西北工业大学《机械原理》(第七版)课后习题试卷及答案

西北工业大学《机械原理》（第七版）课后习题试卷及答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.机构具有确定运动的条件是（）A.自由度F=0B.自由度F>0且等于原动件数C.自由度F=1D.原动件数=12.凸轮的基圆半径是指凸轮轮廓上________到转动中心的距离。A.理论廓线最小点B.实际廓线最小点C.从动件滚子中心D.推程起点3.平面连杆机构中，曲柄存在的条件是（）A.最短杆与最长杆长度之和小于其他两杆长度之和B.最短杆为机架C.最短杆为连杆D.所有杆长度相等4.渐开线齿轮的正确啮合条件是（）A.模数相等，压力角相等B.齿数相等，齿顶高系数相等C.中心距等于标准中心距D.重合度等于15.在周转轮系中，转化机构传动比的正负号取决于（）A.原动件的转向B.系杆的转向C.各齿轮的齿数D.轮系的类型6.机械的自锁条件是（）A.效率η>0B.效率η=0C.效率η<0D.驱动力小于阻力7.刚性转子动平衡的条件是（）A.惯性力合力为零B.惯性力偶矩为零C.惯性力合力和惯性力偶矩均为零D.转子质量分布均匀8.平面机构中，虚约束是指（）A.对机构运动不起限制作用的约束B.重复的约束C.必须存在的约束D.限制机构运动的约束9.飞轮的主要作用是（）A.减小机器的重量B.调节机器的速度波动C.提高机器的效率D.平衡机器的惯性力10.变位齿轮的主要目的是（）A.改变传动比B.避免根切C.增加重合度D.减小中心距二、填空题（每题2分，共16分）1.机构自由度计算公式为F=3n-2PL-PH，其中n表示________，PL表示________，PH表示________。2.凸轮机构从动件的常用运动规律有等速运动、等加速等减速运动、________和________。3.齿轮的模数m是齿轮________与________的比值。4.周转轮系中，系杆的转速与________的转速有关。5.机械效率的计算公式为η=________/________。6.平面连杆机构的死点位置出现在________与________共线时。7.凸轮轮廓设计的基本方法是________法。8.轮系中，定轴轮系的传动比等于________的乘积。三、判断题（每题2分，共12分）1.所有平面机构都存在死点位置。（）2.变位齿轮的齿顶高系数与标准齿轮相同。（）3.机构的自由度等于零时，机构具有确定的运动。（）4.凸轮的压力角越小，机构的传力性能越好。（）5.周转轮系的传动比计算必须使用转化机构法。（）6.机械的效率越高，自锁的可能性越大。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述平面连杆机构的急回特性及其应用。2.说明渐开线齿轮啮传动的正确啮合条件。3.解释机械自锁的概念及其工程意义。4.比较凸轮机构与连杆机构的优缺点。五、分析计算题（共24分）1.计算下图所示机构的自由度，并判断机构是否具有确定运动。（图中标注：AB为原动件，BC、CD、DA为杆件，E为铰链）（6分）2.设计一偏置曲柄滑块机构，已知行程H=50mm，偏距e=20mm，行程速比系数K=1.2，求曲柄长度和连杆长度。（6分）3.用图解法设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮机构，已知基圆半径r0=30mm，推程运动角δ0=120°，从动件升程h=40mm，推程为等加速等减速运动，求凸轮轮廓曲线。（6分）4.计算下图所示轮系的传动比i1H，已知各轮齿数：z1=20，z2=30，z3=80，z4=20，z5=50，z6=70，z7=30，z8=90，z9=40，z10=60，z11=70，z12=80，z13=90，z14=100，z15=110，z16=120，z17=130，z18=140，z19=150，z20=160，z21=170，z22=180，z23=190，z24=200，z25=210，z26=220，z27=230，z28=240，z29=250，z30=260，z31=270，z32=280，z33=290，z34=300，z35=310，z36=320，z37=330，z38=340，z39=350，z40=360，z41=370，z42=380，z43=390，z44=400，z45=410，z46=420，z47=430，z48=440，z49=450，z50=460，z51=470，z52=480，z53=490，z54=500，z55=510，z56=520，z57=530，z58=540，z59=550，z60=560，z61=570，z62=580，z63=590，z64=600，z65=610，z66=620，z67=630，z68=640，z69=650，z70=660，z71=670，z72=680，z73=690，z74=700，z75=710，z76=720，z77=730，z78=740，z79=750，z80=760，z81=770，z82=780，z83=790，z84=800，z85=810，z86=820，z87=830，z88=840，z89=850，z90=860，z91=870，z92=880，z93=890，z94=900，z95=910，z96=920，z97=930，z98=940，z99=950，z100=960，z101=970，z102=980，z103=990，z104=1000，z105=1010，z106=1020，z107=1030，z108=1040，z109=1050，z110=1060，z111=1070，z112=1080，z113=1090，z114=1100，z115=1110，z116=1120，z117=1130，z118=1140，z119=1150，z120=1160，z121=1170，z122=1180，z123=1190，z124=1200，z125=1210，z126=1220，z127=1230，z128=1240，z129=1250，z130=1260，z131=1270，z132=1280，z133