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机械原理模拟试卷(一)一、选择题(每题2分，共20分)1. 两个运动构件间相对瞬心的绝对速度 。（ 均为零 不相等 不为零且相等 ）2. 机构具有确定运动的条件是原动件数目等于 的数目。（ 从动件 机构自由度 运动副 ）3. 若标准齿轮与正变位齿轮的参数m，Z，ha* 均相同，则后者比前者的：齿根高 ，分度圆直径 ，分度圆齿厚 ，周节 。（ 增大 减小 不变 ）4. 在高速凸轮机构中，为减少冲击与振动，从动件运动规律最好选用 运动规律。（ 等速 等加等减速 余弦加速度 正弦加速度 ）5. 静平衡的转子 是动平衡的；动平衡的转子 是静平衡的。（ 一定 不一定 一定不 ）6. 机械系统在考虑摩擦的情况下，克服相同生产阻力时，其实际驱动力P与理想驱动力P0的关系是：P P0。（ 小于 等于 大于 大于等于）7. 差动轮系是指自由度 。（ 为1的周转轮系 为2的定轴轮系 为2的周转轮系）8. 设计标准齿轮时，若发现重合度小于1，则修改设计时应 。（ 加大模数 增加齿数 加大中心距 ）9. 曲柄滑块机构若存在死点时，其主动件必须是 ，在此位置 与共线 。（ 曲柄 连杆 滑块 ）10. 周转轮系的传动比计算应用了转化机构的概念。对应周转轮系的转化机构乃是 。（ 定轴轮系 行星轮系 混合轮系 差动轮系 ）二、简答题（每题5分，共25分）1. 计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。FCHGAD双联凸轮(同一构件)HAz8z6z7z3z2z4z5z1ByxweOB比例尺l = 2mm/mm2530HDjAO1C示意图BADO240P10021LMr0Mj2pp/4200800120120r3r1r2aaam3m3m2m2am1m1w154321EB1题图Q2P132题图2. 图示楔块机构，已知：P为驱动力，Q为生产阻力，f为各接触平面间的滑动摩擦系数，试作：(1) 摩擦角的计算公式j= ；(2) 在图中画出楔块2的两个摩擦面上所受到的全反力R12, R32两个矢量。3. 试在图上标出铰链四杆机构图示位置压力角a和传动角。14DCBA3213题图题4图Q2Q1r2Or1X4题图4. 如图所示，薄壁上有不平衡重Q1=10N、Q2=20N，所在半径分别为：r1=200mm，r2=100mm。试求：1) 在r =100mm半径的圆上，应加配重Q=？2) 配重Q的方位与OX轴之间的夹角a=？5. 试标注出在图示位置时机构中瞬心P12、P23、P14、P34、P24的位置。4213三、设计一曲柄摇杆机构。已知LAD=75mm，LCD=60mm，当曲柄转角=150时摇杆处于右极限位置，要求机构行程速比系数K=1.18182。 (10分)a b c d e fM30307010090MdMr四题图ABCD三题图四、图示为某机组在一个稳定运转循环内等效驱动力矩Md和等效阻力矩Mr的变化曲线，并已在图中写出它们之间包围面积所表示的功值(Nd)。(10分)1. 试确定最大赢亏功Wmax；BA2. 若等效构件平均角速度wm=50rad/s，运转速度不均匀系数=0.1，试求等效构件的wmin及wmax的值及发生的位置。五、试在图示的偏心圆凸轮机构中表示出： (10分)1. 凸轮的基圆半径、升距h；2. 凸轮由图示位置转过90时的机构压力角；3. 凸轮由图示位置转过90时，推杆的位移增量。六、一对直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i12=2，齿轮的基本参数：m=4mm，a=20， h*a=1.0 。 (13分)1. 按标准中心距a=120mm安装时，求： 齿数z1 、z2； 啮合角a； 节圆直径d1、d2； 2. 若取齿数z1 =15、z2=30，中心距a=92mm，试作： 求避免根切的小齿轮的最小变位系数xmin1； 求传动啮合角a； 说明属于何种变位传动。七、图示轮系中，已知各轮齿数：z1=1，z2=40，z2=24，z3=72，z3=18，z4=114。(12分)1. 该轮系属于何种轮系？2. 计算传动比i1H，并在图中标出系杆H的转向。H23右旋蜗杆12431机械原理模拟试卷(一)一、填空题1. ； 2. ； 3. ，； 4. ； 5. ，；6. ； 7. ； 8. 9. ； ， ； 10. 