机械原理考试试题

试题1一、选择题（每空2分，共10分）1、平面机构中，从动件的运动规律取决于D。A、从动件的尺寸B、机构构成状况C、原动件运动规律D、原动件运动规律和机构的构成状况2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm，60mm，80mm，100mm，当以30mm的杆为机架时，则该机构为A机构。A、双摇杆B、双曲柄C、曲柄摇杆D、不可以构成四杆机构3、凸轮机构中，当推杆运动规律采纳C时，既无柔性冲击也无刚性冲击。A、一次多项式运动规律B、二次多项式运动规律C、正弦加快运动规律D、余弦加快运动规律4、平面机构的均衡问题中，对“动不均衡”描绘正确的选项是B。A、只需在一个均衡面内增添或出去一个均衡质量即可获取均衡B、动不均衡只有在转子运行的状况下才能表现出来C、静不均衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b与其直径D之比b/D<0.2）D、使动不均衡转子的质心与展转轴心重合可实现均衡5、渐开线齿轮齿廓形状决定于D。A、模数B、分度圆上压力角C、齿数D、前3项二、填空题（每空2分，共20分）1、两构件经过面接触而构成的运动副称为低副。2、作相对运动的三个构件的三个瞬心必在同一条直线上。3、转动副的自锁条件是驱动力臂≤摩擦圆半径。4、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要长处：啮合性能好，重合度大，构造紧凑。5、在周转轮系中，依据其自由度的数量进行分类：若其自由度为2，则称为差动轮系，若其自由度为1，则称其为行星轮系。6、装有行星轮的构件称为行星架（转臂或系杆）。7、棘轮机构的典型构造中的构成有：摇杆、棘爪、棘轮等。三、简答题（15分）1、什么是构件？答：构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不行再分的单位体。2、何谓四杆机构的“死点”？答：当机构运行时，若出现连杆与从动件共线时，此时γ=0，主动件经过连杆作用于从动件上的力将经过其展转中心，进而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不可以运动，机构的这类传动角为零的地点称为死点。3、用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根来源因是什么？防止根切的方法有哪些？答：出现根切现象的原由：刀具的顶线（不计入齿顶比一般齿条超出的一段c*m）超出了被切齿轮的啮合极限点N1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。防止根切的方法：a)减小齿顶高系数ha*b)加大刀具角αc)变位修正四、计算题（45分）1、计算如示机构度，注意CDEGF说明？CDBB

图1所的自由事项应（5*2）AAab图1小题a：此中A、B处各有一个转动副，B处有一个挪动副，C、D处的挪动副记作一个挪动副。即n3,pl4,ph0,p'F'0；所以该机构自由度为：F3n(2plphp')F'33（2400）01小题b：此中A、B、C、G、H处各有一个转动副，F处为复合铰链有两个转动副，B处有一个局部自由度，D、E处的两个挪动副记作一个挪动副。即n7,pl，；所以该机构自由度为：9,ph1,p'0F'1F3n(2plphp')F'37（2910）112、如图

