河南理工机械原理试题及答案8套.docx

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河南理工机械原理试题及答案8套

机械原理试卷（参考答案）

《机械原理试卷参考答案》（№1）

一、填空题：

（30分）

1．机构中的速度瞬心是两构件上（相对速度）为零的重合点，它用于平面机构（速度）分析。

2．下列机构中，若给定各杆长度，以最长杆为连架杆时，第一组为

（双摇杆机构）机构；第二组为（曲柄摇杆机构）机构。

（1）a=250b=200c=80d=100；

（2）a=90b=200c=210d=100。

3.机构和零件不同，构件是（运动的单元），而零件是（制造的单元）。

4．凸轮的基圆半径越小，则机构尺寸（越大）但过于小的基圆半径会导致压力角（增大）。

5．用齿条型刀具范成法切制渐开线齿轮时，为使标准齿轮不发生根切，应使刀具的（齿顶线不超过极限啮合点）。

6．当要求凸轮机构从动件的运动没有冲击时，应选用（摆线运动）规律。

7．间歇凸轮机构是将（主动轮的连续转动）转化为（从动转盘的间歇）的运动。

8．刚性转子的平衡中，当转子的质量分布不在一个平面内时，应采用

（动平衡）方法平衡。

其平衡条件为（∑M=O；∑F=0）。

1．9．机械的等效动力学模型的建立，其等效原则是：

等效构件所具有的动能应（等于整个系统的总动能）。

等效力、等效力矩所作的功或瞬时功率应（等于整个系统的所有力，所有力矩所作的功或所产生的功率之和）。

10．平面机构结构分析中，基本杆组的结构公式是（3n=2PL）。

而动态静力分析中，静定条件是（3n=2PL）。

一、选择题：

（20分）

1．渐开线齿轮齿条啮合时，若齿条相对齿轮作远离圆心的平移，其啮合角（B）。

A）增大；B）不变；C）减少。

2．为保证一对渐开线齿轮可靠地连续传动，应便实际啮合线长度（C）基圆齿距。

A）等于；B）小于；C）大于。

3．高副低代中的虚拟构件的自由度为（A）。

A）-1；B）+1；C）0；

4．压力角是在不考虑摩擦情况下，作用力与作用点的（B）方向的夹角。

A）法线；B）速度；C）加速度；D）切线；

5．理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮，其推杆的运动规律是（A）。

A）相同的；B）不相同的；C）不一定的。

6．飞轮调速是因为它能（C①）能量，装飞轮后以后，机器的速度波动可以（B②）。

①A）生产；B）消耗；C）储存和放出。

②A）消除；B）减小；C）增大。

7．作平面运动的三个构件有被此相关的三个瞬心。

这三个瞬心（C）。

A）是重合的；B）不在同一条直线上；C）在一条直线上的。

8．渐开线标准齿轮在标准安装情况下，两齿轮分度圆的相对位置应该是（C）。

A）相交的；B）分离的；C）相切的。

9．齿轮根切的现象发生在（D）的场合。

A）模数较大；B）模数较小；C）齿数较多；D）齿数较少

10．重合度

表示一对轮齿啮合的时间在齿轮转过一个基圆齿距的时间内占（A）。

A）40%；B）60%；C）25%

三．计算下列机构自由度。

（10分）

F=3×5－2×6－1=2F=3×8－2×11－1=1

四、图示轮系中，已知Z1＝1（右旋），Z2＝60，Z3＝40，Z4＝20，

Z5＝18，齿轮3、4、5、6的模数和压力角分别相等。

求Z6齿数和传动比i1H。

（10分）

解：

区分轮系3-4-5-6-H为行星轮系，1-2为定轴轮系。

由同心条件：

Z6=Z3－Z4+Z5=40－20+18=38

∵n3=n2

五．作图求出图示凸轮机构滚子中心B1到B2时凸轮转角φ，B2点时的压力角α和基圆半径R。

六．设一对渐开线正常齿制标准直齿轮啮合，Z1=33，Z2=67,m=3。

若在安装时，将中心距比标准中心距增大1.5mm,求此时啮合角及重合度。

（10分）

解：

标准中心距

实际安装中心距

七、设计一曲柄摇杆机构，已知摇杆一极限位置与机架夹角为ψ=60°，行程速比系数K=1.4，摇杆CD=40mm，机架AD=50mm。

图解出曲柄AB及连杆BC的长度。

并作出所设计机构的最小传动角。

（10分）

解：

求出极位夹角

《机械原理试卷参考答案》

一、填空题（每题3分，共30分）

1.渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件（两轮模数和压力角相等）

2．用齿条形刀具范成法加工渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，刀具的齿顶线（圆）应低于极限啮合点N1。