二、简答题 Q2P13R12R322题解图1. 解：机构自由度为：F = 3n-2pl-ph =36 - 28 1= 1 在C处有复合铰链，在H处有局部自由度。 2. 解：(1) = arctgf；14DCBA321a(2) 如图所示。3. 解：如图所示。a3题解图4. 解：因为：Q1r1=2000Nmm，Q2r2=2000Nmm；1) 所以： Qr = (Q1r1)2+ (Q1r1) 2即在r=100mm半径的圆上，应加配重Q = 28.28N。2) = -45。213P12P23P34P14P245. 解 如图所示。4三、解：选取绘图比例尺mL=0.002m/mm。其中： q =180(K-1)/(K+1) = 15按已知条件作出固定铰链点A和D；按j=150过A点作射线交由D点为圆心，以LCD为半径的C点所在圆（有两个交点，即两组解），图中为C2点； 作AC1，使C2AC1为q( =15)，得到C1点。因为：DC2A2j=150C1B1B2LAC2 = (LAB+ LBC)/2LAC1 = (LBC- LAB)/2LAC2= AC2mL ，LAC1= AC1mL而所以有：LAB =97mm，LBC =15mm。四、解：(1) 作功变化图如右图所示。有Wmax =130(Nd)3090Wmax1007030(2) 因为：wm = (wmax+wmin)/2；= (wmax - wmin)/ wm所以：wmax =102.5 rad/s，wmin =97.5 rad/swmax出现在处b，wmin出现在e处。BAr0has基圆偏置圆理论廓线五、解：如图所示。六、解： 1. 因为：i12= 2 = z2/ z1，a = m( z2+ z1)/2=120，而m=4所以：z1= 20，z2= 40； 又因为是按标准中心距安装，所以有a= a= 20, d1= d1= m z1 = 80mm，d2= d2= m z2=160mm。2. xmin1= (z min- z1)/ z min =(17-15)/17=0.118 因为：acosa=acosa，所以：a=arc( acosa/ a)，即a=23.18； 该传动为正传动。七、解：1. 该轮系是由齿轮1和2组成的定轴轮系加上由齿轮2,3,3,4和系杆H组成的周转轮系而形成的混合轮系。2. 因为：i1H=i12i2H而：i12= Z2 / Z1= 40H23右旋蜗杆12431wHw2i2H = 1- iH24= 1-(-1)( Z3 Z4)/( Z2 Z3)= 1+19=20所以：i1H= 800。系杆H的转向如图所示。机械原理模拟试卷(二)一、填空题 (共20分，每题2分)1. 若忽略摩擦，一对渐开线齿廓啮合时，齿廓间作用力沿着 方向。( 齿廓公切线 节圆公切线 中心线 基圆内公切线 )2. 具有相同理论廓线，只有滚子半径不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律 ，凸轮的实际廓线 。( 相同 不同 不一定 )3. 刚性转子动平衡的力学条件是 。( 惯性力系的主矢为零 惯性力系的主矩为零 惯性力系的主矢、主矩均为零 )4. 机械在周期变速稳定运转阶段，一个循环内的驱动功Wd 阻抗功Wr。( 大于 等于 小于 不一定 )5. 从机械效率的观点看，机构发生自锁是由于 。( 驱动力太小 生产阻力太大 效率小于零 摩擦力太大 )6. 差动轮系是指自由度 。( 为2的周转轮系 为2的定轴轮系 为1的周转轮系 )7. 渐开线齿轮传动的轴承磨损后，中心距变大，这时传动比将 。( 增大 减小 不变 )8. 三心定理意指作平面运动的三个构件之间共有 瞬心，它们位于 。9. 在平面中，不受约束的构件自由度等于 ，两构件组成移动副后的相对自由度等于 。10. 在曲柄滑块机构中，以滑块为主动件、曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于共线时称机构处于 位置，而此时机构的传动角为 度。二、完成下列各题(共20分，每题5分)1. 试计算图示机构的自由度(写出计算公式，指出复合铰链、局部自由度和虚约束)。Q122题图DEJIABCFGH1题图2. 图示轴颈与轴承组成的转动副，轴颈等速运转，已知：为摩擦圆半径，Q为作用于轴颈上的外载荷。 (1) 写出轴颈所受总反力R12的大小，并在图中画出其方向；(2) 写出驱动力矩Md的表达式，并在图中画出方向。3. 