机械原理广工考试试题及答案

机械原理广工考试试题及答案考试时长：120分钟满分：100分一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在平面四杆机构中，若两连架杆能实现两个预定的对应位置，至少需要确定____个运动副。A.1B.2C.3D.42.下列机构中，____属于连杆机构。A.凸轮机构B.齿轮机构C.棘轮机构D.齿轮连杆机构3.速度影像法适用于____机构的运动分析。A.齿轮机构B.凸轮机构C.平面连杆机构D.空间连杆机构4.在凸轮机构中，若从动件的运动规律为简谐运动，则凸轮的轮廓曲线为____。A.椭圆B.抛物线C.正弦曲线D.圆5.机构自由度的计算公式为____。A.F=2n-3pB.F=2n-5pC.F=3n-2pD.F=4n-3p6.在连杆机构中，若某杆件长度为零，则该机构称为____。A.双曲柄机构B.双摇杆机构C.齿轮连杆机构D.齿轮机构7.下列机构中，____属于高副机构。A.齿轮机构B.凸轮机构C.齿条机构D.齿轮连杆机构8.在连杆机构中，若某杆件长度无穷大，则该机构称为____。A.双曲柄机构B.双摇杆机构C.齿轮连杆机构D.齿轮机构9.速度瞬心法适用于____机构的运动分析。A.齿轮机构B.凸轮机构C.平面连杆机构D.空间连杆机构10.在连杆机构中，若某杆件为机架，则该机构称为____。A.双曲柄机构B.双摇杆机构C.齿轮连杆机构D.齿轮机构二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.平面四杆机构的____运动副是低副。2.凸轮机构的____是从动件的运动规律。3.机构自由度的计算公式为____。4.在连杆机构中，若某杆件长度为零，则该机构称为____。5.高副机构的接触形式为____。6.速度瞬心法适用于____机构的运动分析。7.在连杆机构中，若某杆件为机架，则该机构称为____。8.凸轮机构的____是凸轮的轮廓曲线。9.平面四杆机构的____运动副是高副。10.机构自由度的计算公式为____。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.平面四杆机构的自由度一定大于零。（×）2.凸轮机构的从动件运动规律由凸轮的轮廓曲线决定。（√）3.机构自由度的计算公式为F=2n-3p。（√）4.在连杆机构中，若某杆件长度为零，则该机构称为双曲柄机构。（×）5.高副机构的接触形式为线接触。（×）6.速度瞬心法适用于平面连杆机构的运动分析。（√）7.在连杆机构中，若某杆件为机架，则该机构称为齿轮连杆机构。（×）8.凸轮机构的运动规律由从动件的运动规律决定。（×）9.平面四杆机构的自由度一定小于等于零。（×）10.机构自由度的计算公式为F=3n-2p。（×）四、简答题（总共4题，每题4分，总分16分）1.简述平面四杆机构的自由度计算方法。2.简述凸轮机构的分类及其特点。3.简述速度瞬心法的应用条件。4.简述连杆机构的优缺点。五、应用题（总共4题，每题6分，总分24分）1.已知某平面四杆机构的尺寸为：AB=50mm，BC=80mm，CD=70mm，AD=60mm，机架AD为固定杆。求该机构的自由度。2.已知某凸轮机构的从动件运动规律为简谐运动，行程为20mm，凸轮转速为120r/min。求从动件的上升速度和加速度。3.已知某平面连杆机构的尺寸为：AB=50mm，BC=80mm，CD=70mm，AD=60mm，机架AD为固定杆。求该机构的最大传动角。4.已知某凸轮机构的凸轮轮廓曲线为正弦曲线，从动件行程为20mm，凸轮转速为120r/min。求从动件的上升速度和加速度。【标准答案及解析】一、单选题1.B2.D3.C4.C5.A6.B7.B8.B9.C10.B解析：1.两连架杆实现两个预定的对应位置，至少需要确定两个运动副，即转动副和移动副。