机械原理练习题.docx
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机械原理练习题
《机械原理》练习题
一、判断题（对者画√，错者画×）
1.机构具有确定的运动条件为自由度大于0。
（错）
2.若干个构件由若干运动副连接之后，构件之间总是可以做相对运动的。
（错）
3.在运动副中，高副对构件运动的约束限制要少于低副。
（对）
4.限制两个构件之间相同运动方式的运动副属于虚约束。
（对）
5.连杆机构运动分析，应按照位置分析、速度分析、加速度分析的步骤依次进行。
（对）
6.偏置的摆动导杆机构，曲柄作主动件，其压力角也是恒等于零的。
（错）
7.无偏置的导杆机构，以导杆为被动件时，压力角恒等于零。
（对）
8.偏置的曲柄滑块机构有急回特性。
（对）
9.曲柄为主动件的曲柄滑块机构，滑块的极限位置在曲柄与连杆共线位置。
（对）
10.一般机构的传动角越接近于0︒，对传动的受力越有利。
（错）
11.对于曲柄摇杆机构，当摇杆达到极限位置时，曲柄与机架共线。
（错）
12.被动件为整周旋转的构件机构，一定没有急回特性。
（对）
13.平底接触直动从动件盘形凸轮机构，其压力角一直保持不变。
（对）
14.普通平底直动从动件盘形凸轮机构的压力角恒为零，所以永远不会发生自锁。
（对）
15.凸轮机构中当从动件的加速度存在有限的突变时，称为柔性冲击。
16.凸轮机构中，从动件的运动加速度存在有限突变时，称其为柔性冲击。
（对）
17.插齿加工标准直齿圆柱齿轮，不发生根切的最小齿数也等于17。
（对）
18.用滚齿机加工标准渐开线直齿圆柱齿轮时，不发生根切的最小齿数为17。
（对）
19.用插齿机加工标准直齿圆柱齿轮时，刀具的分度圆与齿坯的分度圆相切。
（对）
20.即便是齿数和模数相同，变位齿轮的基圆也不同于标准齿轮。
（错）
21.斜齿圆柱齿轮的端面模数应取标准模数。
（错）
22.一对标准齿轮的分度圆相切时的中心距称为标准中心距。
（对）
23.平行轴斜齿圆柱齿轮外啮合传动，两齿轮的螺旋角数值相等，旋向相同。
（错）
24.两个相互啮合的直齿圆柱齿轮，必需满足基圆齿距相等。
（对）
25.轮系的自由度均应该为1。
（错）
26.周转轮系中一定含有轴线位置变化的齿轮。
（对）
27.周转轮系转速分析时，应该先将其转化为定轴轮系。
（对）
28.万向联轴节的瞬时传动比恒等于1。
（错）
29.处于运动状态的转动副，约束反力总是和摩擦圆相切。
（对）
30.处于运动状态的高副接触，其约束反力的方向与接触点法向的夹角总是大于摩擦角的。
（错）
31.完全平衡法进行连杆机构平衡后，机构等速运动时不再会有惯性振动激励。
（对）
32.动平衡转子也一定是静平衡转子。
（对）
33.周期性速度波动用飞轮调节后，可以达到匀速转动。
（错）
二、填空
1.两构件之间可运动的连接接触称为（运动副）。
2.不影响机构中其它构件运动的自由度称为（虚约束）。
3.某一转动副符号连接了k个构件，该符号代表了（k-1）个瞬心。
4.平面运动副有转动副、移动副和高副，它们的自由度分别为（1、1、2）。
5.平面低副限制了
（2）个自由度，平面高副限制了
（1）个自由度。
6.由n个构件组成的机构，其速度瞬心的数目是（）。
7.由平面移动副连接的两个构件，其速度瞬心位于（）的无限远处。
8.作平面运动的三个构件，有三个速度瞬心，该三瞬心一定处在（）。
9.含有两个整转副的将铰链四杆机构，以最短杆为（）得到双摇杆机构。
10.能将整周转动运动转变为往复摆动的机构有（）、（）等。
11.无整转副的铰链四杆机构，以最短杆为机架得到（）机构。
