机械原理习题集汇总

《机械原理习题集》

选择题

1、在机构中，某些不影响机构运动传递的重复部分所带入的约束为。

A. 虚约束

B. 局部自由度

C. 复合铰链

2、对于双摇杆机构，最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和。

A. 一定

B. 不一定

C. 一定不

3、设计凸轮廓线时，若减小凸轮的基圆半径，则凸轮压力角将。

A. 增大

B. 不变

C. 减小

4、在其他条件相同时，斜齿圆柱齿轮传动比直齿圆柱齿轮传动重合度。

A. 小

B. 相等

C. 大

5、利用飞轮进行调速的原因是它能能量。

A. 产生

B. 消耗

C. 储存和放出

6、自由度为2的周转轮系是。

A. 差动轮系

B. 行星轮系

C. 复合轮系

7.两个运动构件间相对瞬心的绝对速度。

①均为零②不相等③不为零且相等

8.机构具有确定运动的条件是原动件数目等于的数目。

①从动件②机构自由度③运动副

9.若标准齿轮与正变位齿轮的参数m，Z，α，ha*均相同，则后者比前者的：齿根高，分度圆直径，分度圆齿厚，周节。

①增大②减小③不变

10.在高速凸轮机构中，为减少冲击与振动，从动件运动规律最好选用运动规律。

①等速②等加等减速③余弦加速度④正弦加速度

11.静平衡的转子是动平衡的；动平衡的转子是静平衡的。

①一定②不一定③一定不

12.机械系统在考虑摩擦的情况下，克服相同生产阻力时，其实际驱动力P与理想驱动力P0的关系是：P P0。

①小于②等于③大于④大于等于

13.差动轮系是指自由度。

①为1的行星轮系；②为2的定轴轮系；③为2的周转轮系；

14.设计标准齿轮时，若发现重合度小于1，则修改设计时应。

①加大模数②增加齿数③加大中心距

15.曲柄滑块机构若存在死点时，其主动件必须是，在此位置与共线。

①曲柄②连杆③滑块

16.两构件组成平面转动副时，则运动副使构件间丧失了的独立运动。

①二个移动②二个转动③一个移动和一个转动

17.已知一对直齿圆柱齿轮传动的重合εα=1.13，则两对齿啮合的时间比例为。

① 113% ② 13% ③ 87% ④ 100%

18.具有相同理论廓线，只有滚子半径不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律，凸轮的实际廓线。

①相同②不相同③不一定

19.渐开线齿轮传动的轴承磨损后，中心距变大，这时传动比将。

①增大②减小③不变

20. 若发现移动滚子从动件盘形凸轮机构的压力角超过了许用值，且实际廓线又出现变尖，此时应采取的措施是 。

① 减小滚子半径 ② 加大基圆半径 ③ 减小基圆半径

21.拟将曲柄摇杆机构改换为双曲柄机构，则应将原机构中的 作为机架。 ①曲柄 ②连杆 ③摇杆

23.对心曲轴滑块机构的曲柄长度为a ，连杆长度为b ，则最小传动角＝ 。

24.刚性转子动平衡的力学条件是 。

①惯性力系的主矢为零 ②惯性力系的主矩为零 ③惯性力系的主矢、主矩均为零 25.凸轮轮廓曲线出现尖顶时的滚子半径 该点理论廓线的曲率半径。 ①大于等于 ②小于 ③等于小于 ） 26. 机械自锁的条件是 。

①效率大于零 ②效率大于 1 ③效率小于或等于零

28.一对正传动的变位齿轮, 它们的变位系数之和x1+x2 。 ① =0 ② >0 ③ <0

38.平面四杆机构中存在死点取决于 是否与连杆共线。 A 、 主动件 B 、 从动件 C 、 机架 D 、 摇杆

39.在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角min γ 。 A 、 尽可能小一些 B 、 尽可能大一些 C 、 为00 D 、 为0

90 40.与连杆机构相比，凸轮机构的最大缺点是 。 A 、 惯性力难以平行 B 、 点、线接触易磨损 C 、设计较为复杂 D 、不能实现间歇运动 41. 盘形凸轮机构的压力角恒等于常数。

