11月机械原理考试模拟题(含参考答案)

11月机械原理考试模拟题(含参考答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.平面机构中，一个高副引入的约束为（）。A.1个B.2个C.3个D.0个答案：A。解析：平面机构中，高副是点或线接触，引入1个约束，保留2个自由度。2.机构具有确定运动的条件是（）。A.自由度大于零B.自由度大于零且自由度数等于原动件数C.自由度大于零且自由度数大于原动件数D.自由度小于零答案：B。解析：机构具有确定运动的条件是自由度大于零且自由度数等于原动件数，这样才能保证机构按照预期的方式运动。3.渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，当中心距略有变动时，（）。A.传动比不变，啮合角不变B.传动比改变，啮合角改变C.传动比不变，啮合角改变D.传动比改变，啮合角不变答案：C。解析：渐开线齿轮传动的传动比只取决于两齿轮的齿数比，与中心距无关；当中心距变动时，啮合角会发生改变。4.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是（）。A.两齿轮的模数和齿宽分别相等B.两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等C.两齿轮的模数和压力角分别相等D.两齿轮的分度圆直径相等答案：C。解析：一对渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是模数和压力角分别相等，这样才能保证轮齿的正确啮合。5.在凸轮机构中，从动件作等加速等减速运动规律时，产生（）。A.刚性冲击B.柔性冲击C.无冲击D.不确定答案：B。解析：从动件作等加速等减速运动规律时，加速度有突变，但不是无穷大，会产生柔性冲击。6.铰链四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和，则为了获得曲柄摇杆机构，其机架应取（）。A.最短杆B.最短杆的相邻杆C.最短杆的相对杆D.最长杆答案：B。解析：根据铰链四杆机构的曲柄存在条件，当最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和时，取最短杆的相邻杆为机架，可得到曲柄摇杆机构。7.带传动正常工作时不能保证准确的传动比，是因为（）。A.带的材料不符合虎克定律B.带容易变形和磨损C.带在带轮上打滑D.带的弹性滑动答案：D。解析：带传动中，由于带的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动，弹性滑动使带传动不能保证准确的传动比。8.为了减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在（）。A.低速轴上B.高速轴上C.中间轴上D.任意轴上答案：B。解析：根据飞轮转动惯量的计算公式，在满足相同调速要求的情况下，安装在高速轴上所需的飞轮转动惯量较小，可减轻飞轮重量。9.机械平衡的目的主要是（）。A.使机械设备工作稳定B.使构件在运动中所产生的不平衡惯性力和惯性力矩达到平衡C.提高机械效率D.降低机械噪音答案：B。解析：机械平衡的目的是使构件在运动中所产生的不平衡惯性力和惯性力矩达到平衡，以减小机械振动和噪声，提高机械的工作性能和寿命。10.在蜗杆传动中，通常的传动形式是（）。A.蜗杆主动，蜗轮从动B.蜗轮主动，蜗杆从动C.两者都可以D.不确定答案：A。解析：在蜗杆传动中，通常是蜗杆主动，蜗轮从动，因为蜗杆的螺旋升角较小，具有自锁性，一般情况下蜗轮很难带动蜗杆转动。二、填空题（每题2分，共20分）1.平面机构的自由度计算公式为$F=$______。答案：$3n2P_{L}P_{H}$，其中$n$为活动构件数，$P_{L}$为低副数，$P_{H}$为高副数。2.渐开线齿轮的齿廓形状取决于______。答案：基圆大小。基圆半径越大，渐开线越趋于平直；基圆半径越小，渐开线越弯曲。3.凸轮机构中，按从动件的端部形状可分为______、______和______三种类型。答案：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件。这三种不同端部形状的从动件具有不同的特点和适用场合。4.铰链四杆机构的基本类型有______、______和______。答案：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构。它们的区别在于各杆的长度关系和运动特性不同。5.带传动的主要失效形式是______和______。答案：打滑、疲劳破坏。当带传动的工作载荷超过带与带轮间的最大摩擦力时会发生打滑；带在交变应力作用下会产生疲劳破坏。