《機械原理》試題及答案解析.doc

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出卷人：孫來寧 13639503252 《機械原理》試題（A） 年級：13級 專業(yè)：本科 一、填空題(本大題共14小題，每空1分，共20分) 1、同一構件上各點的速度多邊形必 于對應點位置組成的多邊形。 2、在轉子平衡問題中，偏心質量產生的慣性力可以用 相對地表示。 3、機械系統(tǒng)的等效力學模型是具有 ，其上作用有 的等效構件。 4、無急回運動的曲柄搖桿機構，極位夾角等于 ，行程速比系數(shù)等于 。 5、平面連桿機構中，同一位置的傳動角與壓力角之和等于 。 7、增大模數(shù)，齒輪傳動的重合度 ；增多齒數(shù)，齒輪傳動的重合度 。 8、平行軸齒輪傳動中，外嚙合的兩齒輪轉向相 ，內嚙合的兩齒輪轉向相 。 9、輪系運轉時，如果各齒輪軸線的位置相對于機架都不改變，這種輪系是 輪系。 10、三個彼此作平面運動的構件共有 個速度瞬心，且位于 。 11、鉸鏈四桿機構中傳動角為，傳動效率最大。 12、.連桿是不直接和 相聯(lián)的構件；平面連桿機構中的運動副均為 。 13、一個齒數(shù)為Z，分度圓螺旋角為 的斜齒圓柱齒輪，其當量齒數(shù)為 。 14、標準直齒輪經過正變位后模數(shù) ，齒厚 。 二、判斷題(正確的打√，錯誤的打) (本大題共10小題，每小題2分，共20分) 1、對心曲柄滑塊機構都具有急回特性。（ ） 2、漸開線直齒圓柱齒輪的分度圓與節(jié)圓相等。（ ） 3、當兩直齒圓柱齒輪的安裝中心距大于標準中心距時，為保證無側隙嚙合，應采用正傳動。（ ） 4、凸輪機構中當從動件的速度有有限量突變時，存在柔性沖擊。（ ） 5、用飛輪調節(jié)周期性速度波動時，可將機械的速度波動調為零。（ ） 6、動平衡的轉子一定滿足靜平衡條件。（ ） 7、斜齒圓柱齒輪的法面壓力角大于端面壓力角。（ ） 8、加工負變位齒輪時,齒條刀具的分度線應向遠離輪坯的方向移動。( ) 9、在鉸鏈四桿機構中，固定最短桿的鄰邊可得曲柄搖桿機構。（ ） 10、平底直動從動件盤狀凸輪機構的壓力角為常數(shù)。（ ） 三、簡答題(本大題共6小題，每小題5分，共30分) 1、造成轉子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？ 2、凸輪實際工作廓線為什么會出現(xiàn)變尖現(xiàn)象？設計中如何避免？ 3、什么是機械的自鎖？移動副和轉動副自鎖的條件分別是什么？ 4.什么是齒輪的節(jié)圓？標準直齒輪在什么情況下其節(jié)圓與分度圓重合？ 5、什么是傳動角？它的大小對機構的傳力性能有何影響？鉸鏈四桿機構的最小傳動角在什么位置？ 6、漸開線具有的特性有哪些？ 四、計算題(本大題共5小題，每小題6分，共30分) 1、求圖示機構的全部瞬心和構件1、3的角速度比。 2、已知曲柄搖桿機構的行程速比系數(shù)K＝1.25，搖桿長lCD=40mm，搖桿擺角Ψ=60,機架長lAD=55mm。作圖設計此曲柄搖桿機構，求連桿和曲柄的長度。 3、一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數(shù)Z1＝24，Z2＝64，模數(shù)m＝6mm，安裝的實際中心距a’＝265mm。試求兩輪的嚙合角a’，節(jié)圓半徑r1’和r2’。 4、取一機器的主軸為等效構件，已知主軸平均轉速nm=1000r/min，在一個穩(wěn)定運動循環(huán)（2）中的等效阻力矩Mer如圖所示，等效驅動力矩Med為常數(shù)。若不計機器中各構件的轉動慣量，試求：當主軸運轉不均勻系數(shù)＝0.05時，應在主軸上加裝的飛輪的轉動慣量JF。 5、一正常齒制標準直齒輪m =4, z=30, a=20。