《机械原理》题库

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题型说明：

一、单项选择题（每小题1分，共10分）

二、多项选择题（每小题2分，共20分，错选或漏选均不得分）

三、填空题（每小题2分，共20分）

四、分析设计题（每小题10分，共30分）

（-）第一小题：运动简图或自由度计算

（-）第二小题：连杆机构分析与设计

（三）第三小题：凸轮机构分析与设计

五、计算题（每小题10分，共20分）

（-）第一小题：齿轮相关计算

（-）第二小题：轮系相关计算

第二部分主观题

四、分析设计题

（-）第一小题：运动简图或自由度计算

1、根据下列题图，绘制活塞泵的机构运动简图，注意标注构件或运动副的编号

（10分）。

2、根据下列题图，绘制压力机的机构运动简图，注意标注构件或运动副的编号

（10分）o

3、根据下列题图，绘制的牛头刨床的机构运动简图，注意标注构件的编号（10

4、根据下列题图，绘制的内燃机的机构运动简图，注意标注构件的编号（10分）。

5、分析下列机构运动简图，指出其活动构件数n、低副数R和高副数g,计算

机构的自由度，并说明其是否存在复合钱链、局部自由度和虚约束。（10分）

(a)(b)

6、指出下图所示机构的活动构件数n、低副数R和高副数耳，计算该机构的自

由度，说明其是否存在复合较链、局部自由度和虚约束，并判定其是否具有确定

的相对运动（标有箭头的构件为原动件）。（10分）

7、指出下图所示机构的活动构件数n、低副数片和高副数耳，计算该机构的自

由度，说明其是否存在复合较链、局部自由度和虚约束（10分）。

h4

(b)