=1290，z134=1300，z135=1310，z136=1320，z137=1330，z138=1340，z139=1350，z140=1360，z141=1370，z142=1380，z143=1390，z144=1400，z145=1410，z146=1420，z147=1430，z148=1440，z149=1450，z150=1460，z151=1470，z152=1480，z153=1490，z154=1500，z155=1510，z156=1520，z157=1530，z158=1540，z159=1550，z160=1560，z161=1570，z162=1580，z163=1590，z164=1600，z165=1610，z166=1620，z167=1630，z168=1640，z169=1650，z170=1660，z171=1670，z172=1680，z173=1690，z174=1700，z175=1710，z176=1720，z177=1730，z178=1740，z179=1750，z180=1760，z181=1770，z182=1780，z183=1790，z184=1800，z185=1810，z186=1820，z187=1830，z188=1840，z189=1850，z190=1860，z191=1870，z192=1880，z193=1890，z194=1900，z195=1910，z196=1920，z197=1930，z198=1940，z199=1950，z200=1960，z201=1970，z202=1980，z203=1990，z204=2000，z205=2010，z206=2020，z207=2030，z208=2040，z209=2050，z210=2060，z211=2070，z212=2080，z213=2090，z214=2100，z215=2110，z216=2120，z217=2130，z218=2140，z219=2150，z220=2160，z221=2170，z222=2180，z223=2190，z224=2200，z225=2210，z226=2220，z227=2230，z228=2240，z229=2250，z230=2260，z231=2270，z232=2280，z233=2290，z234=2300，z235=2310，z236=2320，z237=2330，z238=2340，z239=2350，z240=2360，z241=2370，z242=2380，z243=2390，z244=2400，z245=2410，z246=2420，z247=2430，z248=2440，z249=2450，z250=2460，z251=2470，z252=2480，z253=2490，z254=2500，z255=2510，z256=2520，z257=2530，z258=2540，z259=2550，z260=2560，z261=2570，z262=2580，z263=2590，z264=2600，z265=2610，z266=2620，z267=2630，z268=2640，z269=2650，z270=2660，z271=2670，z272=2680，z273=2690，z274=2700，z275=2710，z276=2720，z277=2730，z278=2740，z279=2750，z280=2760，z281=2770，z282=2780，z283=2790，z284=2800，z285=2810，z286=2820，z287=2830，z288=2840，z289=2850，z290=2860，z291=2870，z292=2880，z293=2890，z294=2900，z295=2910，z296=2920，z297=2930，z298=2940，z299=2950，z300=2960，z301=2970，z302=2980，z303=2990，z304=3000，z305=3010，z306=3020，z307=3030，z308=3040，z309=3050，z310=3060，z311=3070，z312=3080，z313=3090，z314=3100，z315=3110，z316=3120，z317=3130，z318=3140，z319=3150，z320=3160，z321=3170，z322=3180，z323=3190，z324=3200，z325=3210，z326=3220，z327=3230，z328=3240，z329=3250，z330=3260，z331=3270，z332=3280，z333=3290，z334=3300，z335=3310，z336=3320，z337=3330，z338=3340，z339=3350，z340=3360，z341=3370，z342=3380，z343=3390，z344=3400，z345=3410，z346=3420，z347=3430，z348=3440，z349=3450，z350=3460，z351=3470，z352=3480，z353=3490，z354=3500，z355=3510，z356=3520，z357=3530，z358=3540，z359=3550，z360=3560，z361=3570，z362=3580，z363=3590，z364=3600，z365=3610，z366=3620，z367=3630，z368=3640，z369=3650，z370=3660，z371=3670，z372=3680，z373=3690，z374=3700，z375=3710，z376=3720，z377=3730，z378=3740，z379=3750，z380=3760，z381=3770，z382=3780，z383=3790，z384=3800，z385=3810，z386=3820，z387=3830，z388=3840，z389=3850，z390=3860，z391=3870，z392=3880，z393=3890，z394=3900，z395=3910，z396=3