，計算其分度圓直徑、基圓直徑、齒距、齒頂圓直徑及齒頂圓上的壓力角。 《機械原理》試題（B） 年級：13級 專業(yè)：本科 一、填空題(本大題共12小題，每空1分，共20分) 1、一個曲柄搖桿機構，極位夾角等于36，則行程速比系數(shù)等于 。 2、偏心輪機構是通過 由鉸鏈四桿機構演化而來的。 3、剛性轉子的動平衡的條件是 。 4、曲柄搖桿機構中的最小傳動角出現(xiàn)在 與 兩次共線的位置時。 5、四桿機構的壓力角和傳動角互為 ，壓力角越大，其傳力性能越 。 6、設計蝸桿傳動時蝸桿的分度圓直徑必須取 值，且與其 相匹配。 7、差動輪系是機構自由度等于 的周轉輪系。 8、平面低副具有 個約束， 個自由度。 9、曲柄搖桿機構出現(xiàn)死點，是以 作主動件，此時機構的 角等于零。 10、為減小凸輪機構的壓力角，可采取的措施有 和 。 11、.凸輪從動件作等速運動時在行程始末有 性沖擊；當其作 運動時，從動件沒有沖擊。 12、標準齒輪 圓上的壓力角為標準值，其大小等于 。 二、判斷題(正確的打√，錯誤的打) (本大題共10小題，每小題2分，共20分) 1、對心曲柄滑塊機構都具有急回特性。（ ） 2、漸開線直齒圓柱齒輪的分度圓與節(jié)圓相等。（ ） 3、當兩直齒圓柱齒輪的安裝中心距大于標準中心距時，為保證無側隙嚙合，應采用正傳動。（ ） 4、凸輪機構中當從動件的速度有有限量突變時，存在柔性沖擊。（ ） 5、用飛輪調節(jié)周期性速度波動時，可將機械的速度波動調為零。（ ） 6、動平衡的轉子一定滿足靜平衡條件。（ ） 7、斜齒圓柱齒輪的法面壓力角大于端面壓力角。（ ） 8、加工負變位齒輪時,齒條刀具的分度線應向遠離輪坯的方向移動。( ) 9、在鉸鏈四桿機構中，固定最短桿的鄰邊可得曲柄搖桿機構。（ ） 10、平底直動從動件盤狀凸輪機構的壓力角為常數(shù)。（ ） 三、簡答題(本大題共6小題，每小題5分，共30分) 1、飛輪是如何調節(jié)周期性速度波動的？ 2、漸開線齒廓嚙合的特點是什么？ 3、何謂基本桿組？機構的組成原理是什么？ 4、凸輪輪廓曲線設計的基本原理是什么？如何選擇推桿滾子的半徑？ 5、什么是周轉輪系？什么是周轉輪系的轉化輪系？ 6、什么是重合度？其物理意義是什么？增加齒輪的模數(shù)對提高重合度有無好處？ 四、計算題(本大題共5小題，每小題6分，共30分) 1、一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數(shù)Z1＝24，Z2＝64，模數(shù)m＝6mm，安裝的實際中心距a’＝265mm。試求兩輪的嚙合角a’，節(jié)圓半徑r1’和r2’。 2、已知輪系中各齒輪齒數(shù)Z1=20，Z2=40，Z2’= Z3=20，Z4=60，n1=800r/min，求系桿轉速nH的大小和方向。 3、取一機器的主軸為等效構件，已知主軸平均轉速nm=1000r/min，在一個穩(wěn)定運動循環(huán)（2）中的等效阻力矩Mer如圖所示，等效驅動力矩Med為常數(shù)。若不計機器中各構件的轉動慣量，試求：當主軸運轉不均勻系數(shù)＝0.05時，應在主軸上加裝的飛輪的轉動慣量JF。 4、如圖，已知 z1=6， z2=z2, =25， z3=57， z4=56，求i14 ？ 5、已知一對標準安裝的外嚙合標準直齒圓柱齒輪的中心距a=196mm，傳動比i=3.48，小齒輪齒數(shù)Z1=25。確定這對齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑d1、d2；齒頂圓直徑da1、da2；齒根圓直徑df1、df2。（10分） 《機械原理》試題（C） 一、填空題(本大題共12小題，每空1分，共20分) 1、同一構件上各點的速度多邊形必 于對應點位置組成的多邊形。 2、在轉子平衡問題中，偏心質量產生的慣性力可以用 相對地表示。 