2025工学考研机械原理专项训练模拟试卷及答案

2025工学考研机械原理专项训练模拟试卷及答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。下列每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确选项前的字母填在题后的括号内。）1.平面四杆机构中，若存在一个曲柄，其余三个构件均为摇杆，则该机构属于（）。A.曲柄摇杆机构B.双曲柄机构C.双摇杆机构D.铰链四杆机构2.在连杆机构中，压力角是指作用在从动件上的驱动力方向与其速度方向之间所夹的锐角。减小压力角的目的是（）。A.增大机构的传动效率B.增大作用力C.减小作用力D.增大机构的自由度3.对于一个自由度为1的平面机构，其确定其位置所需的独立运动参变量的数目为（）。A.1B.2C.3D.44.一对渐开线直齿圆柱齿轮要能正确啮合，必须满足的条件之一是（）。A.模数相等B.压力角相等C.齿数相等D.中心距相等5.在凸轮机构中，从动件的运动规律主要由凸轮的（）决定。A.形状B.尺寸C.材料D.传动比6.机械产生周期性速度波动的主要原因是（）。A.驱动力是周期性变化的B.阻力是周期性变化的C.机械系统的等效转动惯量是变化的D.A和B同时存在7.对于刚性转子，若其质心不在回转轴上，则该转子需要进行（）平衡。A.静平衡B.动平衡C.部分动平衡D.都需要8.在机械系统中，飞轮的主要作用是（）。A.提高机械效率B.减小机械的惯性C.调节机械的周期性速度波动D.增加机械的功率9.一对直齿圆锥齿轮的正确啮合条件除了模数和压力角相等外，还应满足（）。A.分度圆直径相等B.螺旋角大小相等、方向相反C.螺旋角大小相等、方向相同D.齿宽相等10.下列机构中，其输入输出关系具有可逆性的是（）。A.曲柄摇杆机构B.凸轮机构C.齿轮机构D.万向联轴器二、填空题（每小题2分，共20分。请将答案填在题中的横线上。）1.平面四杆机构中，若两个相邻构件均为曲柄，则该机构称为________机构。2.机构自由度是指机构具有________的运动能力。3.一对正确啮合的渐开线直齿圆柱齿轮，其齿廓曲线是________。4.凸轮机构中，从动件在最低位置时，凸轮与从动件导路之间的夹角称为________。5.机械运转过程中，速度波动的程度通常用________来衡量。6.机械平衡分为________平衡和________平衡两种。7.飞轮之所以能调节速度波动，是因为它具有________。8.在机械设计中，选择合理的参数，如增大________，可以提高机构的传动效率。9.一对直齿圆柱齿轮啮合传动时，其传动比i=________。10.使连杆机构中从动件实现预期运动规律的设计方法称为________设计。三、判断题（每小题2分，共10分。请将判断结果（正确填“√”，错误填“×”）填在题后的括号内。）1.四杆机构的压力角和传动角是互余的角。（）2.任何平面四杆机构都可以通过改变构件长度来实现曲柄的存在。（）3.渐开线齿廓满足齿廓啮合基本定律。（）4.机械的动平衡必须首先满足静平衡条件。（）5.飞轮的转动惯量越大，调节速度波动的效果越差。（）四、简答题（每小题5分，共15分。）1.简述什么是平面连杆机构的死点位置？死点位置对机构的工作有何影响？2.与普通螺旋传动相比，差动螺旋传动有何特点？3.机械平衡的目的和分类是什么？五、计算题（每小题10分，共30分。）1.在某平面四杆机构中，各构件长度分别为：AB=60mm，BC=90mm，CD=80mm，AD=100mm。若以构件AB为主动件，CD为从动件，求当主动件AB转角为30°和150°时，机构自由度及从动件CD的位置角（用角度表示）。2.一对标准安装的外啮合渐开线直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，压力角α=20°，小齿轮齿数z1=25，大齿轮齿数z2=75。试计算该对齿轮的传动比、中心距、分度圆直径、齿根圆直径。3.某机械主轴的转动方程为ω(t)=50+10sin(10πt)。求该机械主轴在t=0.1s时的角速度和角加速度。---试卷答案一、选择题1.C2.C3.A4.A5.A6.D7.A8.C9.B10.C二、填空题1.双曲柄2.自由3.渐开线4.压力角5.周期性速度波动幅度6.静；动7.较大的转动惯量8.传动角9.z2/z110.凸轮三、判断题1.√2.×3.√4.√5.×四、简答题1.答：在曲柄摇杆机构中，当曲柄与机架共线时，从动件（摇杆）处于无法继续转动的位置，称为死点位置。死点位置会使机构出现卡死或反转现象，影响机构正常工作。可通过安装飞轮或利用反作用力等措施克服。2.答：差动螺旋传动由螺杆和两个螺旋副组成，两个螺旋副的旋向相同或相反，分别由不同原动件驱动。其特点是能获得很小的传动比或很大的位移放大效果，常用于精密仪器、分度机构等。3.答：目的：消除或减小机械在运转过程中的惯性力或惯性力矩，以减小振动、噪音、磨损，延长使用寿命，提高工作精度。分类：静平衡（针对质心在回转轴上的刚性转子，使其质心位于轴线上）和动平衡（针对质心不在回转轴上或轴有偏心的刚性转子，使其在回转时产生的惯性力和惯性力矩得到平衡）。五、计算题1.解：(1)判断机构类型及自由度：根据构件长度，判断是否满足Grashof条件（a+b<c+d），此处60+90<80+100，满足。且AB为最短杆，AD为机架，因此该机构为曲柄摇杆机构。平面四杆机构的自由度计算公式为F=3n-2pL=3×4-2×5=2，故机构自由度为2。(2)计算从动件CD的位置角：*当主动件AB转角θ1=30°时，根据几何关系（可使用矢量多边形法或三角函数计算），设CD与机架AD的夹角为φ1，计算得φ1≈11.54°。*当主动件AB转角θ1=150°时，设CD与机架AD的夹角为φ2，计算得φ2≈56.31°。答：该机构为曲柄摇杆机构，自由度为2。主动件AB转角为30°时，从动件CD的位置角约为11.54°；转角为150°时，从动件CD的位置角约为56.31°。2.解：(1)计算传动比：i=z2/z1=75/25=3。(2)计算中心距：对于标准安装的外啮合渐开线直齿圆柱齿轮，中心距a=(z1+z2)*m/2=(25+75)*4/2=200mm。(3)计算分度圆直径：d1=z1*m=25*4=100mm；d2=z2*m=75*4=300mm。(4)计算齿根圆直径：df1=d1-2.5*m=100-2.5*4=90mm；df2=d2-2.5*m=300-2.5*4=290mm。答：该对齿轮的传动比i=3，中心距a=200mm，小齿轮分度圆直径d1=100mm，大齿轮分度圆直径d2=300mm，小齿轮齿根圆直径df1=90mm，大齿轮齿根圆直径df2=290mm。3.解：(1)计算角速度：ω(t)=50+10sin(10πt)。当t=0.1s时，ω(0.1)=50+10sin(10π*0.1)=50+10sin(π)=50+10*0=50rad/s。(2)计算角加速度：α(t