机械原理各章练习题

机构的结构分析 1 1 选择题 选择题 每题后给出了若干个供选择的答案 其中只有一个是正确的 请 选出正确答案 1 一种相同的机构 组成不同的机器 A A 可以 B B 不能 C C 与构件尺寸有关 2 机构中的构件是由一个或多个零件所组成 这些零件间 产生任何相 对运动 A A 可以 B B 不能 C C 变速转动或变速移动 3 有两个平面机构的自由度都等于 1 现用一个带有两铰链的运动构件将它 们串成一个平面机构 则其自由度等于 A A 0 B B 1 C C 2 4 原动件的自由度应为 A A 1 B B 1 C C 0 5 基本杆组的自由度应为 A A 1 B B 1 C C 0 6 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机构 其 从动件的运动规律 A A 相同 B B 不相同 7 滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应 凸轮理论廓线外凸部分的最小 曲率半径 A A 大于 B B 小于 8 直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 A A 永远等于 0 度 B B 等于常数 C C 随凸轮转角而变化 9 设计一直动从动件盘形凸轮 当凸轮转速及从动件运动规律 V V S 不变时 若最大压力角由 40 度减小到 20 度时 则凸轮尺寸会 A A 增大 B B 减小 C C 不变 10 凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生 冲击 A A 刚性 B B 柔性 C C 无刚性也无柔性 2 2 正误判断题 正误判断题 1 机器中独立运动的单元体 称为零件 2 具有局部自由度和虚约束的机构 在计算机构的自由度时 应当首先除去局 部自由度和虚约束 3 机构中的虚约束 如果制造 安装精度不够时 会成为真约束 4 任何具有确定运动的机构中 除机架 原动件及其相连的运动副以外的从动 件系 统的自由度都等于零 5 六个构件组成同一回转轴线的转动副 则该处共有三个转动副 6 当机构的自由度 F 0 且等于原动件数 则该机构即具有确定的相对运动 7 运动链要成为机构 必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度 8 在平面机构中一个高副引入二个约束 9 平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度 瞬时速度和瞬时加 速度必需完全相同 10 任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成 的 试题参考答案 试题参考答案 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选择题ABBBCABBAB 判断题误正正正误正误误正正 平面连杆机构 1 1 选择题 选择题 每题后给出了若干个供选择的答案 其中只有一个是正确的 请 选出正确答案 1 当四杆机构处于死点位置时 机构的压力角 A A 为 0 B B 为 90 C C 与构件尺寸有关 2 四杆机构的急回特性是针对主动件作 而言的 A A 等速转动 B B 等速移动 C C 变速转动或变速移动 3 铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时 则 机构中 A A 一定有曲柄存在 B B 一定无曲柄存在 C C 是否有曲柄存在还要看机 架是哪一个构件 4 对于双摇杆机构 最短构件与最长构件长度之和 大于其它两构件 长度之和 A A 一定 B B 不一定 C C 一定不 5 如果铰链四杆运动链中有两个构件长度相等且均为最短 若另外两个构件 长度也相等 则当两最短构件相邻时 有 整转副 A A 两个 B B 三个 C C 四个 6 对于 I 型曲柄摇杆机构 摇杆慢行程摆动方向与曲柄转向 A A 相同 