為lOOOg.mm,方向:如圖所示

所以為平衡偏心質量A、B產生的離心慣性力，需要在y軸正方向右偏8.13度，Rc=120

mm處挖孔，其質徑積為:mRc=1000g.mm,即

2式中，，

pirrHRc=1000,

3

p=7.6g/cm,H=10mm,Rc=120mm

求得上式中r=5.91mm。所以，所鉆孔的半徑為5.91mm,位置為y軸正方向右偏8.13度。

3.如圖所示輪系中，各齒輪均為標準齒輪且模數相同，已知各輪的齒數為：z,=20,Z2=48,

Z2=20o試求輪3的齒數Z3及傳動比ilH。

★標準答案：

①根據圖中可知，有如下關系成立：--彳=/*3-方,

由于所有齒數模數均相同，g川二2-；g=J帆二3-J吟“

帶入齒數可以解得：=3=48”

②由圖中可知，整個輪系為一單一平面周轉輪系：珞=紇迎=+2

w3—11H-1-2,

現輪3固定不動,故：&:見=_2+1=1一七二竺四~

-nHfitj20x20

解得：加=-4.76說明輪1與系桿H的轉向相反。

機械原理（本）期末復習題2

一、單選題（共5題，每題2分，共10分）

1.蝸桿的標準模數是指（）模數。

A.端面；B.法面；C.軸面。

2.機構中只有一個（）.

A.閉式運動鏈B.原動件C.從動件D.機架

3.與其它機構相比，凸輪機構最大的優(yōu)點是（）。

A.可實現各種預期的運動規(guī)律；

E.便于潤滑；

C.制造方便，易獲得較高的精度；

D.從動件的行程可較大。

4.較鏈四桿機構有曲柄存在的必要條件是（）

A.最短桿與最長桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和

B.最短桿與最長桿長度之和大于其他兩桿長度之和

C.以最短桿為機架或以最短桿相鄰的桿為機架

5.當機構的原動件數目小于或大于其自由度數時，該機構將（）確定的運動.

A.有B.沒有C.不一定.

二、填空題（共10題，每題2分，共20分）

I.機器產生速度波動的主要原因是。速度波動的類型有

和兩種。前者一般采用的調節(jié)方法

是，后者一般采用的調節(jié)方法是。

2.漸開線齒輪的可分性是指：o

3.機構具有確定運動的條件是：o

4.在機械中安裝飛輪的目的是和°

5.在機械運轉的啟動階段，總驅動功總阻力功；在停車階段，總驅動功

總阻力功。

6.飛輪在機械中的作用，實質上相當于一個o

7.蝸桿傳動時齒面間相對滑動速度V與蝸桿圓周速度Vi蝸輪圓周速度V2的關系為：

8.當采用法切制漸開線齒輪輪廓時，可能會產生根切,

9.移動副的自鎖條件是，轉動副的自鎖條

件是O

10.機構要能夠運動，自由度必須機構具有確定相對運動的條

件是________________________.

三、問答題（共5題，每題5分洪25分）

1.求圖示機構的所有速度瞬心，并用瞬心法求構件3的角速度。

2.在漸開線直齒圓柱標準齒輪中，基圓是否一定小于齒根圓，試論述兩者之間相對大小關

系的變化規(guī)律。

3.在圖示凸輪機構中，畫出凸輪從圖示位置轉過90。時凸輪機構的壓力角

4.分析圖示運動鏈，說明是否滿足曲柄存在的條件，如何選擇機架才能使其分別構成雙曲

柄機構、雙搖桿機構和曲柄搖桿機構。

5.計算圖示機構的自由度，并畫出該機構的全部速度瞬心。

四、計算題（共3題，每題15分，共45分）

1.在如圖輪系中，己知各輪齒數為：Zi=Zi=40,Z2=Z4=30,Z3=Z5=100O試求傳動比i|Ho

2.圖示為等效力矩在穩(wěn)定運動的?個周期中的變化規(guī)律，運動周期為2兀。設等效驅動力

矩Md為常數，等效構件（主軸）的平均轉速加二300r/min,許用速度不均勻系數3=0.05。若

機器中除飛輪以外的構件的等效轉動慣量均略去不計，試求：（1）等效驅動力矩Md；（2）

nmax與nmin出現的位置；（3）安裝在主軸上的飛輪轉動慣量JF。

3.一對漸開線直齒標準齒輪齒條傳動，齒輪齒數Z=30,模數m=5mm,試求：齒輪的分度

圓直徑、節(jié)圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、基圓齒距、分度圓齒距；齒條

的齒頂高，齒根高、全齒高；按1；1的比例作圖，在圖上標出理論嚙合線N|N2及實際嚙

合線8B2,并量取B1B2的長度估算重合度￡;在圖上標出單齒哦合區(qū)和雙齒嚙合區(qū)，計算

單齒嚙合和雙嚙合的比例各是多少。

機械原理（本）期末復習題2一答案

一、單選題（共5題，每題2分，共10分）

1.蝸桿的標準模數是指（）模數。

A.端面；B.法面；C.軸面。

★標準答案：C

2.機構中只有一個（）.