A 、摆动尖顶推杆

B 、直动滚子推杆

C 、摆动平底推杆

D 、摆动滚子推杆

42.渐开线上某点的压力角是指该点所受正压力方向与该点 方向线之间所夹的锐角。 A 、绝对速度 B 、相对速度 C 、滑动速度 D 、牵连速度

43.渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度是实际啮合线段与 的比值。 A 、齿距 B 、基圆齿距 C 、齿厚 D 、齿槽宽

44.用标准齿条形刀具加工*

ha =1、0

20=α的渐开线标准齿轮时，不发生跟切的最少齿数是 。

A 、14

B 、15

C 、16

D 、17

45.当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（ ）确定的运动。 A ）有 B ）没有 C ）不一定 49.直齿圆柱齿轮的齿根圆直径（ ）大于基圆直径。 A ）一定 B ）不一定 C ）一定不

50.对于结构尺寸为b/D>0.2(b 为转子宽度)的刚性转子,需进行（ ）。 A ）动平衡 B)静平衡 C)不用平衡 判断题

1)满足动平衡条件的刚性转子也一定满足静平衡条件。( )

2)任何机构都是将若干个基本杆组依次连接到原动件和机架上而构成的。( ) 3)在曲柄滑块机构中,当曲柄做主动件,就必然有死点存在。( ) 4)机器主轴作周期性速度波动时,在一个周期内其动能的增量为零。 ( ) 5)齿轮传动包括蜗杆传动，其传动比等于从动轮直径与主动轮直径之比。 ( ) 7)两变位齿轮组成正传动,则两个齿轮必定都是正变位的。( )

8)标准渐开线齿轮与齿条啮合时，无论其是否标准安装，齿轮的节圆与分度圆始终重合。 ( ) 9）对心曲柄滑块机构都具有急回特性。( ) 10）渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。 ( )

11)当两直齿圆柱齿轮的安装中心距时，为保证无侧隙啮合，应采用正传动。( ) 12）凸轮机构中当从动件的速度有限量突变时，存在柔性冲击。( ) 13）用飞轮调节周期性速度波动时，可将机械的速度波动调为零。( ) 14）斜齿圆柱齿轮的法面压力角大于端面压力角。( )

15）加工负变位齿轮时，齿条刀具的分度线应向远离轮坯的方向移动。( ) 16）在铰链四杆机构中，固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。( ) 17）平底直动从动件盘状凸轮机构的压力角为常数。( ) 18）周转轮系的传动比等于轮系中各对齿轮传动比的连乘积。( ) 问答题