12.机构的死点位置处，传动角为（）。
13.铰链四杆机构曲柄存在条件为：
最短杆与最长杆长度之和（）其余两杆长度之和。
14.无偏置的摆动导杆机构，曲柄为原动件，压力角为（），传动角为（）。
15.存在两个整转副的四杆机构，整转副是（最短件）上的转动副。
16.其他条件不变的情况下,增大基圆半径,凸轮机构的压力角会（）。
17.滚子接触的凸轮机构，滚子半径应当（）凸轮廓线上的最小曲率半径。
18.渐开线齿轮保持连续传动的条件为（119页）。
19.渐开线圆柱齿轮的实际中心距增加时，传动比（），重合度（）。
20.渐开线齿轮的加工方法分为（）和（）两类。
21.加工标准直齿圆柱齿轮时，刀具的分度圆与齿轮的分度园（）。
22.用滚齿加工渐开线直齿圆柱齿轮，不发生根切的最小齿数为（）。
23.忽略摩擦时，渐开线圆柱齿轮传动的啮合接触力的方向（）啮合线。
24.变位齿轮的齿厚与随着变位系数的增加而（）。
25.正变位齿轮的分度圆齿厚（增加还是减小），分度圆齿距（）。
26.斜齿圆柱齿轮的法面模数总比端面模数要（）。
27.外啮合的斜齿圆柱齿轮传动，两齿轮的螺旋角应满足（）。
28.斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数有（）关系。
29.直齿锥齿轮的标准模数是（136页）模数。
30.轴线垂直的圆锥齿轮传动，用分锥角表示的传动比公式为（）。
31.圆锥齿轮的当量齿数计算公式为（）。
32.分度圆直径不等于齿数与标准模数乘积的有（）、（）。
33.用滚齿机加工标准直齿圆柱齿轮时，不发生根切的条件是齿轮齿数应（）。
34.在垂直于蜗轮轴线并经过蜗杆轴线的剖面内，（）蜗杆传动相当于普通齿条传动。
35.为了避免槽轮在开始转动时发生冲击，应使圆销在进槽时的瞬时速度方向与槽轮槽口方向（）。
36.一外啮合槽轮机构，槽轮的槽数为6，槽轮停歇时间为1秒，运动时间为2秒，则销轮上圆销的数目应是（）。
37.一外啮合槽轮机构，槽轮的槽数为6，销轮圆销数1，销轮匀速转动1转期间槽轮停歇时间为2秒，则销轮每转1转需要（）秒。
38.槽轮机构在槽轮停歇期间，依靠（）保证槽轮可靠地静止。
39.平面转动副自锁条件为摩擦圆与外力合力的作用线（）。
40.达到动平衡的转子（）静平衡；达到静平衡的转子（ ）动平衡。
41.刚性转子动平衡时，应当选（）个平衡平面。
42.周期性速度波动常用（）调节。
43.发生自锁的机器，它的效率（）。
44.飞轮一般都应装在高速轴上，这样可以（）所需要的飞轮转动惯量，。
45.为了减小飞轮的转动惯量，飞轮应装在（）轴上。
46.反行程发生自锁的机器，反行程的效率（），正行程的效率（）。
三、选择题
1.机构具有确定的相对运动条件为。
（C）
A：
F＞0；B：
F＜0
C：
F＞0且等于主动件数目D:
F＞0且主动件数目等于1
2.i、j、k代表三个构件，下列速度瞬心与构件角速度关系中正确的是（）。
A：
B：
C:
D:
3.构件1和2上，某瞬时重合点A1和A2，加速度合成关系为（）。
A、
B、
C、
D、
4.同一个构件上的A、B两点，加速度的关系应为（）。
C
A、
B、
C、
D、
5.以曲柄为主动件的曲柄摇杆机构，最大压力角出现在（）位置。
A：
曲柄与连杆共线B：
机架与摇杆共线
C：
摇杆两极限位置D：
曲柄与机架共线
6.曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，最小传动角出现在（C）位置
A、曲柄与连杆共线B、摇杆与机架共线
C、曲柄与机架共线D、摇杆与连杆共线
7.曲柄摇杆机构中，如果传动角的最大值大于900,传动角的最小值小于900，压力角的最小值等于（）。