其最少齿数为17。

1．3．机器产生速度波动的类型有周期性速度波动、非周期性速度波动分别用飞轮，和调速器来调节。

4．刚性回转件的平衡有两种，一种是静平衡其质量分布特点是

在一同平面内另一种是动平衡其质量分布特点是不在同一平面内。

5．构件与零件不同，构件是运动单元，零件是制造单元。

6．斜齿轮的标准参数在法面上，圆锥齿轮的标准参数在大端面。

7．槽轮机构是将主动销轮的连续旋转运动转换成从动槽轮的间歇转动运动。

8．曲柄摇杆机构出现最小转动角的位置是曲柄与机架两次共线位置。

9．三角螺纹主要用于联接；矩形螺纹主要用于传递运动。

这是因为三角螺纹比矩形螺纹摩擦力矩大。

10如图铰链四杆机构中，d的长度在28＜d＜44范围内为曲柄摇杆机

构；在d＜12范围内为双曲柄机构。

二、计算下列机构的自由度10分

F=3n–2PL–PH=3×4－2×5－1=1

F=3n–2PL–PH=3×4－2×5－1=1

三、图示提升机构，已知各轮齿数Z1=15，Z2=25，Z2‘=23，Z3=69，Z4=30，Z5=40，绳轮半径R=0.2m重物Q=1000N，该机械总效率η=0.9，重物匀速提升速度V=3m/min。

15分

求：

（1）该机构的总传动比

（2）轴1的转速η1及转向

（3）轴1的输入功率N1

解：

区分轮系：

1-2-2‘-3（4）为行星轮系，4-5为定轴轮系。

i1H=i14=1－iH13=1－（-1）Z2Z3／Z1Z2’=1+（25×69）／（15×23）=6

i45=－Z5／Z4=－4／3

i15=i14.i45=6×（－4／3）=－8

n1=n5×i45=v／（2πR）*i15=3／（2π×0.2）×8=19.1转／分

N1=N5／η=QV／η=1000×3／（60×0.9）=55.6W

四、在图示凸轮机构中，已知偏心圆盘为凸轮实际轮廓，其余尺寸如图μ=0.001m/mm.。

（10分）

求：

（1）基圆半径R。

（2）图示位置凸轮机构压力角α

（3）凸轮由图示位置转60°后，推杆移动距离S。

五、如图已知机架AD=50mm，摇杆离机架最近的极限位置β=45°。

且CD=40mm，该机构为曲柄摇杆机构，位置速比系数K=1.4，试用作图法求出曲柄AB和连杆BC的长度，并绘出机构图。

（写出作图步骤，保留各作图线）（10分）

六、在图示凸轮机构中，已知偏心圆凸轮半径R=50，图中OA=22，AC=80，凸轮1的角速度ω1=10rad/s,逆时针转动。

用瞬心法求从动件2的角速度ω2。

（10分）

解：

由三心定理，构件1、2、3共有三个瞬心P12、P13、P23，并在一条直线上。

连接OB与AC相交得相对瞬心P12。

∴ω2=ω1×P12P13／P12、P23

=10×14／54

=2.61/S方向为逆时针.