2所示机构中，各尺寸为：

lAB=30mm，lAC=100mm，lBD=50mm，lDE=40mm，曲柄以等角速度ω

1=10rad/s运动，试用图解法求机构在

145

时，点

D

和E的加快度，以及构件

2的角速度和角加快度。（15分）DB21ω13A14E图2图a图b图c解：以μl=0.0025m/mm作机构的地点简图，如图a所示。此机构中构件2和摇块3构成移动副，且构件2作平面一般运动，选C（C2和C3）为重合点，则Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0,ω3=ω2，α3=α2。i.速度剖析vB1lAB100.030.3m/svC2vBvC2BvC3vC2C3方向ABBC//BC大小？0？取μv=0.005m·s-1/mm作上式的速度图（图b），再依据速度影像原理得点d及e。vDvpd0.00545.20.23m/s（沿pd方向）vEvpe0.00534.40.17m/s（沿pe方向）2vbc20.00548.5rad/s（刹时针）lbc0.1232.00加快度剖析aBan2lAB1000.033m/s2B1aCn2B22lBC2.0022aCk2C323vC2C32（方向DE）aC2aBaCn2BaCt2BaC3aCt2C3aCr2C3方向BACBBCBC//BC大小？0？以μa=0.04m·s-2/mm作加快度图（图c），再加快度影像原理得点d’和e’，由图可得：aD''0.0465.142.61/s2（沿''方向）apdmpdaE''0.0471.012.84/s2（沿''方向）apempe2aCt2Ban2'c2'8.41rad/s2（顺时针）lCBlCB0.1233、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。已知z1=18，z2=36，模数m=3，压力角α与齿顶高系数ha*为标准值，试求：（10分）该圆柱齿轮机构的传动比i12两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆上齿厚求两轮的中心距答：该圆柱齿轮机构的传动比z236i122z118两轮的分度圆直径：d1mz131854mmd2mz2336108mm齿顶圆直径：da1(z12ha*)m(1821)363mmda2(z22ha*)m(3621)3117mm齿根圆直径：df1(z12ha*2c*)m(182120.25)346.5mmdf2(z22ha*2c*)m(362120.25)3100.5mm基圆直径：db1d1cos54cos2050.74mmdb2d2cos117cos20109.94mm分度圆上齿厚：m3.143s24.71mm2两轮中心距：ad1d25410881mm224、在图示轮系中，已知：Z1=22，Z3=88，Z3’=Z5。试求传动比i15。（10分）24H答：齿轮1、2、3、H构成行星轮系部分；53’1齿轮3’、4、5构成定轴轮系部分；3此中行星轮系部分的传动比：图3i13H1Hz2z3z3884（1）3Hz1z2z122定轴轮系部分：3'z4z5z51（2）i3'5z3'z4z3'5由图中可知：5H（3）又有：33'（4）由式1、2、3、4联立可得：i159五、设计题（10分）设计一导杆机构，已知机架长度100mm，行程速比系数K=1.5。（要求保存作图轨迹，以及必需的文字说明）解：180(K1)180(1.51)36导杆机构的极位夹角11.51K依据导杆机构的特征知：；此中为导杆的摆角作图步骤：作mDn作mDn的角均分线，在该线上取lDAd100mm（即机架长度）c)过A点作导杆任一极位的垂线AC1（或AC2），其即为曲柄，故adsin(/2)100sin(36/2)30.90mm试题

2一、填空题（每题

2分，共

20分）1、机构拥有确立运动的条件：机构自由度数=机构的原动件数。2、速度影像的相像原理只好应用于同一构件上的各点。3、对心曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则该机构演化为定块机构（或直动导杆机构）