A：
传动角的最大值减去900B：
1800减去传动角的最大值
C：
传动角的最小值D：
B和C二者绝对值的最小值
8.铰链四杆机构分别以两连架杆为主动件和被动件，不存在死点的机构是（C）。
A：
曲柄摇杆机构；B：
双曲柄机构；
C：
双摇杆机构；D：
双摇杆机构和双曲柄机构
9.下列四杆机构中，压力角可能恒为零的机构为（B）。
A、曲柄滑块机构 B、摆动导杆机构
C、双滑块机构D、正弦机构
10.有急回特性的平面连杆机构行程速比系数K（）
A、大于0B、大于1
C、大于0，小于1D、小于1
11.（B）肯定有急回特性。
A:
曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构B:
摆动导杆机构和偏置曲柄滑块机构
C:
曲柄滑块机构D:
凸轮机构
12.存在两个整转副的铰链四杆机构，整转副在（D）上。
A：
曲柄B：
连架杆
C：
最长杆D：
最短杆
13.下面机构中，可能存在急回特性机构的是（C）。
A:
双摇杆机构B:
正弦机构
C:
曲柄滑块机构D:
正切机构
14.以滑块为主动件的曲柄滑块机构，死点位出现置在（A）。
A、曲柄与连杆共线时B、曲柄与连杆垂直时
C、曲柄与滑块运动方向平行时C、曲柄与滑块运动方向垂直时
15.在“最短杆长度+最长杆长度>其余两杆长短之和”条件下，固定最短杆为机架，得到（C）。
A、曲柄摇杆机构B、双曲柄机构
C、双摇杆机构D、无法装配成四杆机构
16.在凸轮机构中，从动件运动规律存在刚性冲击的是（B）。
A、等加速等减速B、等速运动
C、余弦加速度D、摆线运动规律
17.其他条件不变的情况下，加大凸轮基圆半径，凸轮廓线各处的曲率半径（A）。
A：
都增加B：
都减少
C：
都保持不变D：
不同位置增减情况不同
18.在其他条件不变的情况下，凸轮机构加大基圆半径，压力角（B）。
A：
增加；B：
减少；
C：
不变；D：
可能增加或减小；
19.下列凸轮从动件运动规律中，没有刚性和柔性冲击的是（C）
A、等速运动B、等加速等减速
C、正弦加速度D.余弦加速度
20.下列齿轮参数中，变位齿轮与标准齿轮的（C）保持相等。
A.齿顶圆B.齿厚
C.基圆D.齿槽宽
21.下列关于直齿圆柱齿轮正确啮合条件的说法中错误是（D）。
A:
模数相等、压力角相等B:
法向齿距相等
C:
基圆齿距相等D:
压力角等于啮合角
22.变位齿轮传动与标准齿轮传动相比，不变的传动参数是（D）。
A、中心距；B、重合度；
C、啮合角；D、传动比
23.渐开线齿轮发生根切的根本原因是啮合点跨越了（A）。
A：
理论啮合线的端点B：
实际啮合线的端点
C：
节点D：
齿根圆
24.正变位齿轮与标准齿轮相比，齿距（C）。
A、变小B、变大
C、不变D、变化关系不定
25.斜齿圆柱齿轮的法向齿形与（A）的直齿圆柱轮齿形相似。
A：
齿数为Z/cos3β、m=mnB：
齿数为Z/cos2β、m=mn
C：
齿数为Z/cosβ、m=mtD：
齿数为Z、m=mt
26.斜齿圆柱齿轮的当量齿数公式为（）。
A、
B、
C、
D、
27.平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件为（）。
A：
重合度ε>1 B：
mt1=mt2,ɑt1=αt2
C：
m1=m2,α1=α2 D：
mn1=mn2,αn1=αn2,β1=-β2
28.随着齿轮宽度的增加，斜齿圆柱齿轮的重合度（A）。
A:
增加B:
不变
C:
减小D:
不同齿宽增减情况不同
29.直齿圆锥齿轮的标准模数（B）。
A：
小端模数B：