七、图示为一渐开线标准直齿圆柱齿轮中心度O1O2为标准中心距，试在图上画出（15分）

1）基圆rb、分度圆r、节圆r’、节点C。

2）理论啮合线B2B1、实距啮合线N1N2。

3）啮合角α。

4）两轮齿廓的实际工作段。

5）由图求出重分度ε。

6）单齿、双齿啮合区。

《机械原理试卷参考答案》

班级：

学号：

姓名：

评分

一、填空题：

（30分）

1.在曲柄摇杆机构中（曲柄）与（机架）两次共线位置时可能出现最小传动角。

2．连杆机构的急回特性用（行程速比系数K）表达。

3．转动副摩擦中，总反力的作用应与（摩擦圆）相切。

其轴承对轴颈的摩擦力矩的方向与（相对角速度ω）方向（相反）。

4．一对渐开线标准直齿轮非标准安装时，节圆和分度圆（不重合）分度圆的大小取决于（基圆），节圆的大小取决于（啮合角）。

5．渐开线齿轮传动须满足三个条件为（正确啮合条件、连续传动条件、无侧隙啮合条件）。

6．槽轮机构是将（主动销的连续转动）转换为（槽轮的单向间歇）运动。

7．行星轮系中各轮齿数的确定需要满足的条件为（传动比条件、同心条件、装配条件和邻接条件）。

8．机械产生速度波动的原因是（等效驱动力矩不等于等效阻力矩，使机械的动能发生变化引起的）。

9．机械在稳定运转时期，在一个运动循环周期的始末，驱动功和阻抗功的大小（相等），动能的增量（等于零）。

10．在具有自锁性的机械中，正行程的效率应（大于零）反行程的效率应（小于零）。

二．选择题：

（20分）

1．在移动滚子从动件盘型凸轮机构中，若凸轮实际廓线保持不变，而增大或减小滚子半径，从动件运动规律会（B）。

A）改变；B）不变

2．齿轮渐开线在（B）上的压力角，曲率半径最小。

A）根圆；B）基圆；C）分度圆；D）齿顶圆。

3．速度瞬心是（A）为零的重合点。

A）相对速度；B）绝对速度；C）加速度。

4．要将一个曲柄摇杆机构转化成为双摇杆机构，可将（C）。

A）原机构的曲柄作机架；B）原机构的连杆作机架；

C）原机构的摇杆作机架。

5．渐开线齿轮采用齿条型刀具加工时，刀具向轮坯中心靠近，是采用（B）。

A）正变位；B）负变位；C）零变位。

6．在建立等效动力模型时，等效力（或等效力矩）来代替作用在系统中的所有外力，它是按（A）原则确定的。

A）作功相等B）动能相等

7．为减小机器运转中非周期性速度波动的程度，应在机械系统中安装（C）

A）飞轮；B）变速装置；C）调速器。

8．高副低代的方法是（A）

A）加上一个含有两低副的虚拟构件；

B）加上一个含有一个低副的构件；

C）减去一个构件和两个低副。

9．在机构力分析中，具有惯性力，又有惯性力矩的构件是（C）

A）作平面移动的构件；B）绕通过质心的定轴转动构件；

C）作平面复合运动的构件。

10．图示的四个铰链机构中，图（A）是双曲柄机构。

三．计算下列机构的自由度。

（10分）

四．计算图示轮系的传动比i1H,并确定输出杆H的转向.已知各轮齿数Z1=1（右旋），Z2=40，Z2’=20，Z3=22，Z3’=20，Z4=100。

（10分）

解：

区分轮系2-3-3‘-4-H为行星轮系

1-2为定轴轮系

五．作出图示凸轮机构转过90°时的压力角，及从动件位移量S

六．一对正常齿制的渐开线直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知齿数分别为25和69，模数为3mm。