3、機械系統(tǒng)的等效力學模型是具有 ，其上作用有 的等效構件。 4、無急回運動的曲柄搖桿機構，極位夾角等于 ，行程速比系數(shù)等于 。 5、平面連桿機構中，同一位置的傳動角與壓力角之和等于 。 6、設計蝸桿傳動時蝸桿的分度圓直徑必須取 值，且與其 相匹配。 7、差動輪系是機構自由度等于 的周轉輪系。 8、平面低副具有 個約束， 個自由度。 9、曲柄搖桿機構出現(xiàn)死點，是以 作主動件，此時機構的 角等于零。 10、為減小凸輪機構的壓力角，可采取的措施有 和 。 11、.凸輪從動件作等速運動時在行程始末有 性沖擊；當其作 運動時，從動件沒有沖擊。 12、標準齒輪 圓上的壓力角為標準值，其大小等于 。 二、判斷題(正確的打√，錯誤的打) (本大題共10小題，每小題2分，共20分) 1、對心曲柄滑塊機構都具有急回特性。（ ） 2、漸開線直齒圓柱齒輪的分度圓與節(jié)圓相等。（ ） 3、當兩直齒圓柱齒輪的安裝中心距大于標準中心距時，為保證無側隙嚙合，應采用正傳動。（ ） 4、凸輪機構中當從動件的速度有有限量突變時，存在柔性沖擊。（ ） 5、用飛輪調節(jié)周期性速度波動時，可將機械的速度波動調為零。（ ） 6、動平衡的轉子一定滿足靜平衡條件。（ ） 7、斜齒圓柱齒輪的法面壓力角大于端面壓力角。（ ） 8、加工負變位齒輪時,齒條刀具的分度線應向遠離輪坯的方向移動。( ) 9、在鉸鏈四桿機構中，固定最短桿的鄰邊可得曲柄搖桿機構。（ ） 10、平底直動從動件盤狀凸輪機構的壓力角為常數(shù)。（ ） 三、簡答題(本大題共6小題，每小題5分，共30分) 1、造成轉子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？ 2、凸輪實際工作廓線為什么會出現(xiàn)變尖現(xiàn)象？設計中如何避免？ 3、什么是機械的自鎖？移動副和轉動副自鎖的條件分別是什么？ 4、凸輪輪廓曲線設計的基本原理是什么？如何選擇推桿滾子的半徑？ 5、什么是周轉輪系？什么是周轉輪系的轉化輪系？ 6、什么是重合度？其物理意義是什么？增加齒輪的模數(shù)對提高重合度有無好處？ 四、計算題(本大題共5小題，每小題6分，共30分) 1、求圖示機構的全部瞬心和構件1、3的角速度比。 2、已知曲柄搖桿機構的行程速比系數(shù)K＝1.25，搖桿長lCD=40mm，搖桿擺角Ψ=60,機架長lAD=55mm。作圖設計此曲柄搖桿機構，求連桿和曲柄的長度。 3、一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪傳動，已知齒數(shù)Z1＝24，Z2＝64，模數(shù)m＝6mm，安裝的實際中心距a’＝265mm。試求兩輪的嚙合角a’，節(jié)圓半徑r1’和r2’。 4、如圖，已知 z1=6， z2=z2, =25， z3=57， z4=56，求i14 ？ 5、已知一對標準安裝的外嚙合標準直齒圓柱齒輪的中心距a=196mm，傳動比i=3.48，小齒輪齒數(shù)Z1=25。確定這對齒輪的模數(shù)m；分度圓直徑d1、d2；齒頂圓直徑da1、da2；齒根圓直徑df1、df2。（10分）  《機械原理》試題（A）答案 一、填空題(本大題共12小題，每空1分，共20分) 1. 相似于 2. 質徑積 3. 等效轉動慣量，等效力矩 4. 0，1 5. 90 6. 不變；增大 7. 相反；相同 8. 定軸 9. 3；一條直線上 10. 900 11. 機架；低副 12. z/cos3β 二、判斷題(正確的打√，錯誤的打) (本大題共10小題，每小題2分，共20分) 1.；2.；3.√；4.；5.；6.√；7.；8.；9.；10.√。 三、簡答題(本大題共6小題，每小題5分，共30分) 1、原因：轉子質心與其回轉中心存在偏距； 平衡目的：使構件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。 