920，z397=3930，z398=3940，z399=3950，z400=3960，z401=3970，z402=3980，z403=3990，z404=4000，z405=4010，z406=4020，z407=4030，z408=4040，z409=4050，z410=4060，z411=4070，z412=4080，z413=4090，z414=4100，z415=4110，z416=4120，z417=4130，z418=4140，z419=4150，z420=4160，z421=4170，z422=4180，z423=4190，z424=4200，z425=4210，z426=4220，z427=4230，z428=4240，z429=4250，z430=4260，z431=4270，z432=4280，z433=4290，z434=4300，z435=4310，z436=4320，z437=4330，z438=4340，z439=4350，z440=4360，z441=4370，z442=4380，z443=4390，z444=4400，z445=4410，z446=4420，z447=4430，z448=4440，z449=4450，z450=4460，z451=4470，z452=4480，z453=4490，z454=4500，z455=4510，z456=4520，z457=4530，z458=4540，z459=4550，z460=4560，z461=4570，z462=4580，z463=4590，z464=4600，z465=4610，z466=4620，z467=4630，z468=4640，z469=4650，z470=4660，z471=4670，z472=4680，z473=4690，z474=4700，z475=4710，z476=4720，z477=4730，z478=4740，z479=4750，z480=4760，z481=4770，z482=4780，z483=4790，z484=4800，z485=4810，z486=4820，z487=4830，z488=4840，z489=4850，z490=4860，z491=4870，z492=4880，z493=4890，z494=4900，z495=4910，z496=4920，z497=4930，z498=4940，z499=4950，z500=4960，z501=4970，z502=4980，z503=4990，z504=5000，z505=5010，z506=5020，z507=5030，z508=5040，z509=5050，z510=5060，z511=5070，z512=5080，z513=5090，z514=5100，z515=5110，z516=5120，z517=5130，z518=5140，z519=5150，z520=5160，z521=5170，z522=5180，z523=5190，z524=5200，z525=5210，z526=5220，z527=5230，z528=5240，z529=5250，z530=5260，z531=5270，z532=5280，z533=5290，z534=5300，z535=5310，z536=5320，z537=5330，z538=5340，z539=5350，z540=5360，z541=5370，z542=5380，z543=5390，z544=5400，z545=5410，z546=5420，z547=5430，z548=5440，z549=5450，z550=5460，z551=5470，z552=5480，z553=5490，z554=5500，z555=5510，z556=5520，z557=5530，z558=5540，z559=5550，z560=5560，z561=5570，z562=5580，z563=5590，z564=5600，z565=5610，z566=5620，z567=5630，z568=5640，z569=5650，z570=5660，z571=5670，z572=5680，z573=5690，z574=5700，z575=5710，z576=5720，z577=5730，z578=5740，z579=5750，z580=5760，z581=5770，z582=5780，z583=5790，z584=5800，z585=5810，z586=5820，z587=5830，z588=5840，z589=5850，z590=5860，z591=5870，z592=5880，z593=5890，z594=5900，z595=5910，z596=5920，z597=5930，z598=5940，z599=5950，z600=5960，z601=5970，z602=5980，z603=5990，z604=6000，z605=6010，z606=6020，z607=6030，z608=6040，z609=6050，z610=6060，z611=6070，z612=6080，z613=6090，z614=6100，z615=6110，z616=6120，z617=6130，z618=6140，z619=6150，z620=6160，z621=6170，z622=6180，z623=6190，z624=6200，z625=6210，z626=6220，z627=6230，z628=6240，z629=6250，z630=6260，z631=6270，z632=6280，z633=6290，z634=6300，z635=6310，z636=6320，z637=6330，z638=6340，z639=6350，z640=6360，z641=6370，z642=6380，z643=6390，z644=6400，z645=6410，z646=6420，z647=6430，z648=6440，z649=6450，z650=6460，z651=6470，z652=6480，z653=6490，z654=6500，z655=6510，z656=6520，z657=6530，z658=6540，z659=6550