试求在标准安装位置及中心距增大2mm时，重合度变化多少？

解：

标准安装：

增大中心距2mm后：

增大中心距2mm后，重合度减小

七．用图解法设计一摇杆滑块机构，已知摇杆AB的两位置线AE1和AE2，以及滑块C的两个对应位置C1和C2，试确定摇杆上铰链B的位置，并要求摇杆的长度AB为最短。

（直接在图上作图）

《机械原理试卷参考答案》（№4）

一、填空题（每题3分，共30分）

1．一对渐开线标准直齿圆柱齿轮非标准安装时，节圆和分度圆

八、

《机械原理试卷参考答案》

不重合（或不相等）。

分度圆的大小取决于模数与齿数，节圆的大小取决于实际中心距或啮合角。

2．机器产生速度波动的主要原因是输入功与输入功不相等速度波动的类型有周期性速度波动和非周期速度波动。

3．对心曲柄滑块机构的极位夹角为零所以没有急回特征。

4．从效率的观点出发机器发生自锁的条件是效率小于或等于零。

5．直动从动件盘形凸轮机构的基圆半径减小（其它条件不变）时，压力角会增大。

最终会导致机构自锁。

为使机构有良好的受力状况，压力角应越小越好

6．在平面机构中，若引入一个高副，将引入一个约束，而引入一个低副将引入两个约束。

运动副约束数与相对自由度数的关系是运动副约束等于机构相对自由度数

7．速度瞬心是两构件上相对速度为零的重合点。

当两构件组成移动副时，其瞬心在移动副导路的垂线的无穷远处。

作相对运动的三个构件的瞬心在一条直线上。

8．行星轮系齿数与行星轮数的选择必满足的四个条件是传动比条件、同心条件、装配条件、邻接条件。

9．轮机构是将主动棘爪的行复摆动运动转换成棘轮的间歇转动运动。

10．铰链四杆机构的基本型式有曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种。

二、计算下列机构的自由度。

（10分）

三、在图示四杆机构中AB为主动件，绘出C点的压力角、传动角及死点位置。

（10分）

两位置曲柄与连杆共线时为死点位置。

四、图示万能工具磨床的工作台进机构，转动手轮1通过轮系可使齿轮6转动。

若各轮齿数Z2=Z4=41，Z3=Z5=59，求手轮1转一圈，齿轮6转多少？

转向如何？

（10分）

五、已知一滚子从动件盘形凸轮的部分轮廓η′如图示，滚子中心B0点时为起始位置，试用图解法求滚子中心位于B1点时，对应的凸轮转角θ1，位移S和压力角α。

（10分）

六、四杆机构的两连架杆AB和CD三组对应位置，α1，α2，α3和θ1，θ2，θ3及机架AD和CD的长度如图所示试用图解法设计此机构，求出连架杆AB和连杆BC的长度。

（15分）

七、一齿轮与齿条无侧隙啮合如图示：

已知m=10α=20°，h*d=1,c*=0.25

求：

1）由图量取分度圆半径求齿轮齿数

2）计算基圆半径rb和法向齿距Pn

3）作图求出实际啮合线B2B1，求出一重合度εα

4）在啮合线B2B1上，表示出一对齿啮合区和两对齿啮合区

5）用求共轭点的作法作出两齿廓的实际工作段

（15分）

《机械原理试卷参考答案》

班级：

学号：

姓名：

评分：

二、选择题：

（10分）

1．齿轮的渐开线形状取决于它的（C）直径。

A）齿顶圆；B）分度圆；C）基圆。

2．为保证一对渐开线齿轮可靠地连续传动，重合度应（C）。

A）等于0；B）小于1；C）大于1。

3．基本杆组的自由度应为（C）。

A）-1；B）+1；C）0；

4．为使机构具有急回运动，要求行程速比系数（B）。

A）K=1；B）K>1；C）K<1；

5．对于转速很高的凸轮机构，为了减小冲击，其推杆的运动规律最好采用（C）。

A）等速运动；B）等加等减速运动；C）正弦加速度运动。

6．为了减小机器运转中周期性速度波动的程度，应在机器中安装（B）。

A）调速器；B）飞轮；C）变速装置。

7．用滚刀加工的斜齿圆柱齿轮的标准参数，以（A）为标准值。

A）法面；B）轴面；C）端面。

8．要将一个曲柄摇杆机构转化成双摇杆机构，可以将原机构机架松开，而将原机构的（C）作为机架。

A）曲柄；B）连杆；C）摇杆。

9．渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角（B）。

B）增大；B）不变；C）减小；

10．机械自锁的效率条件是（A）

A）效率小于零；B）效率大于等于1；C）效率为无穷大。

三、填空题：

（每空1分，共20分）

1、渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两轮（模数相等）和（压力角相等）。

2、所谓标准齿轮是指（h*a）（c*）为标准参数，（s和e）相等。

3、一对渐开线标准直齿轮非正确安装时，节圆与分度圆（不重合），分度圆大小取决于（模数和齿数），节圆的大小取决于（中心距）。

4、圆锥齿轮用于传递两轴线（相交）的运动，蜗杆传动用于传递两轴线（交错）的运动。

5、标准直齿轮的基本参数是（Z、m、α、h*a、c*）。

6、周转轮系由（行星轮）、（行星架）、（中心轮）等基本构件组成。

7、机构具有确定的相对运动条件是原动件数（等于）机构的自由度数。

8、机构处于死点位置时，传动角等于（0°），压力角等于（90°）。

9、铰链四杆机构的基本形式有（曲柄摇杆机构）、（双曲柄机构）、（双摇杆机构）。

三．计算下列机构自由度。

（10分）°

四、在图示万能刀具磨床工作台横向微动进给装置中，Z1＝Z2＝19，Z3＝18，Z4＝20，运动经手柄输入，由丝杆传给工作台。

已知丝杆螺距L=5mm，且单头。

试计算手柄转一周时工作台的进给量S。

（12分）

解：

Z1、Z2、Z3、Z4和H组成行星轮系。

、、

五、在图示凸轮机构中，已知偏心圆盘为凸轮实际轮廓，其余如图。

试求：

（μl=0.001m/mm）（12分）

1）基圆半径R；

2）图示位置凸轮机构的压力角α；

3）凸轮由图示位置转90°后，推杆移动距离S。

六、图示为一对互相啮合的渐开线直齿圆柱齿轮。

已知n─n为两齿廓接触点的公法线，试在该图上

⑴标出节点P

⑵画出啮合角α'

