机械原理考试题及答案工业大学.docx
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机械原理考试题及答案工业大学
一、填空题（每空1分，共20分）
1．在平面机构中，一个高副引入
个约束，一个低副引入个约束。
2．在曲柄摇杆机构中,速度瞬心的总个数为_____，而其中绝对速度瞬心的个数为_____。
3．等效质量的等效条件是__，等效力的等效条件是_____。
4．一个采取负变位修正的直齿圆柱齿轮与同样基本参数的标准齿轮相比较，直径变小的圆是____
_____，而直径未变的圆是_________。
5．在凸轮机构的推杆常用的运动规律中，具有刚性冲击的是
是。
；具有柔性冲击的
6．斜齿圆柱齿轮的当量齿数为_____，圆锥齿轮的当量齿数为____。
7．机器产生速度波动的类型有
和
两种。
8．在进行平面机构的运动分析时，两个构件1、2上的重合点K1、K2间的速度关系
为，K1、K2两点间的加速度关系为。
9．对于单销外槽轮机构来说，槽轮的槽数最少___，槽轮的运动系数总小
于
。
10．在对心曲柄滑块机构中，连杆长为100mm，滑块的行程为100mm，则曲柄长
为
，机构最大压力角为
。
二、简答题（每小题5分，共20分）
1．何谓运动链？
运动链与机构有何联系和区别?
2．为什么要对回转构件进行平衡?
3．斜齿轮的螺旋角β对传动有什么影响？
它的常用范围是多少？
为什么要作这样的限制？
4．速度瞬心法一般适用于什么场合?
能否利用速度瞬心法对机构进行加速度分析?
三、分析题（每小题10分，共20分）
1．在图三、1所示的铰链四杆机构中，已知lBC=400mm，lCD=300mm，lAD=200mm
且AD为机架。
试分析：
（1）若此机构为曲柄摇杆机构，lAB的最大值；
，
注：
学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。
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（2）若此机构为双曲柄机构，lAB的最小值；
（3）若此机构为双摇杆机构，lAB的取值范围。
图三、1
图三、2
机械原理
2．图三、2所示的偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构中，凸轮以角速度ω逆时针方向转动。
试
在图上：
（1）画出凸轮的理论轮廓曲线、基圆与偏距圆；
（2）标出凸轮在图示位置时的压力角α和位移；s
（3）标出凸轮从图示位置转过90o时的压力角α'和位移；s'
（4）标出凸轮机构的行程h。
四、计算题（每小题10分，共30分）
1．试计算图四、1所示机构的自由度，若存在局部自由度、复合铰链或虚约束，请指出其位置；
判定该机构是否具有确定的运动。
图四、1图四、2
注：
学生必须在答题纸上答题，否则没有成绩。
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2．在图四、2所示的电动三爪卡盘的传动轮系中,已知各轮齿数为:
z3=57,z4=56。
试求传动比i14。
机械原理
z1=6,z2=z′=
225,
z2=40，mn=8mm，αn=200
3．已知一对斜齿轮传动，z1=20，
han*=1
，
c*n=0.25
，
，
B=30mm，并初取β=150，试求该传动的中心距（值应圆整为个位数为0或5，并相应
重算螺旋角β）、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径和当量齿数。
五、设计题（10分）
1．图五所示，设已知一曲柄摇杆机构的行程速比系数K=1.5，摇杆与机架的长度分别为：
lCD=75mm，lAD=100mm，且摇杆的一个极位与机架的夹角为ϕ=450，试设计确定该机
构的曲柄及连杆的长度。
图五
一、填空题（10道小题，20个空，每空1分，共20分）
1．1，2
2．6，3
3．动能相等，功率相等
4．齿顶圆，分度圆
5．等速运动规律，等加速等减速度运动规律
6．zv=z/cos3β，zv=z/cosδ
7．周期性速度波动，非周期性速度波动
8．v
=v+vk1，a
=a+ak
+ar
k2
9．3，0.5
k1
k2
k
2
k
1
kk
21
kk
21
10．50mm，300