B B 相反 7 对于 II 型曲柄摇杆机构 最小传动角出现在曲柄与机架 共线位置 A A 重叠 B B 拉直 8 曲柄摇杆机构 存在急回特性 A A 一定 B B 不一定 C C 一定不 9 平面四杆机构所含移动副的个数最多为 A A 一个 B B 两个 C C 基圆半径太小 10 平行四杆机构工作时 其传动角 A A 是变化值 B B 始终保持 90 度 C C 始终是 0 度 2 2 正误判断题 正误判断题 1 双摇杆机构一定存在整转副 2 曲柄摇杆机构的极位夹角一定大于零 3 平面四杆机构的压力角大小不仅与机构中主 从动件的选取有关 而且还随 构 尺寸及机构所处位置的不同而变化 4 对于双摇杆机构 最短构件与最长构件长度之和一定大于其余两构件长度之 和 5 摆动导杆机构一定存在急回特性 6 如果铰链四杆机构运动链中有两个构件长度相等且均为最短 若另外两个构 件长度也相等 则当两最短构件相对时 有三个整转副 7 具有急回特性的四杆机构只有曲柄摇杆机构 偏置曲柄滑块机构和摆动导杆 机构 8 II 型曲柄摇杆机构的摇杆慢行程摆动方向一定与曲柄转向相反 9 I 型曲柄摇杆机构的最小传动角一定出现在曲柄与机架重叠共线位置 10 四杆机构处于死点位置时 机构的传动角一定为零 试题参考答案 试题参考答案 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选择题 BABBBABBBA 判断题误误正误正误正正正正 凸轮机构 1 1 选择题 选择题 每题后给出了若干个供选择的答案 其中只有一个是正确的 请 选出正确答案 1 设计偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构时 若推程和回程位移线图对称 则合理设计的凸轮轮廓曲线中 推程廓线比回程廓线 A A 较长 B B 较短 C C 两者对称相等 2 若从动件的运动规律选择为等速运动规律 等加速等减速运动规律 简谐运 动规律或正弦加速度运动规律 当把凸轮转速提高一倍时 从动件的速度是原 来的 倍 A A 1 B B 2 C C 4 3 若从动件的运动规律选择为等加速等减速运动规律 简谐运动规律或正弦加 速度运动规律 当把凸轮转速提高一倍时 从动件的加速度是原来的 倍 A A 1 B B 2 C C 4 4 对于转速较高的凸轮机构 为了减小冲击和振动 从动件运动规律最好采用 运动规律 A A 等速 B B 等加速等减速 C C 正弦加速度 5 当凸轮基圆半径相同时 采用适当的偏置式从动件可以 凸轮机构推 程的压力角 A A 减小 B B 增加 C C 保持原来 6 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机构 其 从动件的运动规律 A A 相同 B B 不相同 7 滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应 凸轮理论廓线外凸部分的最小 曲率半径 A A 大于 B B 小于 8 直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角 A A 永远等于 0 度 B B 等于常数 C C 随凸轮转角而变化 9 设计一直动从动件盘形凸轮 当凸轮转速及从动件运动规律 V V S 不变时 若最大压力角由 40 度减小到 20 度时 则凸轮尺寸会 A A 增大 B B 减小 C C 不变 10 凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生 冲击 A A 刚性 B B 柔性 C C 无刚性也无柔性 2 2 正误判断题 正误判断题 1 偏置直动尖顶从动件盘形凸轮机构中 其推程运动角等于凸轮对应推程廓 线所对中心 角 其回程运动角等于凸轮对应回程廓线所对中心角 2 在直动从动件盘形凸轮机构中进行合理的偏置 是为了同时减小推程压力 角和回程压力角 3 直动平底从动件盘形凸轮机构工作中 其压力角始终不变 4 当凸轮机构的压力角的最大值超过许用值时 