⑶画出理论啮合线N1N2

⑷画出实际啮合线B1B2

（5）写出重合度的表达式（12分）

七、设计一曲柄滑块机构，已知滑块两极限位置距离C1C2=40mm，行程速比系数K=1.4，偏距e=20mm，图解出曲柄AB及连杆BC的长度。

（12分）

八、用瞬心法求图示机构中构件3的角速度。

（12分）

《机械原理试卷参考答案》

填空题：

（30分）

1.在曲柄摇杆机构中（曲柄）与（机架）两次共线位置时可能出现最小传动角。

2．铰链四杆机构的基本型式有（曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构）。

3．转动副摩擦中，总反力的作用应与（摩擦圆）相切。

其对轴颈的摩擦力矩的方向与角速度方向（相反）。

4．一对渐开线标准直齿轮非标准安装时，节圆和分度圆不重合，分度圆的大小取决于（基圆），节圆的大小取决于（啮合角或中心距）。

5．渐开线齿轮传动须满足两个条件为（正确啮合条件和连续传动条件）。

6．棘轮机构是将（摇杆往复摆动）转换为（棘轮的单向间歇转动）运动。

7．标准直齿轮的基本参数是（齿数、模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数）

8．机械产生速度波动的原因是（驱动力矩与阻力矩不相等，使机械的动能发生变从而引起的）。

9．机械在稳定运转时期，在一个运动循环周期的始末，驱动功和阻抗功的大小（相等）。

10．在具有自锁性的机械中，正行程的效率应（大于零）反行程的效率应（小于零）。

二．选择题：

（20分）

1．在移动滚子从动件盘型凸轮机构中，若凸轮实际廓线保持不变，而增大或减小滚子半径，从动件运动规律会（B）。

A）改变；B）不变；C）不确定

2．齿轮渐开线在（B）上的压力角，曲率半径最小。

A）根圆；B）基圆；C）分度圆；D）齿顶圆。

3．速度瞬心是（A）为零的重合点。

A）相对速度；B）绝对速度；C）加速度。

4．要将一个曲柄摇杆机构转化成为双摇杆机构，可将（C）。

A）原机构的曲柄作机架；B）原机构的连杆作机架；

C）原机构的摇杆作机架。

5．渐开线齿轮采用齿条型刀具加工时，刀具向轮坯中心靠近，是采用（B）。

A）正变位；B）负变位；C）零变位。

6．为使机构具有急回运动，要求行程速比系数（B）。

A）K=1；B）K>1；C）K<1；

7．为减小机器运转中非周期性速度波动的程度，应在机械系统中安装（C）

A）飞轮；B）变速装置；C）调速器。

8．高副低代的方法是（A）

A）加上一个含有两低副的虚拟构件；

B）加上一个含有一个低副的构件；

C）减去一个构件和两个低副。

9．在机构力分析中，具有惯性力，又有惯性力矩的构件是（C）

A）作平面移动的构件；B）绕通过质心的定轴转动构件；

C）作平面复合运动的构件。

10．图示的四个铰链机构中，图（A）是双曲柄机构。

三．计算下列机构的自由度。

（10分）

四．计算图示轮系的传动比i1H,并确定输出杆H的转向.已知各轮齿数Z1=1（右旋），Z2=40，Z2’=20，Z3=22，Z3’=20，Z4=100。

（10分）

解：

区分轮系为2-3-3’-4-H为行星轮系，1-2为定轴轮系。

五．作出图示凸轮机构转过90°时的压力角，及从动件位移量S。

（8分）

六．一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，已知

，

。

（1）分别计算两轮的分度圆半径、基圆半径、节圆半径、顶圆半径、标准中心距、无侧隙啮合角、分度圆齿距和基圆齿距，并用作图法确定实际啮合线长，由此计算重合度。

（2）若中心距加大，回答下列问题（把不对的划去）

1）节圆半径

（变大，变小，不变）

2）分度圆半径

（变大，变小，不变）

3）啮合角

（变大，变小，不变）

4）传动比

（变大，变小，不变）

5）齿侧间隙（有，没有）

6）节圆压力角（等于，大于，小于）啮合角。

（12分）

七．用图解法设计一摇杆滑块机构，已知摇杆AB的两位置线AE1和AE2，以及滑块C的两个对应位置C1和C2，试确定摇杆上铰链B的位置，并要求摇杆的长度AB为最短。

（直接在图上作图）（10分）

《机械原理试卷参考答案》

一．判断题（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分）

1、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。

（F）

2、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K一定等于一。

（T）

3、在平面机构中，一个高副引入二个约束。

（F）

4、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径，

则压力角将减小（T）

5、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。

（F）

6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。

（T）

7、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。

（T）

8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。

（T