2、變尖原因：滾子半徑與凸輪理論輪廓的曲率半徑相等，使實際輪廓的曲率半徑為0。避免措施：在滿足滾子強度條件下，減小其半徑的大小。 3、自鎖：無論驅動力多大，機構都不能運動的現(xiàn)象。移動副自鎖的條件是：驅動力作用在摩擦錐里；轉動副自鎖的條件是：驅動力作用在摩擦圓內。 4、經過節(jié)點、分別以兩嚙合齒輪回轉中心為圓心的兩個相切圓稱為節(jié)圓。當兩標準齒輪按標準中心距安裝時其節(jié)圓與分度圓重合。 5、壓力角的余角為傳動角，傳動角越大，機構傳力性能越好。最小傳動角出現(xiàn)在曲柄和機架共線的位置。 6、1）發(fā)生線BK的長度等于基圓上被滾過的圓弧的長度2）漸開線任一點的法線恒與其基圓相切3）發(fā)生線與基圓的切點是漸開線的曲率中心4）漸開線的形狀取決于基圓的大小5）基圓內無漸開線。 四、計算題(本大題共2小題，每小題15分，共30分) 1、ω1/ω3=P13P34/P13P14=4 2、θ=180*（k-1）/(k+1)=2 0 1)按已知條件作DC1、DC2 ； 2)作直角三角形及其外接圓如圖； 3）以D為圓心，55mm為半徑作圓交于A點。 AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。 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(用能量指示圖確定) JF=900△ Wmax/π2n2δ=0.51 5、d=mz=120 db=dcos200=112.76 P=mπ=12.56 da=(z+2)m=128 cosαa=db/da=0.881 αa=28.24? 《機械原理》試題（B）答案 一、填空題(本大題共12小題，每空1分，共20分) 1、1.5 2、擴大轉動副半徑 3、偏心質量產生的慣性力和慣性力矩矢量和為0 4、曲柄；機架 5、余角；差 6、標準值；模數(shù) 7、2 8、2；1 9、搖桿；傳動角 10、增加基圓半徑；推桿合理偏置 11、剛性；五次多項式或正弦加速度運動 12、分度圓；200 二、判斷題(正確的打√，錯誤的打) (本大題共10小題，每小題2分，共20分) 1.；2.；3.√；4.；5.；6.√；7.；8.；9.；10.√。 三、簡答題(本大題共6小題，每小題5分，共30分) 1、飛輪實質是一個能量儲存器。當機械出現(xiàn)盈功速度上升時，飛輪軸的角速度只作微小上升，它將多余的能量儲存起來；當機械出現(xiàn)虧功速度下降時，它將能量釋放出來，飛輪軸的角速度只作微小下降。 2、1）定傳動比2）可分性3）輪齒的正壓力方向不變。 3、基本桿組：不能拆分的最簡單的自由度為0的構件組。機構組成原理：任何機構都可看成是有若干基本桿組依次連接于原動件和機架上而構成的。 4、1）反轉法原理 2）在滿足強度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點和“失真”，即小于凸輪理論輪廓的最小曲率半徑。 5、至少有一個齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉的輪系稱為周轉輪系。在周轉輪系中加上公共角速度-ωH后，行星架相對靜止，此時周轉輪系轉化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系稱為原周轉輪系的轉化輪系。 6、實際嚙合線段與輪齒法向齒距之比為重合度，它反映了一對齒輪同時嚙合的平均齒數(shù)對的多少。增加模數(shù)對提高重合度沒有好處。 