6.齿轮传动的失效形式主要有______、______、______、______和______。答案：轮齿折断、齿面磨损、齿面胶合、齿面疲劳点蚀、塑性变形。不同的失效形式与齿轮的工作条件、材料、制造工艺等因素有关。7.机械运转的三个阶段是______、______和______。答案：启动阶段、稳定运转阶段、停车阶段。在不同阶段，机械的能量输入和输出情况不同。8.刚性转子的平衡有两种，分别是______和______。答案：静平衡、动平衡。静平衡只考虑惯性力的平衡，动平衡则同时考虑惯性力和惯性力矩的平衡。9.蜗杆传动的主要失效形式有______、______和______。答案：齿面胶合、齿面磨损、轮齿折断。由于蜗杆传动的相对滑动速度较大，容易产生胶合和磨损。10.机构中的运动副是指______。答案：使两构件直接接触并能产生相对运动的活动连接。运动副分为低副和高副，不同的运动副对构件的运动约束不同。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述平面四杆机构的死点位置及其产生的原因和解决办法。答：死点位置是指在曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件，曲柄为从动件时，在连杆与曲柄共线的两个位置，此时机构的传动角$\gamma=0^{\circ}$，压力角$\alpha=90^{\circ}$，主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，不能使从动件转动，出现“顶死”现象。产生原因：是由于从动件与连杆共线时，驱动力对从动件的回转中心的力矩为零。解决办法：（1）利用飞轮的惯性，使机构能够顺利通过死点位置，如缝纫机的脚踏机构；（2）采用多组机构错位排列，使各组机构的死点位置相互错开，如多缸发动机。2.什么是齿轮的根切现象？根切有什么危害？如何避免根切？答：根切现象是指用范成法加工齿轮时，刀具的齿顶线（或齿顶圆）超过了啮合极限点，刀具会把齿轮根部已加工好的渐开线齿廓切去一部分的现象。危害：根切会削弱轮齿的抗弯强度，降低齿轮的承载能力；同时会减小重合度，影响齿轮传动的平稳性。避免根切的方法：（1）增大齿轮的齿数，当齿数大于或等于不发生根切的最少齿数时，可避免根切；（2）采用变位齿轮，通过正变位可以避免根切。3.简述带传动的弹性滑动和打滑的区别和联系。答：区别：弹性滑动是由于带的弹性变形而产生的带在带轮上的局部滑动现象，是带传动正常工作时不可避免的固有特性，它使带传动的传动比不准确，但能保证带传动的正常工作；打滑是由于带传动的工作载荷超过了带与带轮间的最大摩擦力，带在带轮上发生全面滑动的现象，打滑是一种失效形式，会使带传动不能正常工作，加剧带的磨损。联系：弹性滑动和打滑都是带与带轮间的相对滑动现象，弹性滑动是打滑的前奏，当弹性滑动逐渐增大到一定程度时就会发生打滑。四、计算题（每题15分，共30分）1.计算如图所示机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。（此处假设机构图为：有6个活动构件，7个低副，0个高副，原动件1个）解：根据平面机构自由度计算公式$F=3n2P_{L}P_{H}$，其中$n=6$（活动构件数），$P_{L}=7$（低副数），$P_{H}=0$（高副数）。则$F=3\times62\times70=1814=4$。因为原动件数为1，自由度数为4，自由度数大于原动件数，所以该机构不具有确定的运动。2.已知一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，模数$m=5mm$，齿数$z_{1}=20$，$z_{2}=40$，压力角$\alpha=20^{\circ}$，试求：（1）两轮的分度圆直径$d_{1}$、$d_{2}$；（2）两轮的齿顶圆直径$d_{a1}$、$d_{a2}$；（3）两轮的齿根圆直径$d_{f1}$、$d_{f2}$；（4）该对齿轮传动的中心距$a$。解：（1）根据分度圆直径公式$d=mz$，可得：$d_{1}=mz_{1}=5\times20=100mm$；$d_{2}=mz_{2}=5\times40=200mm$。（2）对于标准直齿圆柱齿轮，齿顶高系数$h_{a}^{}=1$，齿顶圆直径公式$d_{a}=d+2h_{a}^{}m$，则：$d_{a1}=d_{1}+2h_{a}^{}m=100+2\times1\times5=110mm$；$d_{a2}=d_{2}+2h_{a}^{}m=200+2\times1\times5=210mm$。（3）顶隙系数$c^{}=0.25$，齿根圆直径公式$d_{f}=d2(h_{a}^{}+c^{})m$，则：$d_{f1}=d_{1}2(h_{