大端模数
C：
平均模数D：
当量模数
30.直齿圆锥齿轮的当量齿数公式为（）
A、
B、
C、
C、
31.在垂直于蜗轮轴线且通过蜗杆轴线的剖面内，相当于普通渐开线齿轮与齿条的啮合的是（D）蜗杆机构。
A、阿基米德B、法向直廓
C、锥面包络D、渐开线
32.蜗杆机构反行程自锁条件是蜗杆（D）。
A：
螺旋角大于摩擦角B：
螺旋角小于摩擦角
C：
蜗杆导程角大于当量摩擦角D：
蜗杆导程角小于当量摩擦角
33.分度圆直径不等于标准模数与齿数乘积的是（C）。
A、直齿圆柱内齿轮B、蜗轮和变位齿轮
C、蜗杆和斜齿圆柱齿轮D、变位齿轮
34.交错轴斜齿轮传动中，齿轮高副接触形式（A）。
A:
为点接触B:
为线接触
C:
为面接触D:
与精度有关
35.下列机构中，压力角可能恒为零的机构是（B）。
A：
圆柱凸轮机构B：
摆动导杆机构
C：
曲柄滑块机构D：
双曲柄机构
36.下列机构中，压力角恒定不变的机构为（D）。
A：
滚子从动件直动盘形凸轮机构 B：
所有的摆动导杆机构
C：
齿轮机构 D：
平底直动盘形凸轮机构
37.一个轮系是不是周转轮系，不能按（C）来判断。
A:
是否含有运动的轴线B:
是否含有行星轮
C:
是否含有系杆C:
自由度是否大于1
38.能够实现运动合成的轮系中，应该包含有（B）
A.行星轮系B.差动轮系
C.混合轮系D.定轴轮系
39.单销外槽轮机构的运动特性系数总（）；单销内槽轮机构的运动特性系数总（C）。
A：
大于0.5；小于0.5B：
大于0.5；大于0.5
C：
小于0.5；大于0.5D：
小于0.5；小于0.5
40.刚性转子满足动平衡的条件为（D）
A、惯性力的合力为0B、惯性力的合力矩为0
C、质径积的矢量和为0D、惯性力的合力与合力矩均为0
41.周期性速度波动一般用（）调节，以减小其速度波动。
A
A、飞轮；B、调速器；
C、加大构件的质量D、换挡调速
42.考虑摩擦时，运动中高副的约束反力方向与接触点法向方向的夹角（B）。
A：
等于0B：
等于摩擦角
C：
大于摩擦角D：
小于摩擦角
43.动平衡的转子，（D）是静平衡；静平衡的转子，（）是动平衡。
A：
不一定；一定B：
一定；一定
C：
不一定；不一定D：
一定；不一定
44.建立机器等效动力学模型时，等效转动惯量或等效质量是按（B）原则确定的。
A:
动量相当B:
动能相当
C:
做功相当D:
功率相当
45.在考虑摩擦时，运动中的转动副上，约束反力的作用线（B）。
A、与转动副相切B、与摩擦圆相切
C、与转动副不相交D、与摩擦圆不相交
46.刚性转子满足动平衡的条件为（）
A.∑Pi=0B.∑mi=0
C、e=0，∑Pi=0D.∑Pi=0、∑mi=0
四、简答题
1、何谓机构自由度？
平面机构的自由度如何计算？
计算自由度要注意哪些事项？
2、简述机构自由度计算中的复合铰链、虚约束、局部自由度的意义和计算时的处理方法。
3、什么是虚约束？
虚约束的类型有哪些？
计算自由度是应当如何处理？
4、请证明速度瞬心的三瞬心定理。
5、设计滚子从动件盘形凸轮机构时，实际轮廓上出现尖点过切的原因是什么？
，将可能出现什么后果？
应如何加以避免尖点过切？
6、为什么不能为了机构紧凑，而任意减小滚子接触盘形凸轮的基圆半径？
7、简述四杆机构的类型及其演化过程。
8、简述齿轮滚齿加工的基本过程和发生根切的条件。
9、什么是斜齿轮的当量齿轮？
斜齿轮的当量齿轮有什么用处？
10、什么是直齿圆锥齿轮的当量齿轮？
当量齿数有哪些用处？
11、为什么一对平行轴斜齿轮传动的重合度比一对直齿轮传动的重合度来得大？
12、简述标准渐开线直齿圆柱齿轮滚切加工的基本过程和产生根切的原因。