就必然出现自琐现象 5 凸轮机构中 滚子从动件使用最多 因为它是三种从动件中的最基本形式 6 滚子从动件盘形凸轮机构中 基圆半径和压力角应在 凸轮的实际廓线上来度 量 7 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 因此 只要将理论廓线上各点的向径减去滚子半径 便可得到实际轮廓曲线上相应点 的向径 8 从动件按等加速等减速运动规律运动时 推程的始点 中点及终点存在柔性 冲击 因此 这种运动规律只适用于中速重载的凸轮机构中 9 在凸轮理论廓线一定的条件下 从动件上的滚子半径越大 则凸轮机构的压 力角越小 10 为实现从动件的某种运动规律而设计一对心直动尖顶从动件凸轮机构 当 该凸轮制造完后 若改为直动滚子从动件代替原来的直动尖顶从动件 仍能实现 原来的运动规律 试题参考答案 试题参考答案 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选择题 ABCCAABBAB 判断题误误正误误误误误误误 齿轮机构 1 1 选择题 选择题 每题后给出了若干个供选择的答案 其中只有一个是正确的 请 选出正确答案 1 已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮 齿数 25 齿顶高系数为 1 顶圆直径 135 mm 则其模数大小应为 A A 2 mm B B 4 mm C C 5 mm 2 一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮必须满足 A A 齿形相同 B B 模数相等 齿厚等于齿槽宽 C C 模数相等 压力角 相等 3 渐开线直齿圆柱外齿轮顶圆压力角 分度圆压力角 A A 大于 B B 小于 C C 等于 4 渐开线直齿圆柱标准齿轮是指 的齿轮 A A 分度圆上模数和压力角为标准值 B B 节圆等于分度圆 C C 分度圆上齿厚等于齿槽宽 而且模数 压力角以及齿顶高与模数之比 齿根高 与模数之比均为标准值 5 一 对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于 A A 两分度圆 B B 两节圆 C C 两基圆 6 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机构 其 从动件的运动规律 A A 相同 B B 不相同 7 渐开线齿轮的齿廓离基圆越远 渐开线压力角就 A A 越大 B B 越小 8 为保证一对渐开线齿轮可靠地连续定传动比传动 应使实际啮合线长度 基节 A A 大于 B B 等于 C C 小于 9 一对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 A A 相交的 B B 相切的 C C 分离的 10 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 A A 加大 B B 不变 C C 减小 2 2 正误判断题 正误判断题 1 一对外啮合的直齿圆柱标准齿轮 小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大 2 一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是基圆齿距相等 3 一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮 其啮合角一定为 20 度 4 一对直齿圆柱齿轮啮合传动 模数越大 重合度也越大 5 一对相互啮合的直齿圆柱齿轮的安装中心距加大时 其分度圆压力角也随之 加大 6 标准直齿圆柱齿轮传动的实际中心距恒等于标准中心距 7 渐开线直齿圆柱齿轮同一基圆的两同向渐开线为等距线 8 一个渐开线圆柱外齿轮 当基圆大于齿根圆时 基圆以内部分的齿廓曲线 都不是渐开线 9 对于单个齿轮来说 节圆半径就等于分度圆半径 10 根据渐开线性质 基圆之内没有渐开线 