图示为等效构件在一个稳定运转循环内的等效驱动力矩Md与等效阻力矩Mr的变化曲线，图中各部分面积的值代表功的值W(Nd)。 100120152025MdMrMabcdef(1) 试确定最大盈亏功Wmax； (2) 若等效构件平均角速度m= 50rad/s，运转速度不均匀系数=0.1，试求等效构件的min及max的值及发生的位置。411234. 在图示摆动导杆机构中，设已知构件1的角速度1顺时针转动及各构件尺寸。试求： (1) 构件1、3的相对瞬心；(2) 构件3的角速度3； 三、图示薄盘钢制凸轮，已知重量为8N，重心S与回转轴心0点之距e=2mm，凸轮厚度=10mm，钢的重度=7.810-5 N/m3，拟在R=30mm的圆周上钻三个半径相同的孔(位置如图所示)使凸轮轴平衡，试求所钻孔的直径d。 (10分)eSR6060d0四、图示曲柄摇杆机构运动简图，所用比例尺l = 1mm/mm。试作： (12分)(1) 画出摇杆在两个极限位置时的机构位置图，并标出摇杆CD的摆角；(2) 标出极位夹角；(3) 计算行程速比系数K； (4) 将该机构进行修改设计：保持LAB、LBC、K不变，使摆角=2q，试用图解法求摇杆长度LCD及机架长度LAD。C比例尺l=0.001m/mmDAB五、在图示凸轮机构中，已知凸轮以角速度逆时针方向转动，令凸轮的基圆半径以r0表示，行程以h表示，偏心距以e表示，压力角以表示，推杆位移以s表示，凸轮的推程运动角以0表示，回程运动角以0表示，远休止角以s表示，近休止角以s表示，a为实际廓线推程起始点，b为实际廓线推程终止点，c为实际廓线回程起始点，d为实际廓线回程终止点。试作图表示：O1O2a示意图bcrbdoae(12 分)(1) 凸轮的基圆并标注其基圆半径r0；(2) 推杆的行程h；(3) 当前位置时的压力角a和位移s；(4) 凸轮的偏心距e。六、在图示中，有一对正常齿标准外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动，已知中心距a = 100mm，传动比i12=1.5，压力角a=20。(13 分)(1) 试求模数m和齿数z1、z2。要求： 模数m不小于3，且按第一系列(,3,4,5,6,)选择； 小齿轮齿数z1按不根切情况下齿数最少选择。HH1Z4Z3Z1Z2Z3Z4Z1Z5(2) 分别计算两齿轮的ra、r、rb、rf ，并将计算结果在图中标注出来；直接在试题纸上的图中作出理论啮合线和实际啮合线，并标注出来。七、在图示轮系中，已知各齿轮齿数分别为z1=18、z1=24、z2=23、z3=22、z3=24、z4=60、z4=80、z5=28及1=120rad/s。试求： (13 分)(1) 分析此轮系的组成；(2) 该轮系传动比i1H；(3) 行星轮的角速度5。 机械原理模拟试卷(二)题解 一、填空题 1. ，2. 、 ，3. ，4. ，5. ，6. ，7. ，8. 三个， 同一直线上；9. 3， 1； 10. 死点，0。二、完成下列各题3. 解F=3n-2Pl-Ph=3*8-2*11-1=1 在C处存在复合铰链；在F处有局部自由度；在J或I处有虚约束。wQ12R12Md4. 解(1) R12 =-Q，方向如图所示； (2) Md =Q*r，方向如图所示； 3. 解 100120152025Wmax(1) 依据图中值，可求得Wmax=125Nm； (2) 因为：m=( wmax + wmin )/2d = ( wmax - wmin )/ wm所以： wmin =47.5 r/min，wmax =52.5 r/minwmin出现在e处，wmax出现在b处。41123P13P14P344. 解(1) P13如图所示； (2)3 =1*P14P13/ P34P13三、解此凸轮属于静平衡，凸轮不平衡重径积为Qe=8e，而每个钻孔的重径积为-QR=-(pd2/4)drR，依据静平衡条件，并在y轴上投影，得d=20.9mm。四、解(1) 如图所示，两极限位置分别为AB1C1D和AB2C2D，摇杆CD的摆角；(2) 如图所示极位夹角q，且q=14； (3) K=(180+q)/( 180-q)=1.17； 比例尺ml=0.001m/mmDABCB1B2C2C1qqqD(4) 在摆角=2q时，作图如图示，求得LCD=85.5mm，LAD=110mmbcrbdoahSae五、解(1)，(2)，(3)和(4)的解如图所示。O1O2rb1rb2N2N1ra2ra1B1B2r2r1rf2rf1六、解因为 a=