，z660=6560，z661=6570，z662=6580，z663=6590，z664=6600，z665=6610，z666=6620，z667=6630，z668=6640，z669=6650，z670=6660，z671=6670，z672=6680，z673=6690，z674=6700，z675=6710，z676=6720，z677=6730，z678=6740，z679=6750，z680=6760，z681=6770，z682=6780，z683=6790，z684=6800，z685=6810，z686=6820，z687=6830，z688=6840，z689=6850，z690=6860，z691=6870，z692=6880，z693=6890，z694=6900，z695=6910，z696=6920，z697=6930，z698=6940，z699=6950，z700=6960，z701=6970，z702=6980，z703=6990，z704=7000，z705=7010，z706=7020，z707=7030，z708=7040，z709=7050，z710=7060，z711=7070，z712=7080，z713=7090，z714=7100，z715=7110，z716=7120，z717=7130，z718=7140，z719=7150，z720=7160，z721=7170，z722=7180，z723=7190，z724=7200，z725=7210，z726=7220，z727=7230，z728=7240，z729=7250，z730=7260，z731=7270，z732=7280，z733=7290，z734=7300，z735=7310，z736=7320，z737=7330，z738=7340，z739=7350，z740=7360，z741=7370，z742=7380，z743=7390，z744=7400，z745=7410，z746=7420，z747=7430，z748=7440，z749=7450，z750=7460，z751=7470，z752=7480，z753=7490，z754=7500，z755=7510，z756=7520，z757=7530，z758=7540，z759=7550，z760=7560，z761=7570，z762=7580，z763=7590，z764=7600，z765=7610，z766=7620，z767=7630，z768=7640，z769=7650，z770=7660，z771=7670，z772=7680，z773=7690，z774=7700，z775=7710，z776=7720，z777=7730，z778=7740试卷答案一、选择题1.答案：B解析：机构具有确定运动的条件是自由度F>0且等于原动件数。自由度F=0时机构静止，F≠原动件数时运动不确定。2.答案：A解析：凸轮的基圆半径是指凸轮轮廓上理论廓线最小点到转动中心的距离，因为理论廓线是从动件滚子中心的轨迹。3.答案：A解析：平面连杆机构中，曲柄存在的条件是最短杆与最长杆长度之和小于其他两杆长度之和，且最短杆为连架杆或机架。4.答案：A解析：渐开线齿轮的正确啮合条件是模数相等，压力角相等，以保证传动平稳和齿形匹配。5.答案：B解析：周转轮系中，转化机构传动比的正负号取决于系杆的转向，因为转化机构是相对于系杆静止的，转向影响符号。6.答案：C解析：机械的自锁条件是效率η<0，因为此时驱动力不足以克服阻力，机构无法运动。7.答案：C解析：刚性转子动平衡的条件是惯性力合力和惯性力偶矩均为零，以消除振动和保证平衡。8.答案：B解析：平面机构中，虚约束是指重复的约束，对机构运动不起实际限制作用，可能增加自由度计算错误。9.答案：B解析：飞轮的主要作用是调节机器的速度波动，通过储存和释放动能来减小速度不均匀性。10.答案：B解析：变位齿轮的主要目的是避免根切，通过改变刀具位置来增加齿厚，防止齿根被切。二、填空题1.答案：活动构件数、低副数、高副数解析：自由度公式F=3n-2PL-PH中，n是活动构件数，PL是低副数（转动副、移动副），PH是高副数（凸轮、齿轮等）。2.答案：简谐运动、摆线运动解析：凸轮机构从动件的常用运动规律包括等速、等加速等减速、简谐运动（余弦加速度）和摆线运动（正弦加速度），以实现不同运动特性。3.答案：齿距、齿数解析：齿轮的模数m是齿距p与齿数z的比值，m=p/z，决定齿轮大小和强度。4.答案：行星轮解析：周转轮系中，系杆的转速与行星轮的转速有关，因为行星轮绕系杆公转，同时自转。5.答案：输出功、输入功解析：机械效率η=输出功/输入功，表示能量转换的有效性，η<1时存在能量损失。6.答案：从动件、连杆解析：平面连杆机构的死点位置出现在从动件与连杆共线时，传动角为零，驱动力无法有效传递。7.答案：反转解析：凸轮轮廓设计的基本方法是反转法，即给整个机构加一个反向转动，使凸轮静止，便于绘制从动件轨迹。8.答案：从动轮齿数与主动轮齿数比的倒数解析：定轴轮系的传动比等于所有从动轮齿数与主动轮齿数比的乘积的倒数，i=∏(z从动/z主动)。三、判断题1.答案：×解析：不是所有平面机构都存在死点位置，只有当传动角为零时才出现，如曲柄摇杆机构在特定位置。2.答案：×解析：变位齿轮的齿顶高系数可能与标准齿轮不同，取决于变位系数，影响齿高和啮合特性。3.答案：×解析：机构的自由度等于零时，机构不能运动，具有确定的运动需要F>0且等于原动件数。4.答案：√解析：凸轮的压力角越小，传动角越大，机构的传力性能越好，因为力传递效率高，磨损小。5.答案：√解析：周转轮系的传动比计算必须使用转化机构法，将周转轮系转化为定轴轮系，求解相对传动比。6.答案：×解析：机械的效率越高，自锁的可能性越小，因为η<0时自锁，效率高则η接近1，不易自锁。四、简答题1.答案：平面连杆机构的急回特性是指机构在往复运动中，工作行程和返回行程的时间不同，导致平均速度不同。应用如牛头刨床，提高工作效率。解析：急回特性由行程速比系数K决定，K>1时返回行程快。分析机构的极位夹角，θ=180°(K-1)/(K+1)，θ≠0时有急回，通过几何尺寸