13、简述渐开线齿轮能够保证恒定传动比、中心距可分性的原理。
14、简述齿轮插齿加工的切削循环过程和插齿加工的主要优缺点。
15、槽轮机构设计中为了避免刚性冲击，应注意什么问题？
16、什么是移动副的摩擦角？
运动和不运动时移动副的约束反力的主要特征是什么？
。
17、简述转动副摩擦圆的意义。
18、简述建立机器等效动力学模型的等效条件。
五、作图计算题
1.图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。
各相切轮之间作纯滚动。
试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。
2.画出图示油泵机构的运动简图，计算其自由度，并作出所有速度瞬心。
3.在图示摆缸机构中，已知lAB=50mm，lAD=250mm,图示位置Φ1=60°。
AB杆逆时针方向等速转动，转速ω1=300rad/s。
求解方法不限，试完成：
（1）写出机构速度分析的速度矢量合成关系式以及各速度矢量的方向和大小；
（2）写出机构加速度分析的加速度矢量合成关系式以及各加速度矢量的方向和大小。
（提示：
请先将机构简图画作摇块机构或导杆机构）
4.如图所示正切机构,尺寸及瞬时位置如图，且构件1的角速度ω1=6rad/s，角加速度α1=0，请完成：
（1）并标明所有的瞬心。
（2）求构件3的瞬时速度和加速度（提示：
建议先求构件3的位移，然后求1阶和2阶导数求速度和加速度）。
5.已知主动件4的角速度及角加速度，写出求出构件2的角速度及角加速度度矢量方程。
（仅要求列出向量方程，指明各项向量的大小和方向）
6.在题图机构中，已知曲柄AB的等角速度ω1为常数，转向如图所示，用相对运动图解法求构件3的ω3角速度和角加速度ε3。
（仅要求列出向量方程，指明各项的大小和方向）
7.在图试铰链四杆机构中，已知LAB=10mm,LBC=50mm,LCD=30mm。
请完成：
（1）要是机构为曲柄摇杆机构时，LAD的范围；
（2）若LAD=40mm，用作图法求当LAB杆主动件时的摇杆的两个极限位置；（3）若LAD=40mm，用作图法求当LAB杆主动件时的最小传动角γmin。
8.图示用铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。
炉门上两铰链的位置已知，炉门打开后成水平位置时，要求炉门的外边朝上，固定铰链装在xy轴线上，其相互位置的尺寸如图上所示。
试设计此机构。
9.偏置曲柄滑块机构如图所示，e=20mm，lAB=40mm，lBC=100mm。
请完成：
（1）画出滑块的两个极限位置；
（2）准确计算（不要在图上测量）出极位夹角θ和行程速比系数K。
10.试用图解法设计一曲柄摇杆机构，要求满足行程速比系数K=1.2，摇杆长度300mm，摇杆最大摆角范围30°，曲柄与摇杆长度之和为300mm。
试确定曲柄、连杆和机架的长度。
11.某铰链四杆机构ABCD，AD为机架。
已知各杆长度LAB=25mm，LBC=65mm，LCD=55mm，LAD=85mm。
试完成：
（1）该机构为何种类型；
（2）作图求出CD杆的两个极限位置，并在图上标出极位夹角θ；（3）当AB杆件为主动件，CD杆为被动件时，作图求出传动角的最大值和最小值。
12.某铰链四杆机构如图所示，要求机构运动过程中连杆必须经过两个运动位置S1和S2,连杆上铰链中心B和机架上固定铰链中心D已经确定。
试确定机架上的固定铰链中心A和连杆上铰链中心C，并连接各构件构成铰链四杆机构ABCD。
