机械原理试题及答案大全

机械原理试题及答案大全一、单项选择题1.两构件通过（）接触组成的运动副称为低副。A.点B.线C.面D.点或线答案：C。低副是指两构件通过面接触组成的运动副，如转动副、移动副等。而点或线接触组成的运动副是高副。2.机构具有确定运动的条件是（）。A.自由度大于零B.自由度大于零且等于原动件数C.自由度大于零且小于原动件数D.自由度小于原动件数答案：B。机构具有确定运动的条件是其自由度大于零，并且自由度的数目等于原动件的数目。若自由度小于原动件数，机构将被破坏；若自由度大于原动件数，机构运动将不确定。3.平面四杆机构中，若各杆长度分别为a=40mm，b=60mm，c=60mm，d=70mm，当以a为机架，则该四杆机构为（）。A.双曲柄机构B.双摇杆机构C.曲柄摇杆机构D.以上答案均不对答案：A。根据平面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或等于其余两杆长度之和，且最短杆为机架时，机构为双曲柄机构。本题中a为最短杆，a+d=40+70=110mm，b+c=60+60=120mm，满足a+d≤b+c，且a为机架，所以是双曲柄机构。4.凸轮机构中，（）从动件的行程不能太大。A.尖顶B.滚子C.平底D.以上都不对答案：C。平底从动件的平底与凸轮轮廓接触，其行程受到平底尺寸的限制，不能太大。尖顶从动件和滚子从动件行程一般不受此限制。5.渐开线标准直齿圆柱齿轮的全齿高等于（）。A.2.25mB.2mC.1.25mD.1m答案：A。渐开线标准直齿圆柱齿轮的全齿高h等于齿顶高ha与齿根高hf之和，ha=m，hf=1.25m，所以h=ha+hf=2.25m，其中m为齿轮的模数。6.在周转轮系中，若自由度等于2，则称该周转轮系为（）。A.行星轮系B.差动轮系C.混合轮系D.定轴轮系答案：B。周转轮系根据自由度的不同可分为行星轮系（自由度为1）和差动轮系（自由度为2）。自由度为2的周转轮系称为差动轮系。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。带传动在工作时，由于带的弹性变形而产生的滑动称为弹性滑动，弹性滑动是不可避免的，它导致带传动不能保证准确的传动比。而打滑是带传动的一种失效形式，不是不能保证准确传动比的正常原因。8.普通平键的工作面是（）。A.顶面B.底面C.侧面D.端面答案：C。普通平键靠侧面与轴和轮毂的键槽侧面相互挤压来传递转矩，所以其工作面是侧面。9.滚动轴承的基本额定寿命是指（）。A.一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命B.一个轴承在正常情况下所能达到的寿命C.一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中10%的轴承所能达到的寿命D.以上都不对答案：A。滚动轴承的基本额定寿命是指一批同型号的轴承在相同条件下运转，其中90%的轴承所能达到的寿命，以小时为单位。10.联轴器与离合器的主要作用是（）。A.缓冲、减振B.传递运动和转矩C.防止机器发生过载D.补偿两轴的相对位移答案：B。联轴器和离合器的主要作用是将两轴连接在一起，传递运动和转矩。缓冲、减振一般是联轴器的附加功能；防止机器过载是安全联轴器或离合器的功能；补偿两轴相对位移也是部分联轴器的功能。二、多项选择题1.下列属于平面运动副的有（）。A.转动副B.移动副C.螺旋副D.球面副答案：AB。平面运动副是指两构件在同一平面或相互平行的平面内运动所构成的运动副，转动副和移动副属于平面运动副。螺旋副和球面副属于空间运动副。2.凸轮机构按从动件的运动形式可分为（）。A.直动从动件凸轮机构B.摆动从动件凸轮机构C.盘形凸轮机构D.圆柱凸轮机构答案：AB。凸轮机构按从动件的运动形式可分为直动从动件凸轮机构和摆动从动件凸轮机构。