所以渐开线齿轮的齿根圆必须设 计比基圆大些 试题参考答案 试题参考答案 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选择题 CCACBAAABB 判断题误正误误误误正正误误 机械速度波动调节及平衡 选择题 选择题 每题后给出了若干个供选择的答案 其中只有一个是正确的 请选 出正确答案 1 有三个机械系统 它们主轴的最大角速度和最小角速度分别是 1 1025 转 秒 975 转 秒 2 512 5 转 秒 487 5 转 秒 3 525 转 秒 475 转 秒 其中 运转最不均匀的是 A A 1 B B 2 C C 3 2 在最大盈亏和机器运转速度不均匀系数不变前提下 将飞轮安装轴的转速提 高一倍 则飞轮的转动惯量将等于原飞轮转动惯量的 A A 2 B B 1 2 C C 1 4 3 设机器的等效转动惯量为常数 其等效驱动力矩和等效阻抗力矩的变化如图 示 可判断该机器的运转情况应是 A A 匀速稳定运转 B B 变速稳定运转 C C 加速过程 4 如果不改变机器主轴的平均角速度 也不改变等效驱动力矩和等效阻抗力矩 的变化规律 拟将机器运转速度不均匀系数从 0 10 降到 0 01 则飞轮的转动 惯量将近似等于原飞轮转动惯量的 A A 10 B B 100 C C 1 10 5 在机械稳定运转的一个运动循环中 应有 A A 惯性力和重力所作之功均为零 B B 惯性力作功为零 重力作之功不为零 C C 惯性力和重力所作之功均不为零 6 机器运转出现周期性速度波动的原因是 A A 在等效转动惯量为常数时 各 瞬时驱动功率和阻抗功率不相等 但 其平均值相等 且有公共周期 B B 机器中存在往复运动构件 惯性力难以平衡 7 机器中安装飞轮的一个原因是为了 A A 消除速度波动 B B 减小速度波动 8 为了减轻飞轮的重量 飞轮最好安装在 上 A A 等效构件上 B B 转速较低的轴上 C C 转速较高的轴上 9 将作用于机器中所有驱动力 阻力 惯性力 重力都转化到等效构件上 求 得的等效力矩和机构动态静力分析中求得的在等效构件上的平衡力矩 两者的 关系应是 A A 数值相同 方向一致 B B 数值相同 方向相反 C C 数值不同 方向一致 10 机械平衡研究的内容是 A A 驱动力与阻力间的平衡 B B 各构件作用力间的平衡 C C 惯性力系间的平衡 2 2 正误判断题 正误判断题 1 为了使机器稳定运转 机器中必须安装飞轮 2 机器中安装飞轮后 可使机器运转时的速度波动完全消除 3 为了减轻飞轮的重量 最好将飞轮安装在转速较高的轴上 4 机器稳定运转的含义是指原动件 机器主轴 作等速转动 5 机器作稳定运转 必须在每一瞬时驱动功率等于阻抗功率 6 作往复运动或平面复合运动的构件可以采用附加平衡质量的方法使它的惯性 力在构件内部得到平衡 7 若机构中存在作往复运动或平面复合运动的构件 则不论如何调整质量分布 仍不可能消除运动副中的动压力 8 绕定轴摆动且质心与摆动轴线不重合的构件 可在其上加减平衡质量来达到 惯性力系平衡的目的 9 设计形体不对称的回转构件 虽已进行精确的平衡计算 但在制造过程中仍 需 安排平衡校正工序 10 不论刚性回转体上有多少个平衡质量 也不论它们如何分布 只需要在任 意选定两个平面内 分别适当地加平衡质量即可达到动平衡 试题参考答案 试题参考答案 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选择 题 CCBABABCBC 判断 题 误误正误误误正正正正 机械原理复习题 一 填空题 1 用来表明机构中各个构件间的 关系的简单图形称为机构运 动简图 2 若不考虑其他因素 单从减轻飞轮的重量考虑 飞轮应装在 轴上 3 机器运转的速度波动程度用不均匀系数来表示 其值是速度最大波动量与 之比 不均匀系数 越大表明其速度波动程度 4 周期性速度波动的调节一般用 而非周期性速度波动的调节一般 用 5 在四杆机构中 能实现急回运动的机构有 和 6 在曲柄摇杆机构中 以曲柄为原动件时 出现在曲柄与机 架共线位置 7 