A.閉式運動鏈B.原動件C.從動件D.機架

★標準答案：D

3.與其它機構相比，凸輪機構最大的優(yōu)點是（）。

A.可實現各種預期的運動規(guī)律；

B.便于潤滑；

C.制造方便，易獲得較高的精度；

D.從動件的行程可較大。

★標準答案：A

4.錢鏈四桿機構有曲柄存在的必要條件是（）

A.最短桿與最長桿長度之和小于或等于其他兩桿長度之和

B.最短桿與最長桿長度之和大于其他兩桿長度之和

C.以最短桿為機架或以最短桿相鄰的桿為機架

★標準答案：A

5.當機構的原動件數目小于或大于其自由度數時，該機構將（）確定的運動.

A.有B.沒有C.不一定.

★標準答案：B

二、填空題（共10題海題2分，共20分）

1.機器產生速度波動的主要原因是。速度波動的

類型有和

兩種。前者一般采用的調節(jié)方法是

，后者一般采用的調節(jié)方法是

★標準答案：1.輸入功不等于輸出功2周期性3非周期性;4.飛輪;5.調速器；

2.漸開線齒輪的可分性是指：____________________________________________

★標準答案：1.中心距的改變不影響傳動比；

3.機構具有確定運動的條件是：____________________________________________

★標準答案：1.機構的自由度大于零，且等于原動件數；

4.在機械中安裝飛輪的目的是和o

★標準答案：1.儲存能量2釋放能量；

5.在機械運轉的啟動階段，總驅動功總阻力功；在停車階段，總驅動功

總阻力功。

★標準答案：1.大于；2.小于；

6.飛輪在機械中的作用，實質上相當于一個o

★標準答案：1.儲能器；

7.蝸桿傳動時齒面間相對滑動速度V答案：與蝸桿圓周速度V蝸輪圓周速度V2的關系

為:O

★標準答案：1.；V二府而

8.當采用法切制漸開線齒輪輪廓時，可能會產生根切c

★標準答案：1.范成；

9.移動副的自鎖條件是，轉動副的自鎖

條件是o

★標準答窠：1.傳動角小于摩擦角或當量摩擦角2外力作用線與摩擦圓相交或柑切;

10.機構要能夠運動，自由度必須機構具有確定相對運動的條

件是.

★標準答案：1.大于或等于12機構原動件數目與機構自由度數相等；

三、問答題（共5題海題5分，共25分）

1.求圖示機構的所有速度瞬心，并用瞬心法求構件3的角速度

★標準答案:

2.在漸開線直齒圓柱標準齒輪中，基圓是否一定小于齒根圓，試論述兩者之間相對大小關

系的變化規(guī)律。

★標準答窠：

在漸開線直齒圓柱標準齒輪中，基圓不一定小于齒根圓。~

基阿真徑4=mzcosa

齒根圓直徑：df-d-2hf=mz-2.5m

當4="/時，則有mzcosa=/〃二一2.5加；因此：z=———=41.45?

l-cosa

當■時，R!|Wmzcosa<mz—2.5m；因此：z>41.45?

當4>當時，則有咤cosa>/wz-2.5陽；因此：z<41.45,

因此，當z242時，基圓小于齒根圓；~

當zW41時，基圓大于齒根圓：~

3.在圖示凸輪機構中，畫出凸輪從圖示位置轉過90。時凸輪機構的壓力角口。

★標準答案：（1）畫出轉過90。的位置。（2）標出壓力角a。

4.分析圖示運動鏈，說明是否滿足曲柄存在的條件，如何選擇機架才能使其分別構成雙曲

柄機構、雙搖桿機構和曲柄搖桿機構。

★標準答案：因最長桿與最短桿之各小于其它兩桿長度之和，故滿足曲柄存在的條件。AD

為機架構成雙曲柄機構，BC為機架構成雙搖桿機構，CD或AB為機架構成曲柄搖桿機

構。

5.計算圖示機構的自由度，并畫出該機構的全部速度瞬心。

★標準答案:F=3*3-2*4=l,

四、計算題（共3題，每題15分，共45分）

1.在如圖輪系中,已知各輪齒數為：Zi=Zr=40,Z2=Z4=30,Z3=Z5=1001,試求傳動比i】H。

★標準答案：

z15=1-4=1-(-2.5)=3.5

"%=(珥-%)/(〃

盤=-2.5=i/3.5-nHy

%

.%

,?l\H-=24.5/12=2.04

71H

2.圖示為等效力矩在穩(wěn)定運動的一個周期中的變化規(guī)律，運動周期為2兀。設等效驅動力矩

Md為常數，等效構件（主軸）的平均轉速慍二300r/min,許用速度不均勻系數6=0.05。若機

器中除飛輪以外的構件的等效轉動慣量均略去不計，試求：（1）等效驅動力矩Md；（2）

nmax與nmin出現的位置；（3）安裝在主軸上的