机械原理考试题库及答案

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、机构组成情况

C、原动件运动规律

D、原动件运动规律和机构的组成情况

2、一钱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、不能构成四杆机构

3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用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、正弦加速运动规律

D、余弦加速运动规律

4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是B。

A、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡

B、动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来

C、静不平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、使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡

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、两构件通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W摩擦圆半径0

4、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点：

啮合性能好，重合度大，结构紧凑o

5、在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：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。

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6、装有行星轮的构件称为行星架（转臂或系杆）。

7、棘轮机构的典型结构中的组成有：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；从运动角度讲是不可再分的单位体。

2、何谓四杆机构的“死点”？

答：

当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时丫=0,主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过

其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为

死点。

3、用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？

答：

出现根切现象的原因：

刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m）超过了被切齿轮的啮合极限点Ni，则刀具将把

被切齿轮齿根一部分齿廓切去。

避免根切的方法：

a）减小齿顶高系数ha*

b）加大刀具角a

c）变位修正

四、计算题（45分）

1、计算如图1所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2）

a

图1

小题a：

其中A、B处各有一个转动副,B处有一个移动副，C、D处的移动副记作一个移动副。即

机械原理第2页共50页

n=3,pt=4,ph=0,p'=F'-0；所以该机构自由度为：

F=3n-(2p,+ph-p')-F'

=3x3—(2x4+0—0)—0

=1

小题b：

其中A、B、C、G、H处各有一个转动副，F处为复合较链有两个转动副，B处有一个局部自由度，

D、E处的两个移动副记作一个移动副。即九=7,口=9,ph=l,p'=0,F'=l；所以该机构自由

度为：

F=3n-(2p,+ph-p')-F'

=3x7—(2x9+1—0)—1

=1

2、如图2所示机构中，各尺寸为：//iB=30mm,〃c=100mm,ZBD=50mm,/DE=40mm,曲柄以等角速度3

i=10rad/s运动，试用图解法求机构在分尸45°时，点D和E的加速度，以及构件2的角速度和角加速

度。(15分)

图2

智

图a图b图C

解:以Ni=0.0025m/mni作机构的位置简图，如图a所示。此机构中构件2和摇块3组成移动副，且构件2

作平面一般运动，选C(C2和C3)为重合点，则Vc3=\7c4=0,ac3=ac4=0,33=32,a3=a2。

i.速度分析

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vB-C0jZAfi=10x0.03=0.3m/s

VC2二以+VC2B~VC3+VC2C3

方向1ABIBCIIBC

大小4?0?

取uv=0.005m•s-i/mm作上式的速度图（图b）,再根据速度影像原理得点d及e。

vD=[ivpd=0.005x45.2=0.23m/51（沿pd方向）

vE=ixvpe=0.005x34.4=0.17m/（沿pe方向）

0.005x48.5/修口■+“、

（D9=——-=----------=z.OOraa/s（瞬日寸针）

lbc0.123

ii.加速度分析

2

aB==0;=100x0.03=3m/s

*2B=3；/“=2.002x0.123=0.49m/1

2

《2c3-203VC2C3=2x2x0.005x34.5=0.69m/s（方向D今E）

aC2=+aC2B+aC2B=aC3+%2c3+aC2C3

方向B4AC4BIBCIBCHBC

大小vv?0V?

2

以ua=0.04m-s-/mm作加速度图（图c）,再加速度影像原理得点片和e\由图可得：

=口；泡=0.04x65.14=2.61租/J（沿pd方向）

=0.04x71.01=2.84m/52（沿p'e'方向）

ca'”.u„«7c20.04x25.85o..,,22/回"乩、

Q=_C2B_=22=------------------------=8Alrad/s（顺时针）

-lrRlrB0.123

3、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构。已知z/=18,Z2=36,模数加=3,压力角a与齿顶高系数

%为标准值，试求：（10分）

1）该圆柱齿轮机构的传动比小

2）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

3）求两轮的中心距

答：

a）该圆柱齿轮机构的传动比

b）两轮的分度圆直径:

机械原理第4页共50页

dx=mzx=3x18=54mm(Z2==3x36=108mm

齿顶圆直径：

daX=(zj+2h：)m=(18+2x1)x3=63mm

da2=(z2+2h；)m=(36+2xl)x3=117mm

齿根圆直径：

dfl=(zj-2/i*-2c*)m=(18-2x1-2x0.25)x3=46.5mm

df2=(z2-2%-2c)m=(36-2xl-2x0.25)x3=100.5mm

基圆直径：

dbl=nxcos3=54xcos20°=50.74mm

db2=xcos5=117xcos20°=109.94mm

分度圆上齿厚：

Tim3.14x3

=4.71mm

22

c)两轮中心距:

d,+cl,54+108

a=-------=81mm

22

动比足。(分)