在中间平面内 蜗轮与蜗杆的啮合就相当于 和 的啮 合 8 在推杆常用的三角函数运动规律中 运动规律既不会产生 柔性冲击 也不会产生刚性冲击 9 增大基圆半径 凸轮机构的压力角 10 正变位直齿圆柱齿轮与标准直齿轮相比 其齿厚将会 11 可以通过改变斜齿轮的螺旋角来改变其传动 12 斜齿轮不发生根切的最少齿数较直齿轮 13 利用 轮系可实现运动的合成或分解 14 以曲柄为原动件时 曲柄滑块机构中 出现在曲柄与导路 垂直位置 15 具有自锁性的蜗杆传动 只能由 作主动件 16 局部自由度虽不影响机构的运动 却减小了 所以机构中常出 现局部自由度 17 机器中每一个独立的运动单元体称为 18 机器的 性速度波动可以用飞轮来调节 性速度波动 必须用调速器来调节 19 把具有等效 其上作用有等效 的绕固定轴转动 的等效构件 称为原机械系统的等效动力学模型 20 在推杆常用的多项式运动规律中 运动规律既不会产生柔 性冲击 也不会产生刚性冲击 21 由 有限值的突变引起的冲击称为柔性冲击 22 减小基圆半径 凸轮机构的 增大 23 在曲柄滑块机构中 滑块的 位置出现在曲柄与连杆共线位置 24 在曲柄摇杆机构中 若以摇杆为原动件 则曲柄与连杆共线位置是 位置 25 的大小决定了渐开线的形状 26 负变位直齿圆柱齿轮与标准直齿轮相比 其齿厚将会 27 圆锥齿轮用来传递 两轴之间的运动和动力的传递 28 重合度大于 1 是齿轮的 条件 29 渐开线标准直齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件是 30 用范成法加工齿轮 当刀具齿顶线超过啮合极限点时 将会发生 现象 31 机器中每一个制造单元体称为 32 机器是在外力作用下运转的 当外力作功表现为 时 机器处在 增速阶段 当外力作功表现为 时 机器处在减速阶段 33 在机器中安装飞轮能在一定程度上 机器的周期性速度波动量 34 对于机器运转的周期性速度波动 一个周期内驱动力与阻力 是 相同的 35 在推杆常用的运动规律中 运动规律会产生刚性冲击 36 由 有限值的突变引起的冲击称为刚性冲击 37 增大基圆半径 凸轮廓线曲率半径 38 的大小决定了渐开线的形状 39 齿轮变位不仅可以消除 而且可以改变齿轮传动的 40 斜齿轮传动的主要缺点是有轴向力 可采用 齿轮来克服这 一缺点 41 蜗杆传动用于 两轴之间的运动和动力的传递 42 在曲柄摇杆机构中 当 为主动件 且 与 两次共线时 则机构出现死点位置 43 行星轮系中必须有一个 是固定不动的 44 轮系的自由度为 2 45 实现两轴间的多种速比传动 用 是较方便的 二 如图示机构 试 1 计算自由度 若有复合铰链 局部自由度和虚约束 需明确指出 2 高副低代 3 分析机构的基本杆组并确定机构级别 三 已知一对外啮合直齿圆柱标准齿轮传动 模数 压力角 4mmm 20 标准中心距 传动比 1 试求两轮的齿数 1 a h 90mma 12 1 5i 12 zz 2 试求两轮的分度圆半径 齿顶圆半径 3 按比例作图 画 12 rr a1a2 rr 出这对齿轮的齿顶圆 实际啮合线段和理论啮合线段 4 从图上 12 B B 12 N N 量取所需的尺寸计算重合度 四 一偏置直动尖项从动件盘形凸轮机构如图所示 已知凸轮为一偏心圆盘 圆盘半径R 30mm 几何中心为A 回转中心为 O 从动件偏距 OD e 10mm OA 10mm 凸轮以等角速度 逆时针方向转动 当凸轮在图示位置 即 AD CD时 试求 1 凸轮的基圆半径 r0 2 图示位置的凸轮机构压力角 3 图示位置的凸轮转角 4 图示位 置的从动件 2 的位移s 5 速度瞬心 P12 的位置 并用它写出求解 BC 杆速度的表达 式 2 1 3 五 1 设计一曲柄滑块机构 已知曲柄长度LAB 15mm 偏距e 10mm 要求 最小传动角 1 试确定连杆长度LBC 2 画出滑块的极限位置 min 60 3 标出极位夹角及行程H 4 从图上量取所需的数值计算行程速比系数 K 2 现需设计一铰链四杆机构ABCD 已知摇杆CD 的长度lCD 150 