8、指出下图所示机构的活动构件数n、低副数片和高副数R,计算该机构的自

由度，说明其是否存在复合较链、局部自由度和虚约束，并判定其是否具有确定

的相对运动（标有箭头的构件为原动件）。（10分）

（-）第二小题：连杆机构分析与设计

1、分析下列曲柄摇杆机构，在图中画出C点处的压力角a,传动角匕摇杆极限

位置G久皿最小传动角（须说明绘制最小传动角的过程）。（［0分）

2、分析下列曲柄摇杆机构，在图中画出其极位夹角8摇杆摆角办死点位置。

如果行程速比系数K为12则此时极位夹角8为多少？（10分）

3、在图示较链四杆机构中，已知：lBc=50mm,lCD=35mm,1»=30™,AD为机架。

试分析：（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求1福的最大值；（2）

若此机构为双曲柄机构，求M的最小值；（3）若此机构为双摇杆机构，求

八的取值范围。（10分）

c

4、在图示偏置曲柄滑块机构中，已知滑块行程为100mm,当滑块处于两个极限

位置时，机构压力角分别为30°和60°。试作图分析：①在图中画出该机构的

极位夹角；②机构的行程速度变化系数③杆长九、九和偏心距e。

5、某雷达天线俯仰传动机构为曲柄摇杆机构，天线安装在摇杆CD,曲柄AB为

原动件，机架为AD杆。已知天线俯仰的范围为30。，AD=525mm,心=800mm,

俯仰传动时没有急回特性。试作图分析：（1）求该机构的极位夹角、摇杆的最大

摆角、最小传动角，并作图表示出来；（2）用图解法求曲柄和连杆的长度源和

4co（10分）

6、已知一曲柄滑块机构的曲柄长度九=15mm,偏距e=10mm,连杆的长度儿

=35mmo试求:（1）画出滑块的极限位置；（2）标出极位夹角9及行程〃；（3）

确定行程速比系数从

〃/〃

导路

7、已知一曲柄滑块机构的曲柄长度人=15mm,偏距e=10mm,连杆的长度4c

=35mm。试求：（1）画出滑块的极限位置及行程〃；（2）画出极位夹角及任意曲柄

转角9时的压力角。；（3）描述任意曲柄转角中时压力角的方程；（4）画出最小

传动角丫.（即最大压力角。曲）的位置，并量出其角度值。

导路

8、已知曲柄摇杆机构的行程速比系数K=l.4,摇杆的摆角e=40°，摇杆长度

CD=42mm,机架长度AD=30mm,请设计该曲柄摇杆机构。

（三）第三小题：凸轮机构分析与设计

1、设计偏置尖顶直动从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知该凸轮的基圆半径r0（按

比例缩小后等于下图中7到7,的距离），从动件偏距e（按比例缩小后等于下

图中3到3,的距离），凸轮角速度。的方向为逆时针，从动件的运动规律如下图

所示倍B分曲线已做等分），请设计该凸轮的轮廓曲线，并说明设计作图过程。（10

分）

2、设计对心滚子移动从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知凸轮的基圆半径r。（按

比例缩小后等于下图中7到7'的距离），滚子半径斤（按比例缩小后等于下图

中1到1'的距离），凸轮角速度。的方向为逆时针，从动件的运动规律如下图

所示，设计该对心滚子移动从动件盘形凸轮的轮廓曲线，并说明设计作图过程。

（10分）

3、设计对心尖顶直动从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知凸轮的基圆半径r0（按

比例缩小后等于下图中7到7'的距离），凸轮角速度。的方向为逆时针，从动

件的运动规律如下图所示，设计该对心尖顶直动从动件盘形凸轮的轮廓曲线，并

说明设计作图过程。（10分）

4、设计对心平底直动从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知凸轮的基圆半径r0（按

比例缩小后等于下图中7到7'的距离），平底长度/（按比例缩小后等于下图

中8到8'的距离），凸轮角速度。的方向为逆时针，从动件的运动规律如下图

所示，设计该对心平底直动从动件盘形凸轮的轮廓曲线，并说明设计作图过程。

（10分）

120°60°90°90°

5、如图所示机构示意图，已知一偏心圆盘R=40mm,滚子半径n=10mm,LOA=90

mm,LAB=70mm,转轴0到圆盘中心C的距离1慎=20mm,圆盘逆时针方向转动。

试用图解法求：（1）标出凸轮机构在图示位置时的压力角a,并说明其测量

值；（2）画出基圆，并量出基圆半径r。；（3）作出推杆由最下位置摆到图示

位置时，推杆摆过的角度9及相应凸轮转角6,并说明其测量值。

注：当前题图只用于示意，请选择适当的比例重新作图求解。（10分）

6、如图所示为偏置直动推杆盘形凸轮机构，AFB、CD为圆弧，AD、BC为直线,

A、B为直线与圆弧AFB的切点。已知偏距e=8mm,基圆半径r°=15mm,直线

OC、0D的长度为30mm,AC0D=30°,凸轮逆时针方向转动。试用图解法求：

（1）推杆的升程h,凸轮推程运动角为6。，回程运动角5。和远休止角瓦2；

（2）推杆推程最大压力角OU*的数值及出现的位置；（3）推杆回程最大压力

角0（陶的数值及出现的位置。

注：当前题图只用于示意，请选择适当的比例重新作图求解（10分）。

FC

B

7、已知偏置式滚子推杆盘形凸轮机构（如图所示），试用图解法求出推杆的运

动规律s-6曲线，要求清楚标明s-6曲线坐标轴上等分点编号，并画出与

凸轮上对应编号的滚子位置，不必写作图步骤（10分）。

五、计算题

（-）第一小题：齿轮相关计算

1、有一对外啮合正常齿制的直齿圆柱齿轮机构，现大齿轮2已丢失，留下小齿

轮1,已知中心距a=112.5mm,zi=28,da,=90mm,求丢失的大齿轮2的模数，

齿数，基圆直径，基圆齿距，以及这对齿轮的传动比（cos20*0.94）。（10分）

2、一对直齿圆柱齿轮机构，已知压力角a=20。，齿轮2的齿数Z2=28,模数

m=3mm,传动比岛=2,安装中心距a'=65mm,求：齿轮1的齿数乙；两轮分

度圆半径r1,r2；啮合角的余弦cosa',两轮节圆半径r\,r'2o(cos20°=0.94,sin20°

=0.34)(10分)

3、一对标准安装的渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，已知：a=100mm,

Z>=20,Z2=30,a=20°,da,=88mmo求：①齿轮的模数m；②两轮的分度圆直径

d,,d2；③两轮的齿根圆直径dt!,dt2；④两轮的基圆直径九，九；⑤顶隙

c(cos20°=0.94,sin20°=0.34)0(10分)

4、有两个齿数分别为Zi、Z2的标准直齿圆柱齿轮，且ZKZ2,m1=m2=m,3=0（2=

a=20°,h；=l,c*=0.25o求：（1）根据渐开线的性质比较两个齿轮的分度圆

上的齿厚，齿顶圆上齿厚，齿根圆上齿厚，孰大孰小；（2）若m=5mm,Z】=19,

Z2=41,计算这对外啮合齿轮正确安装时的中心距及各轮齿顶圆直径，齿根圆

直径。（10分）

5、某机器上有一对标准安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮机构，已知：

Z,=20,Z2=40,m=4mm,h*.=lo为了提高传动的平稳性，用一对标准斜齿圆柱齿轮来

替代，并保持原中心距、模数（法面）、传动比不变，要求螺旋角队20%试设

计这对斜齿圆柱齿轮螺旋角B尽量接近20。时的齿数ZI;Z2（cos20°=0.94（sin20°

=0.34）o（10分）

6、已知一对外啮合正常齿制的直齿圆柱齿轮机构的中心距a=175.5mm,大齿

轮2的齿数Z2=91,垢=265.5mm。求小齿轮1的模数，齿数，齿顶圆直径，这

对齿轮的传动比，大齿轮2的基圆齿距(cos200=0.94,sin20°=0.34)0(10分)

7、一对非标准安装的正常制渐开线标准直齿圆柱齿轮外啮合传动，其安装中心

距a'=140mm,已知大齿轮2的齿数Z2=69,模数m=3mm,传动比隔=3,求：

齿轮1的齿数乙；标准安装时的中心距a；啮合角的余弦cosa,两轮节圆半径r\,

ri(cos200=0.94,sin200=0.34)(10分)

8、为了提高机器承载能力，计划用一对标准斜齿圆柱齿轮来替代原来的标准直

齿圆柱齿轮，要求保持原中心距、模数、传动比不变，要求螺旋角队20。。已知

原直齿轮Zi=23,Z2=69,m=4mmo试求：(1)原直齿轮传动时的中心距、传动比；(2)

设计尽量提高机器承载能力时标准斜齿轮的齿数Zi,Z?(cos20o=0.94,sin20°

=0.34）。（10分）

（-）第二小题：轮系相关计算

、如图所示轮系中，已知马，

1=26,Z2=52,Z2=30,Z3=90,Z3.=40,z4=20,

Z5=80（H和5为一整体），求传动比又当功=1450r/min时，求加（