4、在图示轮系中，已知：Zi=22,Z3=88,Z3'=Z5o试求传10

答：齿轮1、2、3、H组成行星轮系部分；

齿轮3，、4、5组成定轴轮系部分；

其中行星轮系部分的传动比：

jH_3|-3H=_12/=_包=_应=-4(1)

Z1Z2Zi

一co3-aH22

定轴轮系部分：

几=%—咨=一&=一1(2)

①5Z3N4Zy

由图中可知：

35=3”⑶

又有：

co3=co3,(4)

由式1、2、3、4联立可得：

%5=9

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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=1.5o（要求保留作图轨迹，以及必要的文

字说明）

解：

导杆机构的极位夹角。==＞（KF==XI-］）=36。

K+11.5+1

根据导杆机构的特性知：0=（p；其中cp为导杆的摆角

作图步骤：

a）作NmDn=（p=0

b）作/相。〃的角平分线，在该线上取/»a=d=100w〃（即机架长度）

c）过A点作导杆任一极位的垂线ACi（或AC2）,其即为曲柄，故

a=dsin（（p/2）=100xsin（36/2）=30.90mm

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一、填空题(每题2分，共20分)

1、机构具有确定运动的条件：机构自由度数=机构的原动件数。

2、速度影像的相似原理只能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、移动副的自锁条件是：驱动力作用在移动副的摩擦角内o

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z=4,转盘上装有一个圆销，则该槽轮机构的运动系数k=

0.25

9、回转构件进行动平衡时，应在两个平衡基面上加平衡质量。

10、当两构件组成兼有滑动和滚动的高副时，其瞬心在

______________过接触点高副元素的公法线________________________________处。

二、简答题(每小题5分，共25分)

1、简述构件和零件的区别和联系？

答：

a)构件：从运动角度讲是不可再分的单位体。

b)零件：从制造角度讲是不可再分的单位体。

c)构件可以由多个零件通过刚性联结获得。

2、什么是当量摩擦系数？

答：为了计算摩擦力简便，把运动副元素几何形状对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种

转化后的摩擦系数称为当量摩擦系数。

3、实现往复移动或往复摆动的机构有哪些？

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“平衡”与“调速”都可以减轻机械中的动载荷，但两者有何本质区别？

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答：1）机械平衡是通过消除或减小惯性力和惯性力矩来减轻机械中的动载荷。

2）调速是使机械的运动避开其共振区域，从而减小轴的挠度，获得减轻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缺点？

答：优点：

（1）啮合性能好：逐渐啮入，逐渐啮出，传动平稳，噪音小。

（2）重合度大：降低每对齿轮的载荷，提高承载能力。

（3）结构紧凑：避免根切的最小齿数小。

缺点：运转时有轴向力。

三、计算题（共45分）

1、绘制缝纫机下针机构简图（草图）。（5分）

2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度,并分析组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；

所以机构的自由度为

F=3n-Qpi+ph-p'）-F'=

3x7-（2xl0+lx0-0）-0=l

以AB为原动件：

机构可分解成下图。n级机构

因此该机构为：n级机构

3、试求机构在图示位置的全部瞬心。（5分）

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，ABAC=90°,lAB=60mm,lAC=120mm,曲柄AB以等角速度3130rad/s

转动，试用相对运动图解法求构件3的角速度和角加速度。（15分）

解：以Ui=0.001m/mm作机构的位置简图，如图a所示。

靠=22

BC[c+/V120+60«134mm

a）速度分析

求%

=30x0.06—1.8/71/s（方向垂直AB转向同31）

求以3

VB2=VB3+VB2B3

方向LABIBCIIAB

大小1.8?9

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取Uv=0.01m・s-i/mm作上式的速度图（图b）

vB3=iivpb3=0.01x80.36«0.8m/s（方向见图）

vB2B3=@vb2b3=0.01x161.07«1.6m/s（方向见图）

（逆时针）

co3=-21=------------Tx6rad/s

lBC134义10-3

a）加速度分析

2

aB2=a%?=S'AB=3（）2x0.06=54m/s（方向BA）

2

%3=3；xlBC=6x0.134x4.8m/s（方向BfC）

（方向±

*2B3=2CO3VB2B3=2x6x1.6=19.2m/svB2fi3）

kr

aB2=“B3+“53+aB2B3+aB2B3

方向BAB4c1BCVB2B3HBC

大小544.8?19.2?