1、机构组成原理是什么？

2、铰链四杆机构的基本形式有哪几种？

3、凸轮从动件运动规律中，何谓“刚性冲击”和“柔性冲击”？

4、何谓齿轮的“根切现象”？它是怎么产生的？有何危害？

5、一对啮合的标准齿轮，如果不按标准中心距安装时，啮合角和压力角有什么关系？节圆和分度圆有什么关系？

6、什么样的转子只需进行静平衡？什么样的转子必须进行动平衡？

填空题

1． 在平面机构中若引入H P 个高副将引入 个约束，而引入L P 个低副将引入 个约束，则活动构件数n 、约束数与机构自由度F 的关系是 。

2． 机构具有确定运动的条件是: ；若机构自由度Ｆ>0，而原动件数０，而原动件数>F ，则各构件之间 。

5．在凸轮机构的各种常用从动件运动规律中， 运动规律具有刚性冲击； 运动规律具有柔性冲击；而 运动规律无冲击。

7．能实现间歇运动的机构有 。

8．当原动件为整周转动时，使执行构件能作往复摆动的机构有 ； ； 。 9．等效质量和等效转动惯量可根据等效原则： 来确定。

11.构件与零件的含义是不同的。构件是 ，零件是 。

12.按构件的接触情况，运动副分为高副与低副。高副是指 ，低副是指 。

14.作用于机械上驱动力的方向与其作用点速度方向之间的夹角为 （锐角，钝角，直角或其他）。

15.滚子从动件盘形凸轮机构，若滚子半径为r ，为使凸轮实际廓线不变尖，则理论廓线的最小曲率半径ρmin 应满足的条件是： 。 16.机械安装飞轮的目的是： 。

9，机构优化设计的三个组成部分分别为：，，。

10，连杆机构的优点是，缺点是。

11，凸轮机构的优点是，缺点是。

12，与摩擦传动、带传动和链传动相比，齿轮机构的优点是，缺点是。

13，机构运转时，其传动角的大小是变化的，为了保证机构传动良好，设计时通常应使。14，凸轮机构的基圆大小选择应遵循一定原则，若基圆太大，则，若基圆太小，则，故一般应。

15，速度瞬心是两刚体上为零的重合点，作相对运动的三个构件的三个瞬心必。

17.对心滚子推杆盘形凸轮机构的基圆半径是从到的最短距离。

18.设计凸轮机构时，若量得某点的压力角超过许用值，可以用、使压力角减小。

19.以渐开线作为齿廓的优点是，，。

20.用标准齿条型刀具加工标准齿轮时刀具的与轮坯的作纯滚动。

21.正变位齿轮与标准齿数比较，其齿顶高（增大或减小），齿根高（增大或减小）。

22.行星轮系的自由度为。差动轮系的自由度为。

23.两个做平面平行运动的构件之间为接触的运动副称为低副，它有个约束；而为或接触的运动副称为高副，它有个约束。

24.在对心直动平底从动件盘形凸轮机构中，当将凸轮的基圆半径增大时，其压力角将；而当采用对心直动尖底从动件时，在凸轮的基圆半径增大后，其压力角将。平底垂直于导路的直动推杆盘形凸轮机构，其压力角等于。

25.速度瞬心可定义为互相做平面相对运动的两构件的点。

26.在曲柄摇杆机构中，当与两次共线位置时出现最小传动角。

27.为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在轴上。

，其变化幅度与有关。

30.加工负变位齿轮时,刀具应当相对被加工的轮坯中心移。

31.若一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动时的重合度为 1.45,则表示实际啮合线上有 P b长度属于双齿啮合区。

33.从效率的角度来判断机器自锁时，其条件是。

34.机器的制造单元是____________，运动单元是____________；机构具有确定运动的条件是其自由度数等于____________数。

40.由M个构件铰接于一点的复合铰链应包含个转动副。

42.为了使从动件获得间歇转动，则可以采用机构，或机构。

43．在平面机构中若引入一个高副将引入————个约束，而引入一个低副将引入————个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是————————————————。

44．机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛，从摩察角度来看，起主要原因是————————————————。

45．凸轮机构中的压力角是———————————————和———————————————所夹的锐角。

46．当四杆机构的压力角α=90°时，传动角等于————————，该机构处于————————位置。

47．如果要求两齿轮的角速度之比为定值，则这对齿廓在任何一点接触，应使两齿廓在

接触点的公法线与其————————————。

计算分析题

1，图所示，已知：BC//DE//GF，且分别相等，计算平面机构的自由度。若存在复合铰链、局部自由度及虚约束，请指出。

2，在图示铰链四杆机构中，已知：l BC=50mm，l CD=35mm，l AD=30mm，AD为机架，若将此机构为双摇杆机构，求l AB的取值范围。

3，如题四图所示曲柄滑块机构，曲柄AB等速整周回转。设曲柄为主动件，滑块朝右为工作行程，

γ出确定曲柄的合理转向，简要说明理由；设曲柄为主动件，画出急位夹角θ，最小传动角min

现的位置；此机构在什么情况下，出现死点位置，指出死点位置。

B

4，如题图所示，偏置直动滚子从动件盘形凸轮机构，已知凸轮实际轮廓线为一圆心在O点的偏

心圆，其半径为R. 从动件的偏距为e ，试用作图法： 确定凸轮的合理转向；

画出该机构的凸轮理论廓线及基圆；

标出当从动件从图示位置升到位移s 时,对应凸轮的转角δ及凸轮机构的压力角α。

4题图

5，一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，已知齿数1z ＝25，2z ＝55，模数m ＝2 mm ，压力角α＝200