四、計算題(本大題共5小題，每小題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、 齒輪1、2是一對內嚙合傳動：n1/n2=z2/z1=2 齒輪2‘-3-4組成一周轉輪系，有： (n’2-nH)/(n4-nH)=-z4/z’2=-3 又因為 n2=n’2 n4=0 解得：nH=100 r/min 方向與n1相同。 3、Md=(300*4π/3*1/2)/2π=100Nm △ Wmax=89π(用能量指示圖確定) JF=900△ Wmax/π2n2δ=0.51 4、齒輪1-2-3組成一周轉輪系，有：(n1-nH)/(n3-nH)= - z3/z1= - 57/6 齒輪1-2-2‘-4組成另一周轉輪系，有： (n1-nH)/(n4-nH)= - z2z4/z1z’2= - 56/6=-28/3 從圖中得： n3=0 求解得：i14=n1/n4= - 588 5、z 2=iz1=87 m=196/[0.5(25+87)]=3.5 d1=mz1=87.5 d2=mz2=304.5 da1=m(z1+2)=94.5 da2=m(z2+2)=311.5 df1=m(z1-2.5)=78.75 df2=m(z2-2.5)=295.75 《機械原理》試題（C）答案 一、填空題(本大題共12小題，每空1分，共20分) 1、 相似于 2、 質徑積 3、 等效轉動慣量，等效力矩 4、 0，1 5、 90 6、標準值；模數(shù) 7、2 8、2；1 9、搖桿；傳動角 10、增加基圓半徑；推桿合理偏置 11、剛性；五次多項式或正弦加速度運動 12、分度圓；200 二、判斷題(正確的打√，錯誤的打) (本大題共10小題，每小題2分，共20分) 1.；2.；3.√；4.；5.；6.√；7.；8.；9.；10.√。 三、簡答題(本大題共6小題，每小題5分，共30分) 1、原因：轉子質心與其回轉中心存在偏距； 平衡目的：使構件的不平衡慣性力和慣性力矩平衡以消除或減小其不良影響。 2、變尖原因：滾子半徑與凸輪理論輪廓的曲率半徑相等，使實際輪廓的曲率半徑為0。避免措施：在滿足滾子強度條件下，減小其半徑的大小。 3、自鎖：無論驅動力多大，機構都不能運動的現(xiàn)象。移動副自鎖的條件是：驅動力作用在摩擦錐里；轉動副自鎖的條件是：驅動力作用在摩擦圓內。 4、1）反轉法原理 2）在滿足強度條件下，保證凸輪實際輪廓曲線不出現(xiàn)尖點和“失真”，即小于凸輪理論輪廓的最小曲率半徑。 5、至少有一個齒輪的軸線的位置不固定，而繞其他固定軸線回轉的輪系稱為周轉輪系。在周轉輪系中加上公共角速度-ωH后，行星架相對靜止，此時周轉輪系轉化成定軸輪系，這個假想的定軸輪系稱為原周轉輪系的轉化輪系。 6、實際嚙合線段與輪齒法向齒距之比為重合度，它反映了一對齒輪同時嚙合的平均齒數(shù)對的多少。增加模數(shù)對提高重合度沒有好處。 四、計算題(本大題共2小題，每小題15分，共30分) 1、ω1/ω3=P13P34/P13P14=4 2、θ=180*（k-1）/(k+1)=20 1)按已知條件作DC1、DC2 ； 2)作直角三角形及其外接圓如圖； 3）以D為圓心，55mm為半徑作圓交于A點。 AC1=b-a AC2=b+a 由此得曲柄a和連桿b的長度。 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、齒輪1-2-3組成一周轉輪系，有：(n1-nH)/(n3-nH)= - z3/z1= - 57/6 齒輪1-2-2‘-4組成另一周轉輪系，有： (n1-nH)/(n4-nH)= - z2z4/z1z’2= - 56/6=-28/3 從圖中得： n3=0 求解得：i14=n1/n4= - 588 5、z 2=iz1=87 m=196/[0.5(25+87)]=3.5 d1=mz1=87.5 d2=mz2=304.5 da1=m(z1+2)=94.5 da2=m(z2+2)=311.5 df1=m(z1-2.5)=78.75 df2=m(z2-2.5)=295.75