2C）

以ya=lm-s-/mm作加速度图（图

43=^ae^3=lx29.08«29m/s2（方向见图）

29

二216rad/s2

0.134

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，=

5、图示轮系中，已知：Zj=6O,Z2=Z2z3=z4=20,=100o试求传动比i4i。（10分）

答:

g①x_z2z5_20x100_5

O-coH4Z2'60x203

_Z2Z3Z4_20x20_1

2]4—1——―■————

-3Hz1z2'z360x203

由式1、2联立可得：

Z41=-1.5

四、设计题（10分）

如图所示，设已知破碎机的行程速比系数K=1.2,颗板长度/⑦=300加w,颗板摆角e=35。，曲柄

e）作出摇杆两个极限位置CD和C2D,使/Ci。。？=35°

f）连接Ci、C2,并作CiM垂直于C1C2。

g）作NGGN=90°-。=90°-16.36。=73.64。，N与M相交于P点，由图可见，

NCg=0=16.36°»L7

h）利用余弦定理求ACi（令为x）

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(2xlAB+x)+x—1C1C2

COS0=

2(2xlAB+x)x

量得，cic2=180A2mm

代入求得连杆的长度：x=225.44mm

i）以Ci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。

j）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立运动的构件称为原动件；而其余活动构件称为_______丛

动件。

2、转动副的自锁条件是：驱动力作用在摩擦圆内o

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o

5、凸轮机构推杆的常用运动规律中，余弦加速度运动规律有柔性冲击。

6、齿轮机构的重合度愈大，表明同时参加啮合的轮齿对数愈多。

7、棘轮机构的主要组成构件有：棘轮、棘爪、止动爪等。

8、机器速度波动的类型有：周期性速度波动、非周期性速度波动。

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措施是：

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位置时出现最小传动角。

二、简答题（每小题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具有确定的相对运动关系的一种联结。

（书本）：两个构件直接接触而组成的可动的联接。

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。

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2、列举5种能实现连续回转运动的机构。

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满足的三个条件？动代换和静代换各应满足什么条件？

答：

质量代换法需满足三个条件：

1、代换前后构件的质量不变；

2、代换前后构件的质心位置不变；

3、代换前后构件对质心轴的转动惯量不变；

其中：动代换需要满足前面三个条件；静代换满足前两个条件便可。

4、齿轮传动要匀速、平稳地进行，必须满足哪些条件？

答：

1）对齿廓的要求：齿廓满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：满足正确啮合条件。

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，问是否可行？

为什么？

答：不一定。

令滚子半径为弓；凸轮理论轮廓线的最小曲率半径为pmin

当：乙〉Pmin时：工作廓线出现交叉，出现失真现象。这时不可行。

当：Pmin时：工作廓线出现尖点，凸轮轮廓在尖点处易磨损而导致失真。这时也不可行。

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当：0<Pmin时：这时也不可行。

三、计算题（共45分）

1、绘制唧筒机构简图（草图）。（5分）

B—C

2、图示为一内燃机的机构简图，试计算其自由度;以EG为原动件时分析组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p活10；

所以机构的自由度为

<

/\E>与正卜•

F=3n-（2pl+ph-p'）-F'=

3x7-（2xl0+lx0-0）-0=l

以AB为元动件：

机构可分解成下图。为III级机构

尸-厂-----------显**H

—­—1-yG—•L-•-

II级组

/III级组机架与原动件&G

A%P13

P23

3、试求机构在图示位置的全部瞬心。（5\

分）

机械原M多K14页共50户"乙代4

\A__^DP24

1虫194

//////////

答：A点为P12；

B点为P23；

C点为P34；

D点为P14；

P13由三心定理求得为B点，见图。

P24由三心定理求得为D点，见图。

4、图示较链四杆机构中，已知为机架，（15分）

（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求/巧的最大值;

（2）若此机构为双曲柄机构，求/回的最小值;