。4、挪动副的自锁条件是：

驱动力作用在挪动副的摩擦角内

。5、凸轮机构推杆的常用运动规律中，

一次多项式

运动规律有刚性冲击。6、渐开线的形状取决于

基圆

的大小。7、直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是：

模数相等

、压力角相等

。8、

有一外槽轮机构，已知槽轮的槽数

z4，转盘上装有一个圆销，则该槽轮机构的运动系数

k=

0.25

。9、展转构件进行动均衡时，应在

两个均衡基面

上加均衡质量。10、当两构件构成兼有滑动和转动的高副时，其瞬心在过接触点高副元素的公法线

处。二、简答题（每题

5分，共

25分）1、简述构件和部件的差别和联系？答：构件：从运动角度讲是不行再分的单位体。部件：从制造角度讲是不行再分的单位体。构件能够由多个部件经过刚性联络获取。2、什么是当量摩擦系数？答：为了计算摩擦力简易，把运动副元素几何形状对运动副的摩擦力的影响要素计入到摩擦系数中，这类转变后的摩擦系数称为当量摩擦系数。3、实现来去挪动或来去摇动的机构有哪些？答：1）连杆机构2）凸轮机构3）螺旋机构4）齿轮齿条机构5）组合机构4、机械的“均衡”与“调速”都能够减少机械中的动载荷，但二者有何实质差别？答：1)机械均衡是经过除去或减小惯性力和惯性力矩来减少机械中的动载荷。2)调速是使机械的运动避开其共振地区，进而减小轴的挠度，获取减少机械中动载荷的目的。5、简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优弊端？答：长处：1）啮合性能好：渐渐啮入，渐渐啮出，传动安稳，噪音小。2）重合度大：降低每对齿轮的载荷，提升承载能力。3）构造紧凑：防止根切的最小齿数小。弊端：运行时有轴向力。三、计算题（共45分）1、绘制缝纫机下针机构简图（草图）。(5分)DC324BA12、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度，并剖析构成此机构的基本杆组及机构级别。(10分)答：见图所示。活动构件n=7；低副pl=10；C所以机构的自由度为DBHF3n(2plphp')F'E37(210100)01AF以AB为原动件：G机构可分解成下列图。Ⅱ级机构HCDEBAⅡ级组FⅡ级组Ⅱ级组机架与原动件G所以该机构为：Ⅱ级机构3、试求机构在图示地点的所有瞬心。(5分)C23BP1223AP1P13答：A点为P13；B点为P12；P23由三心定理求得，见图。4、在图示导杆机构中，BAC90，lAB60mm，lAC120mm，曲柄AB以等角速度130rad/s转动，试用相对运动图解法求构件3的角速度和角加快度。(15分)解：以μl=0.001m/mm作机构的地点简图，如图a所示。A1B2lBClAC2lAB21202602134mma)速度剖析43求vB2CvB2vB11lAB（方向垂直AB转向同ω1）求vB3vB2

vB3

vB2B3方向

AB

BC

//AB大小

1.8

？

?取μv=0.01m·s-1/mm作上式的速度图（图

b）vB3vpb30.8m/s（方向见图）vB2B3vb2b31.6m/s（方向见图）vB30.86rad/s(逆时针)3134103lBC加快度剖析aB2aBn212lAB3020.0654m/s2(方向BA）n2lBC620.1344.8m/s(方向BC)aB33aBk2B323vB2B3261.619.2m/s(方向vB2B3)aB2aB3naBt3aBk2B3aBr2B3方向BABCBCvB2B3//BC大小544.8?19.2？以μa=1m·s-2/mm作加快度图（图c）aBt3ae'b3'129.0829m/s2（方向见图）3aBt329216rad/s2lBC0.1345、图示轮系中，已知：z160,z2z2'z3z420,z5100。试求传动比i41。（10分）答：i15H1Hz2z5201005（1）0Hz1z2'60203H1Hz2z3z420201i14z1z2'z36020（2）4H3