13.设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数K=1.5，滑块的冲程lC1C2=50mm，导路的偏距e=20mm，求曲柄长度lAB和连杆长度lBC。
14.用图解法设计图示用于控制装置的摇杆滑块机构，要求摇杆和滑块满足三组对应位置α1=600时S1=80mm，α2=900时S2=60mm，α3=1200时S3=40mm，偏距e=20。
确定摇杆上转动副的位置以及摇杆和连杆的长度。
15.在图示的偏心为0的凸轮机构上标出理论廓线、基圆半径、最大位移、推程运动角、远休止角、回程运动角、近休止角、图示位置压力角。
（10分）
16.图（a）和图（b）分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件盘形凸轮机构，已知：
R=100mm，OA=20mm，e=10mm，rT=10mm，试用图解法确定；当凸轮自图示位置（从动件最低位置）顺时针方向回转90°时两机构的压力角及从动件的位移值。
（15分）
图（a）图（b）
17.在图示的轮系中，各齿轮齿数分别为Z1=17，Z2=Z2'=17，Z3=51，Z4=52，齿轮1的转速为120r/min。
试求其它个齿轮和转臂H的转速。
18.图示为纺织机中的差动轮系，设已知各齿轮的齿数Z1=30、Z2=25、Z3=Z4=24、Z5=18、Z6=121；齿轮1的转速n1=200r/min，系杆H的转速nH=316r/min，且转向相同。
试求各齿轮的转速，并在图中标出各轮的转动方向。
19.在图示复合轮系中，已知各齿轮齿数Z1=36、Z2=60、Z3=23、Z4=49、Z4'=69、Z5=31、Z6=131、Z7=94、Z8=36、Z9=167，主动齿轮1的转速n1=3000r/min，试求行星架H的转速nH和其它各齿轮的转速。
20.某铣床的转盘行星减速装置如图所示。
已知各齿轮的齿数分别为Z1=Z2=17，Z3=51，试求当手柄转90度，转盘H和齿轮2转过的角度及方向。
21.在图示轮系中，各齿轮的齿数为Z1=20、Z2=40、Z'2=Z3=30、Z4=90，齿轮1的转速n1=300r/min。
求出其它各齿轮和系杆H的转速，并标出转动方向。
22.一对按标准中心距安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知主动轮1作顺时针方向转动，
，中心距
。
请完成：
（1）计算该对齿轮的模数m，各轮的节圆直径；
（2）作图标出理论啮合线
，实际啮合线
，节点P，啮合角
。
（3）在实际啮合线
上，注明单对齿啮合区和双对齿啮合区，并从图中粗略算出重合度
。
23.在图示的凸轮机构中，高副的摩擦角φ=15o，转动副的摩擦圆和高副接触的法线如图中细线所示，凸轮在驱动力矩M1推动下顺时针转动，工作阻力Pr=50N。
请完成：
（1）画出凸轮和从动件的受力图；
（2）图解法运动副反力和平衡力矩M1。
24.图示楔块机构中，已知：
γ=β=60°，Q=1000N，各接触面摩擦系数f=0.15。
如Q为有效阻力，试求所需的驱动力F。
25.图示为一夹紧机构。
设已知夹紧力Q=1KN，楔块斜角α=6o，lBC=100mm，lCD=300mm。
各移动副摩擦系数为f=0.1，忽略转动副摩擦。
请完成：
（1）画出斜块1、2的受力图；
（2）图解法计算驱动力P的大小和各移动副中约束反力的大小。
26.图示为一双滑块机构，已知主动力P=100N，移动副的摩擦角φ=15，转动副的摩擦圆如图中细线圆所示。
忽略惯性力和重力，用图解法求工作阻力Q。
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