二、简答题（4道小题，每道小题5分，共20分）
1．答：
构件通过运动副联接而构成的相对可动的构件系统称为运动链。
若将运动链中的某一构
件加以固定，即成为机构。
两者的主要区别是运动链中没有机架，而机构必须有固定构件（机
架）。
（5分）
2．答：
构件在回转过程中产生的不平衡惯性力，不仅会在运动副中引起附加的动载荷，从而增
大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且还会使机械产生振动，
降低其工作精度和可靠性，甚至时期遭到破坏，因而必须对回转构件进行平衡。
（5分）
3．答：
斜齿轮的螺旋角β增大，将会使传动产生的轴向力增大，对轴承工作不利。
在设计时一
般取β为80~200，因为β太大，有上述缺点，而太小又体现不出斜齿轮的优点。
（5分）
4．答：
速度瞬心法一般适用于构件数目不太多的简单平面机构的速度分析，不能进行机构的加
速度分析。
（5分）
三、分析题（2道小题，每道小题10分，共20分）
1．解：
第1页共4页
（1）AB最短：
AB+400≤300+200,AB≤100（mm）,
（2）AD最短：
lAB最大值为100mm（2分）
1）若AB不是最长，即AB<400,且200+400≤AB+300,所以300≤AB<400（2分）
2）若AB为最长杆，即AB≥400,且AB+200≤400+300,所以400≤AB≤500（2分）
所以lAB最小值为300mm。
（1分）
（3）图示机构只有不满足杆长条件时才成为双摇杆机构。
lAB的取值范围：
100mm≤lAB≤300mm；500mm≤lAB≤900mm（3分）
2．解：
1）、2）见图三、2（各3分）
3）、4）见图三、2（各2分）
图三、2
四、计算题（3道小题，每道小题10分，共30分）
1．解：
图中活动构件数n=6，低副数pl=8，高副数ph=1，故该机构的自由度为：
F=3n-（2pl+ph）=3×6-（2×8+1）=1（4分）
第2页共4页
机构具有确定的运动。
（2分）F处为局部自由度（2分），D处为虚约束，算一个移动副。
（2分）
2．解：
在轮1、2、3及行星架H组成的行星轮系中,轮3为固定轮,故
i
iH
−）=1+57
63
1H=1−13=1-（z3
5
6=6（
分）
z1
在轮4、2′、2、3及行星架H组成的行星轮系中,轮3为固定轮,故
=−1iH=−
′
z
=−
2557
1
=−（5分）
i
4H
联立求解得
43
1（z23）1
zz42
5625
63
56
1
i
/
H
=
/（−）=-588
14=i1Hi4
3．解：
1）计算中心距a初取β=150，
6
56
则
a=
m
n
2cos
β
（
+z）=
z12
8（20+40）
0
2cos15
=
248.466
取a=
则β
250mm，
=arccos
mn（
+z）
z12
2a
=arccos
8（20+40）
×
2250
′
=16015′37（2分）
2）计算几何尺寸及当量齿数
分度圆直径（2分）
d1=mmz1/cosβ=
d2=mmz2/cosβ=
d=d−2（
*
）
166.67mm
333.33mm
=
146.67
齿根圆直径（2分）
f11
han*+cm
nn
mm
d
f2
=d2−
=+
*）
2（han*+cm
nn
=
=
313.33
mm
齿顶圆直径（2分）
da1d12*
hm
ann
182.67
mm
d
a2
=d+
22*
hm
ann
=
349.33
mm
当量齿数（2分）
zv1=z1/cos3β=
zv2=z2/cos3β=
22.61
45.21
第3页共4页
五、设计题（1道小题，10分）
K−1
−
解：
先计算
θ=
180
0
K+1
=
180
0
1.51
+
1.51
=
0
36（2分）
再以μl作图，（8分）可得两个解：
（1）l=μ（AC−AC）/2=
2（84.5−
35）/2=
49.5
mm
AB
l
l
=μ（
2
+
1
）/2=
2（84.5+
35）/2=
119.5
BC
l
AC2AC
1
mm
=μ（
′−′）/2=2（35−
=
（2）lAB
l
AC2
AC1
13）/222mm
=μl（
′+
′
=
lBC
AC2
AC1）/2=2（35+13）/248mm
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