2025年大学第一学年（机械工程）机械原理综合测试试题及答案

2025年大学第一学年（机械工程）机械原理综合测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共30分）每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确选项填涂在答题卡相应位置。（总共6题，每题5分）1.平面机构中，若引入一个高副将引入（）个约束。A.1B.2C.3D.02.机构具有确定运动的条件是（）。A.机构的自由度大于零B.机构的自由度等于原动件数C.机构的自由度大于原动件数D.机构的自由度小于原动件数3.凸轮机构中，凸轮的形状取决于（）。A.从动件的运动规律B.凸轮的转速C.滚子半径D.凸轮的材料4.渐开线齿轮传动的重合度与下列哪些因素有关（）。A.齿轮的模数B.齿轮的齿数C.齿轮的压力角D.齿轮的中心距5.曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，其传动角（）。A.始终为常数B.有最大值和最小值C.始终为零D.始终为钝角6.下列哪种机构不是间歇运动机构（）。A.棘轮机构B.槽轮机构C.不完全齿轮机构D.曲柄摇杆机构第II卷（非选择题，共70分）7.简答题：简述机构自由度的计算方法及计算机构自由度时应注意的事项。（10分）8.分析题：分析凸轮机构中，凸轮轮廓曲线的设计步骤。（15分）9.计算题：已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，模数m=4mm，齿数z1=20，z2=40，求两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、中心距以及传动比。（2分）10.材料分析题：阅读以下材料，回答问题。材料：在某机械传动系统中，采用了带传动和链传动。带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振等优点，但传动效率较低；链传动则具有平均传动比准确、传递功率大、能在恶劣环境下工作等优点，但传动时会产生振动和噪声。问题：（1）请分析带传动和链传动在该机械传动系统中的作用及适用场合。（15分）（2）如果要提高该传动系统的传动效率，你认为可以采取哪些措施？（10分）11.设计题：设计一个曲柄摇杆机构，已知摇杆长度为lCD=100mm，摇杆的摆角ψ=45°，行程速比系数K=1.2，试确定曲柄长度lAB、连杆长度lBC和机架长度lAD，并画出机构运动简图。（2分）答案：1.A2.B3.A4.B5.B6.D7.机构自由度的计算方法：首先计算机构中各构件的自由度，然后根据机构的组成情况，计算机构的总自由度。计算机构自由度时应注意的事项：要正确判断机构中的活动构件数、低副数和高副数；要注意去除复合铰链、局部自由度和虚约束。8.凸轮轮廓曲线的设计步骤：确定凸轮的类型和从动件的运动规律；计算凸轮的基本尺寸；建立凸轮轮廓曲线的数学模型；根据数学模型绘制凸轮轮廓曲线。9.分度圆直径：d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×40=160mm；齿顶圆直径：da1=d1+2ha=80+2×4=88mm，da2=d2+2ha=160+2×4=168mm；齿根圆直径：df1=d1-2hf=80-2×4.5=71mm，df2=d2-2hf=160-2×4.5=151mm；中心距：a=(d1+d2)/2=(80+160)/2=120mm；传动比：i=z2/z1=40/20=2。10.（1）带传动在该机械传动系统中的作用是传递动力，适用于需要平稳传动、缓冲吸振的场合；链传动的作用是传递动力，适用于需要平均传动比准确、传递功率大、能在恶劣环境下工作的场合。（2）提高该传动系统传动效率的措施：可以采用效率更高的带传动形式，如同步带传动；优化链传动的参数，如链节距、链轮齿数等；定期对传动系统进行维护和保养，减少能量损失。11.（1）计算曲柄长度：lAB=(lCD(K-1))/(K+1)=(100×(1.2-1))/(1.2+1)≈9.1mm；（2）计算连杆长度：lBC=√((lCD^2+lAB^2-2lCDlABcos(180°-ψ/2))/2)=√((100^2+9.1^2-2×100×9.1×cos(135°))/2)≈73.7mm；（3）计算机架长度：lAD=lAB+lBC+lC