mm 摇杆 的两极限位置与机架AD 所成的角度 1 30 2 90 机构的行程速比 系数K 1 用作图法画出该铰链四杆机构 写出简单作图步骤 并计算其 余三杆的长度 小数点后保留 2 位 六 如图示斜面机构 已知 f 滑块 1 2 与导槽 3 相互之间摩擦系数 滑块 1 的倾斜角 F 驱动力 铅重方向 Q 工作阻力 沿水平方向 设不计两滑块质量 试对该机构反行程进行受力分析并确定其自锁条件 七 1 在图示的轮系中 已知各轮齿数为 z1 20 z2 40 z2 15 z3 45 z4 30 z5 20 试求传动比i15 并说明轴 1 与 轴 5 的转向关系 导路B A e 2 在图示轮系中 已知各轮齿数 z1 40 z2 z3 100 z4 z5 30 z6 20 z7 80 齿轮 1 转速 nA 1000r min 方向 如图 求 B 轴转速的大小 并在图上用箭头标示各轮和 B 轴的转动方向 10 分 3 如图所示的轮系中 各齿轮的参数为 蜗杆 蜗轮 20 1 z40 2 z20 2 z60 4 z1 5 z25 6 z 转向如图所示 求蜗轮 6 转速的大小及方向 10 分 min 1000 1 rn 6 n 2 1 6 5 4 3 2 O1O5 H 1 填空题答案 1 相对运动 2 高速 3 平均速度 越大 4 飞轮 调速器 5 曲柄摇杆机构 偏置曲柄滑块机构 导杆机构 6 最小传动角 7 齿轮 齿条 8 正玄函数 9 减小 10 增大 11 中心距 12 小 13 差动 14 最大压力角 最小传动角 15 蜗杆 16 摩擦与磨损 17 构件 18 周期性 非周期性 19 转动惯量 力矩 20 五次多项式 21 加速度 22 压力角 23 极限 24 死点 25 基圆 26 减小 27 相交 28 连续传动 29 两齿轮的模数与压力角分别相等 30 根切 31 零件 32 盈功 亏功 33 减小 34 做功 35 等速运动 一次多项式 36 速度 37 增大 38 基圆 39 根切 中心距 40 人字 41 交错 42 摇杆 曲柄 连杆 43 中心轮 太阳轮 44 差动 45 定轴轮系 二 解 1 F 处复合铰链 B 处局部自由度 自由度为 3 9 2 12 1 0 1 13 2 lh FnPPPF 2 高副低代 3 基本杆组分析如下 该机构为 级机构 三 12 分 解 O C D F E G8 3 45 6 7 O B 9 10 1 2 级杆组 级杆组 级杆组 N1 N2 解得 12 2 1 m a zz 90 2 1 z i1 5 z 1 2 z18 z27 11 22 a11a a22a z 24 18 236mm z 24 27 254mm 2 h36 1 440mm h54 1 458mm rm rm rrm rrm 3 按比例作出这对齿轮的齿顶圆 实际啮合线段 12 B B 和理论啮合线段如图所示 12 N N 4 由图量得 12 B B 法向齿距 b cos4cos2011 81mmpm 重合度 12 b B B p 四 12 分 解 1 0 OA30 1020mmrR 2 tg 3 4 mm 5 213 12 P P10 mm s l 五 12 分 解 AD BD 20 3020 0 894181 22 cos OD OB 0 0 10 20 0 560 sRADOBOD 22 0 2 0 2 5 04 1 由得最大压力角 min 60 max 30 连杆长度 LBC为 BCAB sin 15 10 sin3050mmLLe 4 180 180 K 2 解 1 作铰链四杆机构简图如图所示 2 分 2 作图步骤 2 分 利用 180 K 1 K 1 计算出 0 则 A 必在 C1C2的连线上 选取适当的 l 0 001 m mm 任选取一点 D 过 D 点作 C2D 与水平线垂直 C1D 与水平线的夹角为 30 并且使 DC2 DC1 150mm 如图所示 连接 C1C2 使其与水平线相交 交点即为固定铰链 A 以 A 为圆心 以 AC2 AC1 2 为半径画圆 延长 AC2 交圆于点 B1和 B2 则铰链四杆机构