，*a h ＝1，*

c ＝0.25。试求：

1．齿轮1在分度圆上齿廓的曲率半径ρ； 2．齿轮2在齿顶圆上的压力角a2α；

3．如果这对齿轮安装后的实际中心距a '=81mm,求啮合角α'和两齿轮的节圆半径1r '、2r '。

7,已知某机械一个稳定运动循环内的等效力矩r M 如题八图所示，等效驱动力矩d

M 为常

数，等效构件的最大及最小角速度分别为：s rad /200max =w 及s rad /180min =w 。试求：

等效驱动力矩

d

M 的大小；运转的速度不均匀系数δ；当要求δ在0.05范围内，并不计其

余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯量F J 。

7 题图 解7题图

9,计算图示机构的自由度自由度,若含复合铰链, 局部自由度或虚约束请明确指出,并说明原动件数是否合适。（10）

9 题图

12.图示凸轮机构中, 凸轮廓线为圆形,几何中心在B 点.请标出:（10） 1）凸轮的理论廓线； 2）凸轮的基圆； 3）凸轮机构的偏距圆；

4）凸轮与从动件在D 点接触时的压力角；

5）凸轮与从动件从在C 接触到在D 点接触时凸轮转过的角度。

12 题图

2 题图2 题图

等宽凸轮

13.在如图所示轮中，已知各轮齿数及齿轮1Z 的角速度1w ，求齿轮1Z 与系杆H 的传动比

1

1?H H

i w w =

=（12） 15.已知机组在稳定运转时期的等效阻力矩的变化曲线M r -j 如图所示，等效驱动力矩为常数M d =19.6 N.m ,主轴的平均角速度m w =10rad/s . 为了减小主轴的速度波动，现装一个飞轮，飞

δ。（10）

17.运动链N 13-012,N 2

3-111,N 4-0112，画出其运动链的结构图。

18.试在图示凸轮机构中，(1) 标出从动件与凸轮从接触点C 到接触点D 时，该凸轮转过的转角j ；(2) 标出从动件与凸轮在D 点接触的压力角α; (3) 标出在D 点接触时的从动件的位移

s 。

19.设计曲柄摇杆机构。已知其行程速度变化系数 1.4K =，曲柄长30a mm =，连杆长

80b mm =，摇杆的摆角40ψ?=。求摇杆长度c 及机架长度d 。

20.已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩r M 如图所示，等效驱动力矩d M 为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：

max 200rad s w =及min 180rad s w =。试

求：(1) 等效驱动力矩d M 的大小； (2) 运转的速度不均匀系数δ； (3) 当要求δ在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上的飞轮的转动惯量F J 。。

21.在图示轮系中，单头右旋蜗杆1的转速11450min n r =，回转方向如图，各轮齿数分别为

237z =，'215z =，325z =，'320z =，460z =。试求轴B 的转速B n 的大小及方向。

21 题图

22.一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，己知齿数125z =，255z =，模数m =2 mm ，20α?

=，*a h =1，*c =0.2 5。求：(1) 齿轮1在分度圆上齿廓的曲率半径ρ； (2) 齿轮2在齿顶圆上

的压力角2a α； (3)如果这对齿轮安装后的实际中心距'81a mm =，求啮合角'

α和两轮节圆半径'

1r 、'

2r 。

23.计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。

24.试在图上标出铰链四杆机构图示位置压力角α和传动角γ。

25.如图所示，薄壁上有不平衡重Q1=10N、Q2=20N，所在半径分别为：r1=200mm，r2=100mm 。试求：1)在r=100mm半径的圆上，应加配重Q= ？2)配重Q的方位与OX轴之间的夹角α= ？