2.齿轮连杆机构是连杆机构的一种，结合了齿轮和连杆的特点。3.速度影像法适用于平面连杆机构的运动分析。4.简谐运动的凸轮轮廓曲线为正弦曲线。5.机构自由度的计算公式为F=2n-3p。6.零杆长度为零，机构称为双摇杆机构。7.凸轮机构属于高副机构。8.零杆长度为零，机构称为双摇杆机构。9.速度瞬心法适用于平面连杆机构的运动分析。10.机架为固定杆，机构称为双摇杆机构。二、填空题1.低副2.从动件的运动规律3.F=2n-3p4.双摇杆机构5.点接触6.平面连杆机构7.齿轮连杆机构8.凸轮的轮廓曲线9.高副10.F=2n-3p解析：1.平面四杆机构的低副为转动副和移动副。2.凸轮机构的从动件运动规律由凸轮的轮廓曲线决定。3.机构自由度的计算公式为F=2n-3p。4.零杆长度为零，机构称为双摇杆机构。5.高副机构的接触形式为点接触。6.速度瞬心法适用于平面连杆机构的运动分析。7.机架为固定杆，机构称为齿轮连杆机构。8.凸轮机构的运动规律由凸轮的轮廓曲线决定。9.高副机构的接触形式为高副。10.机构自由度的计算公式为F=2n-3p。三、判断题1.×2.√3.√4.×5.×6.√7.×8.×9.×10.×解析：1.平面四杆机构的自由度不一定大于零，例如平行四边形机构自由度为零。2.凸轮机构的从动件运动规律由凸轮的轮廓曲线决定。3.机构自由度的计算公式为F=2n-3p。4.零杆长度为零，机构称为双摇杆机构。5.高副机构的接触形式为点接触。6.速度瞬心法适用于平面连杆机构的运动分析。7.机架为固定杆，机构称为齿轮连杆机构。8.凸轮机构的运动规律由从动件的运动规律决定。9.平面四杆机构的自由度不一定小于等于零。10.机构自由度的计算公式为F=2n-3p。四、简答题1.平面四杆机构的自由度计算方法：机构自由度的计算公式为F=2n-3p，其中n为活动构件数，p为低副数。具体步骤：-确定机构中的活动构件数n；-确定机构中的低副数p；-代入公式计算自由度F。2.凸轮机构的分类及其特点：-盘形凸轮机构：凸轮为盘形，从动件沿凸轮表面运动。特点：结构简单，应用广泛。-移动凸轮机构：凸轮为长条形，从动件沿凸轮表面运动。特点：适用于空间狭小场合。-圆柱凸轮机构：凸轮为圆柱形，从动件沿圆柱表面运动。特点：适用于空间狭小且需要连续运动的场合。3.速度瞬心法的应用条件：-适用于平面连杆机构的运动分析；-机构中各构件的运动平面必须平行；-机构中各构件的运动必须为平面运动。4.连杆机构的优缺点：-优点：结构简单，成本低，适用于多种运动规律；-缺点：运动精度较低，易产生振动和噪声，适用于低速轻载场合。五、应用题1.已知某平面四杆机构的尺寸为：AB=50mm，BC=80mm，CD=70mm，AD=60mm，机架AD为固定杆。求该机构的自由度。解：-活动构件数n=4；-低副数p=4；-自由度F=2n-3p=2×4-3×4=8-12=-4。该机构的自由度为-4，为非自由机构。2.已知某凸轮机构的从动件运动规律为简谐运动，行程为20mm，凸轮转速为120r/min。求从动件的上升速度和加速度。解：-从动件行程h=20mm；-凸轮转速n=120r/min；-角速度ω=2πn/60=2π×120/60=4πrad/s；-从动件上升速度v=hω/(2π)=20×4π/(2π)=40mm/s；-从动件上升加速度a=hω^2/(2π^2)=20×(4π)^2/(2π^2)=160πmm/s^2。3.已知某平面连杆机构的尺寸为：AB=50mm，BC=80mm，CD=70mm，AD=60mm，机架AD为固定杆。求该机构的最大传动角。解：-最大传动角θmax为连杆与从动件之间的夹角最大值；-通过几何关系计算，最大传动角θmax≈60°。4.已知某凸轮机构的凸轮轮廓曲线为正弦曲线，从动件行程为20mm，凸轮转速为120r/min。求从动件的上升速