盘形凸轮机构和圆柱凸轮机构是按凸轮的形状分类的。3.齿轮传动的失效形式主要有（）。A.轮齿折断B.齿面磨损C.齿面胶合D.齿面接触疲劳破坏答案：ABCD。齿轮传动的失效形式主要包括轮齿折断（如疲劳折断、过载折断）、齿面磨损、齿面胶合（高速重载时易发生）和齿面接触疲劳破坏（如点蚀）等。4.带传动的主要失效形式有（）。A.打滑B.弹性滑动C.疲劳破坏D.磨损答案：AC。带传动的主要失效形式是打滑和疲劳破坏。打滑是由于过载引起的带在带轮上的全面滑动；疲劳破坏是由于带在工作过程中反复受拉、弯曲等作用导致带的疲劳断裂。弹性滑动是带传动正常工作时不可避免的现象，不是失效形式；磨损一般不是带传动的主要失效形式。5.下列属于轴的结构设计应考虑的因素有（）。A.便于轴上零件的装拆B.保证轴上零件的定位和固定C.提高轴的强度和刚度D.减小应力集中答案：ABCD。轴的结构设计需要考虑便于轴上零件的装拆，如设置轴肩、轴环等便于零件定位和固定；要保证轴上零件的定位和固定，以传递转矩和运动；同时要提高轴的强度和刚度，并且尽量减小应力集中，以提高轴的使用寿命。三、判断题1.只要机构的自由度大于零，该机构就具有确定的运动。（）答案：错误。机构具有确定运动的条件是自由度大于零且等于原动件数，仅自由度大于零不能保证机构有确定运动。2.平面四杆机构中，若最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和，则无论取哪一杆为机架，都只能得到双摇杆机构。（）答案：正确。根据平面四杆机构的曲柄存在条件，当最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和时，无论取哪一杆为机架，都不存在曲柄，只能得到双摇杆机构。3.凸轮机构中，从动件按等加速等减速运动规律运动时，会产生刚性冲击。（）答案：错误。从动件按等加速等减速运动规律运动时，会产生柔性冲击；按等速运动规律运动时会产生刚性冲击。4.渐开线齿轮的齿廓形状取决于基圆的大小，基圆越小，齿廓曲线越弯曲。（）答案：正确。渐开线的形状取决于基圆的大小，基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越趋于平直。5.定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对齿轮传动比的连乘积。（）答案：正确。定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对齿轮传动比的连乘积，其正负号可通过外啮合齿轮的对数来确定。6.带传动中，带的弹性滑动是可以避免的。（）答案：错误。带传动的弹性滑动是由于带的弹性变形引起的，是不可避免的。而打滑是可以通过合理设计和使用带传动来避免的。7.普通平键的键长应略短于轮毂的长度。（）答案：正确。普通平键的键长应略短于轮毂的长度，这样可以保证键与轮毂之间有良好的配合，同时便于安装和拆卸。8.滚动轴承的类型选择主要取决于所承受载荷的大小、方向和性质。（）答案：正确。滚动轴承的类型选择需要综合考虑所承受载荷的大小、方向和性质等因素，如承受径向载荷为主可选深沟球轴承，承受轴向载荷为主可选推力球轴承等。9.联轴器和离合器的作用完全相同，只是名称不同。（）答案：错误。联轴器和离合器都用于连接两轴并传递转矩，但联轴器在机器运转过程中一般不能分离两轴，而离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。10.轴的强度计算主要是为了防止轴发生断裂或塑性变形。（）答案：正确。轴的强度计算是为了保证轴在工作过程中能够承受所传递的转矩和力，防止轴发生断裂或塑性变形，以保证机器的正常运行。四、简答题1.简述平面机构自由度的计算方法，并说明计算时需要注意的事项。答：平面机构自由度的计算公式为F=3n-2PL-PH，其中n为活动构件数，PL为低副数，PH为高副数。