（3）若此机构为双摇杆机构，求乙8值的范围；

解：1）曲柄摇杆机构要求满足“杆长条件”；曲柄为连架杆且最短三个

条件。

由“杆长条件”知：lAB+lBC<lAD+lCD

AR

即'：IAD<IAUn+lCr.nU—IDRCr.=30+35—50=15irnri

所以"B的最大值为：15mm

2）为双曲柄机构有两种情况:

>满足“杆长条件”；最短杆为机架；。

>满足平行四边形机构条件。（••・lBC/lADA排除）

当BC为最长杆时:

由“杆长条件"知：lAD+/^C<+ICD

ARADOTTZ

即'：IAD2IALJ+DC~lCcLrf)=30+50—35—45

当AB为最长杆时：

由“杆长条件"知:lAD+lABlBC+lCD

ARR「AD

即'：IAD-IDC+lCrUn—IAL）=5。+35—30=55/run

所以的最小值为：45mm

3）为摇杆机构有两种情况：

>满足“杆长条件”；BC为最短杆（lBC>lCD：.排除）1.

>不满足“杆长条件”

当AD为最短杆时：

要求：lAD+lBC>lAB+lCD；lAB<50得：45<lAB<50

当AB为最长杆时：

要求：+lAB>lAD+lCD；lAB<30得：15<lAB<30

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5、在图示的车床变速箱中，移动三联齿轮a使齿轮3,和4,啮合。又移动双联齿轮b使齿轮5,和6,啮合。

已知各轮的齿数为芍=42,72=58*3,=38,q'=42,q'=50*6,=48,电动机的转速〃1=1445r/min,

求带轮转速的大小和方向。（10分）

解:

=«L=_=_58x42x48士与卬

〃6'出《&'42x38x50

电动机

4=J^Lffi-983r/min

II

16,-1.47J,“J/

四、设计题（10分）

试设计一校链四杆机构。已知其摇杆CD的长度lCD=75加加，行程速度变化系数K=1.5,机架AD

的长度乙。=100相机。5=45°是摇杆CD的一个极限位置与机架AD间较小的一个夹角。试用图解法求

曲柄的长度/秒和连杆的长度，BC。

解：

作图步骤:

极位夹角e=180XK-1)=18—)=36。

k)

K+11.5+1

1)作AD=100mm

m)作线段DCi，使NG/M=45°

n)作线段AC2,使/。忸。2=36。

o)量得ACi=70,84mm;AC2=169.46mm

P)曲柄和连杆的长度/AB、/BC为

AC,-AC.169.46-70.84

=——：-----L=--------------=49.31mm

AB22

AC.+AC.169.46+70.84

=----------=--------------=120.15mm

BC22

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2023年机械原理自测题（一）

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、在较链四杆机构中，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）