2’21H45由式1、2联立可得：i411.5四、设计题（10分）如下图，设已知破裂机的行程速比系数K=1.2，颚板长度lCD300mm，颚板摆角，曲柄长60mm。试设计该四杆机构。解：作图步骤：由给定的行程速比变化系数K，得曲柄摇杆机构的极位夹角180(K1)180(1.21)16.36K11.21e)作出摇杆两个极限地点CD和CD，使C1DC23512连结C1、C2，并作C1M垂直于C1C2。g)作C1C2N90，N与M订交于P点，由图可见，C1PC216.36。利用余弦定理求AC1（令为x）2lABx2x2lC21C2coslABxx22量得lC1C2180.42mm代入求得连杆的长度：x225.44mmi)以C1为圆心，x为半径作圆，与前述外接圆的交点即为所求的A点。量得机架长：309.43mm试题3一、填空题（每空2分，共20分）1、机构中按给定的运动规律对峙运动的构件称为原动件；而其他活动构件称为从动件。2、转动副的自锁条件是：驱动力作用在摩擦圆内。3、对心曲柄滑块机构，若以曲柄为机架，则该机构演化为导杆机构。4、机构的压力角是指力与速度所夹锐角。5、凸轮机构推杆的常用运动规律中，余弦加快度运动规律有柔性冲击。6、齿轮机构的重合度愈大，表示同时参加啮合的轮齿对数愈多。7、棘轮机构的主要构成构件有：棘轮、棘爪、止动爪等。8、机器速度颠簸的种类有：周期性速度颠簸、非周期性速度颠簸。9、设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象时，则尺寸参数上应采取的举措是：加大基圆半径。10、在曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架两次共线地点时出现最小传动角。二、简答题（每题5分，共25分）1、何谓运动副及运动副元素？答：运动副是指两构件直接接触拥有确立的相对运动关系的一种联络。（书籍）：两个构件直接接触而构成的可动的联接。运动副元素：参加接触的部分。两构件上能够参加接触而构成运动副的表面。2、列举5种能实现连续展转运动的机构。答：1）摩擦传动机构：如带传动、摩擦轮等2）啮合传动机构：如齿轮传动、蜗杆传动、链传动等3）连杆机构：如双曲柄机构、平行四边形机构等。3、简述进行质量代换需要知足的三个条件？动代换和静代换各应知足什么条件？答：质量代换法需知足三个条件：1、代换前后构件的质量不变；2、代换前后构件的质心地点不变；3、代换前后构件对证心轴的转动惯量不变；此中：动代换需要知足前面三个条件；静代换知足前两个条件即可。4、齿轮传动要匀速、安稳地进行，一定知足哪些条件？答：1）对齿廓的要求：齿廓知足定传动比的齿廓啮合基本定律。2）对重合度要求：齿轮啮合的重合度大于1。3）对正确啮合要求：知足正确啮合条件。5、有一滚子推杆盘形凸轮机构，在使用中发现推杆滚子的直径偏小，欲改用较大的滚子，问能否可行？为何？答：不必定。令滚子半径为rr；凸轮理论轮廓线的最小曲率半径为min当：rrmin时：工作廓线出现交错，出现失真现象。这时不行行。当：rrmin时：工作廓线出现尖点，凸轮轮廓在尖点处易磨损而致使失真。这时也不行行。当：rrmin时：这时也不行行。三、计算题（共45分）1、绘制唧筒机构简图（草图）。（5分）BC234D1A2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度；以EG为原动件时剖析构成此机构的基本杆组及机构级别。（10分）答：活动构件n=7；低副pl=10；CDB所以机构的自由度为HEF3n(2plphp')F'AF37(210100)01G以AB为元动件：机构可分解成下列图。为Ⅲ级机构HCDEBFⅡ级组Ⅲ级组机架与原动件GA3、试求机构在图示地点的所有瞬心。（5分）BPP13答：A点为P12；233B点为P23；2P34C点为P；C434D点为P；12ADP2414PP13由三心定理求得为B点，见图。1P14P24由三心定理求得为D点，见图。4、图示铰链四杆机构中，已知lBC50mm,lCD35mm,lAD30mm,AD为机架，（15分）1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求lAB的最大值；C（2）若此机构为双曲柄机构，求lAB的最小值；B（3）若此机构为双摇杆机构，求lAB值的范围；AD解：1）曲柄摇杆机构要求知足“杆长条件”；曲柄为连架杆且最短三个条件。由“杆长条件”知：lABlBClADlCD即：lABlADlCDlBC30355015mm所以lAB的最大值为：15mm2）为双曲柄机构有两种状况：知足“杆长条件”；最短杆为机架；。?知足平行四边形机构条件。（lBClAD清除）当BC为最长杆时：由“杆长条件”知：lADlBClABlCD即：lABlADlBClCD30503545mm当AB为最长杆时：由“杆长条件”知：l