计算时需要注意以下事项：（1）正确区分活动构件和固定构件，机架是固定构件，不参与活动构件数n的计算。（2）准确判断低副和高副，低副是面接触，高副是点或线接触。（3）要注意复合铰链的情况，若有m个构件在同一处构成转动副，则实际转动副的个数为m-1。（4）要识别局部自由度，局部自由度是指不影响机构输出运动的自由度，计算时应将其除去。（5）要判断虚约束，虚约束是指在机构中不起独立限制作用的约束，计算时应将虚约束除去。2.简述凸轮机构的优缺点。答：优点：（1）可以实现从动件的各种预期运动规律，能满足复杂的运动要求，如等速、等加速等减速、余弦加速度等运动规律。（2）结构简单、紧凑，设计方便，能在较小的空间内实现从动件的运动。（3）响应快速，可用于高速场合。缺点：（1）凸轮轮廓与从动件之间为点或线接触，易磨损，承载能力较低。（2）凸轮轮廓曲线加工较复杂，制造精度要求较高，成本相对较高。（3）从动件的行程不能太大，尤其是平底从动件。3.简述齿轮传动的特点。答：优点：（1）传动效率高，一般可达0.94-0.99，能有效减少能量损失。（2）传动比准确、稳定，可保证机器的正常运行和工作精度。（3）结构紧凑，在相同的传动功率和速度下，齿轮传动所占空间相对较小。（4）工作可靠，使用寿命长，能承受较大的载荷。（5）可实现平行轴、相交轴和交错轴之间的传动。缺点：（1）制造和安装精度要求较高，成本相对较高。（2）不适用于中心距较大的场合，否则齿轮尺寸会过大。（3）运转过程中会产生噪声和振动，尤其是在高速和重载情况下。4.简述带传动的张紧方法。答：带传动的张紧方法主要有以下两种：（1）定期张紧法：①调整中心距：对于水平或倾斜不大的带传动，可通过调整两带轮的中心距来张紧带。当带使用一段时间后伸长时，增大中心距使带重新张紧。例如采用滑道式或摆架式安装带轮，通过螺栓等装置调节中心距。②使用张紧轮：当中心距不能调整时，可采用张紧轮张紧。张紧轮一般安装在松边内侧靠近大带轮处，使带只受单向弯曲，以减小带的磨损。也可安装在松边外侧，但此时带受双向弯曲，带的寿命会有所降低。（2）自动张紧法：将装有带轮的电动机安装在浮动的摆架上，利用电动机的自重，使带轮随同电动机绕摆动轴摆动，以自动保持带的张紧力。五、计算题1.计算如图所示平面机构的自由度，并判断该机构是否具有确定的运动。已知原动件数为1。（此处假设有一个机构图，包含5个活动构件，7个低副，0个高副，无复合铰链、局部自由度和虚约束）解：根据平面机构自由度计算公式F=3n-2PL-PH，已知n=5，PL=7，PH=0。则F=3×5-2×7-0=15-14=1。因为原动件数为1，自由度F等于原动件数，所以该机构具有确定的运动。2.一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=5mm，齿数z1=20，z2=50，求：（1）两齿轮的分度圆直径d1、d2；（2）两齿轮的齿顶圆直径da1、da2；（3）两齿轮的中心距a。解：（1）根据分度圆直径公式d=mz，可得：d1=mz1=5×20=100mmd2=mz2=5×50=250mm（2）对于标准直齿圆柱齿轮，齿顶高系数ha=1。齿顶圆直径公式为da=d+2ha=d+2hamda1=d1+2ham=100+2×1×5=110mmda2=d2+2ham=250+2×1×5=260mm（3）两齿轮的中心距a等于两齿轮分度圆半径之和，即a=(d1+d2)/2=(100+250)/2=175mm3.如图所示的轮系中，已知各轮齿数z1=20，z2=40，z2'=20，z3=30，z3'=20，z4=40，求该轮系的传动比i14，并判断输出轴4的转向与输入轴1的转向是否相同。（此处假设有一个轮系图，为混合轮系，先分析出定轴轮系部分和周转轮系部分，经分析可知1-2为定轴轮系，2'-3-3'-4为周转轮系）解：（1）先计算定轴轮系1-2的传动比i12i12=-z2/z1=-40/20