9、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。（F）

10、在较链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。（F）

二、填空题。（10分）

1、机器周期性速度波动采用（飞轮）调节，非周期性速度波

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动采用（调速器）调节。

2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（0）所以（没有）急回

特性。

3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度大于或

等于1）o

4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过

极限啮合点N1）0

5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（大），故三角螺纹多应用（

联接），矩形螺纹多用于（传递运动和动力）。

三、选择题（10分）

1、齿轮渐开线在（）上的压力角最小。

A）齿根圆；B）齿顶圆；C）分度圆；D）基圆。

2、静平衡的转子（①）是动平衡的。动平衡的转子（②）是静平衡

的。

①A）一定；B）不一定；C）一定不。

②A）一定；B）不一定：C）一定不。

3、满足正确啮合传动的一对直齿圆柱齿轮，当传动比不等于一时，他们的渐开

线齿形是（

A）相同的；B）不相同的。

4、对于转速很高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用

（）的运动规律。

A）等速运动；B）等加等减速运动；C）摆线运动。

5、机械自锁的效率条件是（）0

A）效率为无穷大：B）效率大于等于1；C）效率小于零。

四、计算作图题：（共60分）

注：凡图解题均需简明写出作图步骤，直接卷上作图，保留所有作图线。

1、计算下列机构的自由度。（10分）

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F=3X8-2X11=2F=3X8-2X11—1=1

2、在图4-2所示机构中，AB=AC,用瞬心法说明当构件1以等角速度转动时,

构件3与机架夹角中为多大时，构件3的33与31相等。

（10分）

.._耳3舄4

但3耳3耳4?.C01=03时尸13尸34=K3K4

当W90°时，P13趋于无穷远处,

在图4-3所示凸轮机构中，已知偏心圆盘为凸轮实际轮廓，其余如图。

试求：（u1=0.001m/mm）（10分）

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1）基圆半径R；

2）图示位置凸轮机构的压力角a；

3）凸轮由图示位置转90°后，推杆移动距离S。

4、已知图4-4所示车床尾架套筒的微动进给机构中Zl=Z2=Z4=16Z3

=48,丝杆的螺距t=4mm。慢速给时齿轮1和齿轮2啮合；快速退回时

齿轮1插入内齿轮4。求慢速进给过程中和快速退回过程中手轮回转一周时，套

筒移动的距离各为多少？（10分）

图4-4

解：慢进时：1-2-3-H为行星轮系

i1H=1-诣=1—（—包）=1+%=4

zl16

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=—=—S-n„L--x4-1mm

44移动距离〃4

快进时：1、4为一整体。"H="4=%=1

S=n„LlL=lx4=4mm

5、设计一较链四杆机构，已知其摇杆CD的行程速比系数K=l,摇杆长CD=50

mm,摇杆极限位置与机架AD所成的角度61=30°,62=90°如图4-5所

示。求曲柄AB、连杆BC和机架AD的长度。(10分)

(0=180°(K-l)/(K+1))

6、图4-6所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a'

⑶画出理论啮合线N1N2

⑷画出实际啮合线BlB2

⑸在轮2齿廓上标出与轮1齿廓上A1点相啮合的A2点。

(10分)

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机械原理自测题（二）

机械原理考试试题

一、（共18分）是非判断题（对的填T,错的填F）每小题一分

1.平面运动副按其接触特性，可分成转动副与高副；（F）。

2平面四杆机构中，是否存在死点，取决于机架是否与连杆共线。（F）

3一个K大于1的较链四杆机构与K=1的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组

合而成的机构的行程变化系数K大于1。（T）

4.与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是可实现各种预期的运动规律。（T）

5.渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与齿距的比值。（F）

6.渐开线直齿圆柱齿轮与齿条啮合时，其啮合角恒等于齿顶圆上的压力角。（F）

7.斜齿圆柱齿轮的标准模数和标准压力角在法面上。（T）

8、曲柄滑块机构中，当曲柄与机架处于两次互相垂直位置之一时，出现最小传

动角。（T）

9.平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构中，其压力角等于零。（T）

10.一对渐开线圆柱齿轮传动，其分度圆总是相切并作纯滚动，（F）

11.一对平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮传动的正确啮合条件为摸数、压力角、螺

旋角大小相等。（F）

12机械零件和机构是组成机械系统的基本要素。（F）

13机电一体化系统由动力系统、传感系统、控制系统三个要素组成。（F）

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14机械设计有开发性设计、适应性设计、变型设计三类不同的设计。（T）

15运动系数t反映了在一个运动循环中，槽轮的运动时间在一个间歇周期中所

占的比例。（T）

16在齿轮运转时，其中至少有一个齿轮的几何轴线绕另一齿轮的几何轴线运动

的齿轮系称为复合齿轮系。（F）

17采用不同的功能原理，能实现机器的同一使用要求或工艺要求。（T）

18表达机械各执行机构（构件）在一个运动环中各动作的协调配合关系的简单

明确图，称为机械运动循环图。（T）

二、（6分）试计算下列运动链的自由度数.（若有复合较链，局部自由度或虚约束,

必须明确指出），打箭头的为原动件，判断该运动链是否成为机构.

解：n=6；p5=8,p4=l；F=l,（3分）

H处虚约束；D处局部自由度。（2分）运动确定（1分）

三、（16分）已知如图所示的平面四杆机构，各构件的长度LAB=15mm,LBC=60mm,

LDC=30mm,LAD=50mm,试判断：

1.该机构为那种基本机构类型。

2.若构件LAB为原动件，此机构是否存在急回。

3.该机构在何种条件下会出现死点，画出机构死点发生的位置。

解:

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1.因为15+60<30+50且连架杆为最短杆，故为曲柄摇杆机构（6分）

2.存在急回（5分）

3.在DC杆为主动件时会出现死点，位置在AB与BC杆两次共线处。（5分）

四、（15分）如图所示的（a）（b）两图均为实际轮廓为圆的偏心凸轮机构，

1.画出图（a）的基圆半径广和图示位置时的位移S

2.画出（a）（b）两图图示位置时的压力角a,

3.分别指出（a）（b）两图凸轮机构的理论轮廓是圆还是非圆，其两凸轮机构的

运动规律是否相同？

解：1（5分）2（5分）

3（a）图凸轮机构理论轮廓是圆，（b）图凸轮机构理论轮廓是非圆，运动规律不

相同。（5分）

五、（共25分）

1（15分）如图所示的轮系,已知各轮齿数分别为：：Zi=20,Z2=14,Z3=13,Z4=20O

Z5=16,Z6=32,模数m=2mm,压力角a=20"

1.试分别求出齿轮的分度圆直径&、d2>d3>d4>d5>d6,,

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2.为使各齿轮加工时不产生根切。试确定这三队齿轮Z1与Z2,Z3与Z”Z5与Z6

的传动类型。

3.按不产生根切的最小变位系数公式，求出Z3与方的变位系数X3,、X4、基圆直

径九、九和齿顶圆直径孔、db2o

解：

1.4=40mm,d2=28mm、d3=26mm、d4=40mm

d5=32mm、d6=64mm（4分）

2.轮1、2采用等移距变位齿轮传动，3、4采用正传动（5分）

3.最小变位系数17-14/17=0.176

dai=43.684mm、da2=28.352mm；d『37.852mm、df2=21.148mm（6分）

2.（10分）已知斜齿轮传动齿数乙二20,Z2=40,模数%=8丽，压力角a=20°,中

心距a=250mm,试求其

1.螺旋角B

2.齿顶圆直径dal,42

3.不产生会根切的最少齿数

解：

1.螺旋角8=16.26（4分）

2.齿顶圆直径d片182.667mm,九二349.39mm,（4分）2

3.不产生根切的最少齿数Zmin=15（2分）

六、（15分）在图示的轮系中，已知各轮齿数为,Z2=ZS=40,Z4=100,

Z5=Z6=Z7=30,试求传动比ii7。。

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解

Z1.Z2为定轴轮系Z5Z6Z7为定轴轮系（5分）

Z2，z3z4z5,（H）为周转轮系（7分）

分别列方程联立求解得。7=12（3分）

七.（5分）

利用四杆机构的功能，将连杆机构作为驱动件，去掉废旧自行车的链条，将废

旧自行车改装成能在宿舍里锻炼身体的小装置，试画出构思的机构简图，并说

出连杆机构的类型和主动件构件的名称

解：曲柄摇杆机构、（3分）摇杆为主动件。（2分）

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2007年《机械原理》考试题与解答

一、单项选择题（共18分，每小题2分）

1、B_是构成机械的最小单元，也是制造机械时的最小单元。

A.机器B.零件C.构件D.机构。

2、曲柄摇杆机构的死点发生在—C—位置。

A.主动杆与摇杆共线B.主动杆与机架共线

C.从动杆与连杆共线D.从动杆与机架共线

3、偏心轮机构是由较链四杆机构—A演化而来的。

A.扩大转动副B.取不同的构件为机架

C.化转动副为移动副D.化低副为高副

4、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

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B

A.加大B.不变C.减小D.不能确定

5、用齿条型刀具加工C1n=20°、，ha*n=l、8=30。的斜齿圆柱齿轮时不产生根切

的最少数是B—O

A.17B.14C.12D.18

6、基本周转轮系是由C构成。

A.行星轮和中心轮B.行星轮、惰轮和中心轮

C.行星轮、行星架和中心轮D.行星轮、惰轮和行星架

7、机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间_B产生相对运动。

A.可以B.不能C.不一定能

8、钱链四杆机构存在曲柄的必要条件是最短杆与最长杆长度之和小于或等于其

他两杆之和，而充分条件是取A为机架。

A.最短杆或最短杆相邻边B.最长杆；C.最短杆的对边。

9、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

10、两渐开线齿轮的齿形相同，则A

A.它们的模数一定相等B.它们一定满足正确啮合条件

C.它们的基圆的压力角一定相等

11、在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，齿廓接触处所受的法向作用力方向

____C

A.不断变化B.不能确定C.保持不变

二、判断题(正确的填“T"，错误填"F”，共10分，每小题1分)

1、机构的自由度就是构件的自由度。(F)

2、一切自由度不为1的机构，其各构件之间都不可能具有确定的相对运动。

(T)

3、偏心轮机构是由曲柄摇杆机构演化而来的。(T)

4、在四杆机构中，取最长杆作为机架，则可得到双摇杆机构。(T)

5、在曲柄摇杆机构中，空回行程比工作行程的速度要慢。(F)

6、在转动副和移动副中都存在复合较链。