26.设计一曲柄摇杆机构。已知L AD=75mm，L CD=60mm，当曲柄转角φ=150°时摇杆处于右极限位置，要求机构行程速比系数K=1.18182。

27.图示为某机组在一个稳定运转循环内等效驱动力矩Md和等效阻力矩Mr的变化曲线，并已知在图中写出它们之间包围面积所表示的功值(N·d)。

1)试确定最大赢亏功Amax；

2)若等效构件平均角速度w m=50rad/s，运转速度不均匀系数δ=0.1，试求等效构件的w min及w max

的值及发生的位置。

28.试在图示的偏心圆凸轮机构中表示出：

1) 凸轮的基圆半径、升距h；

2) 凸轮由图示位置转过90°时的机构压力角；

3) 凸轮由图示位置转过90°时，推杆的位移增量。

28题图

29.一对直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i12=2，齿轮的基本参数：m=4mm，α=20o，h*a =1.0。1.按标准中心距a=120mm安装时，求：①齿数

Z、Z2；②啮合角a′；③节圆直径d1′、d2′；

1

2.若取齿数Z1=15、Z2=30，中心距a′=92mm，试作：①求避免根切的小齿轮的变位系数x1；②求传动啮合角；③说明属于何种变位传动。

七、图示轮系中，已知各轮齿数：

Z=1，Z2=40，Z2′=24，Z3=72，Z3′=18，Z4=114。(12 分)

1

1)该轮系属于何种轮系？

2)计算传动比i1H，并在图中标出系杆H的转向。

29 题图 30题图

30.图示曲柄摇杆机构运动简图，所用比例尺为μl=1mm/mm。试作：

1.画出摇杆在两个极限位置时的机构位置图，并标出摇杆CD的摆角φ；

2.标出极位夹角θ；

3.计算行程速比系数K；

31.将该机构进行修改设计：L AB、 L BC、K保持不变，使摆角φ=2θ，试用图解法求摇杆长度 L CD 及机架长度L AD。 (在原图上直接修改)

32.图示圆盘上有三个已知不平衡重：Q1=2N，Q2=0.5N，Q3=1N，它们分别在R=20mm的同一圆周上。今欲在R′=30mm 的圆周上钻孔去重使它达到平衡，试求去重的大小，并在图上表示出钻孔的位置。

33.计算图示机构的自由度。如有复合铰链、局部自由度及虚约束需说明。

34.标准斜齿圆柱齿轮传动，已知:Z1=15，Z2=20，m n=4mm，αn=20°，β=15°求齿轮传动中心距a。

35.在图示轮系中，根据齿轮1的转动方向，标出涡轮4的转动方向。

36.在薄片圆盘上，有两个不平衡量Q1=5N，Q2=8N,ｒ1=ｒ2=10mm。试用图解法确定应加平衡重的重径积W，并在图中标出它与0X轴所夹的方向角a。

37．图示为平底从动件偏心圆凸轮机构。试在图上画出：

1.基圆半径r0；

2.升距h；

3.该位置机构压力角a；

4.该位置从动件位移S；

并说明凸轮的理论廓线是否为圆？

38.如图所示正弦机构。已知L AB=800mm，构件3的质量m=80kg，J2=10kgm2作用于构件3的阻力Q=500N，不计构件2的质量。以曲柄1为等效构件，求该瞬时机构的等效转动惯量Je和等效阻力矩Mr。

39.计算图示机构的自由度，若含有局部自由度、复合铰链及虚约束需指出。

40.图示凸轮机构。在图中画出凸轮的基圆、偏距圆及理论廓线。

41.图示轮系（各轮齿数见图）。

1.说明轮系类型；

2.计算传动比i14；

3.说明n4与n1转动方向是否相同；

4.以齿轮1为原动件，判断轮系是增速还是减速机构？

43.由发动机直接带动空气压缩机组成机械系统。当以发动机主轴为等效构件时，等效驱动力矩M d=10000+1000sinψ, 等效阻力矩M r=10000-1000sin3ψ，(单位为N﹒m) 式中ψ为主轴转角，主轴平均转速n=600转/分，许用运转不均匀系数[δ]=0.01，试计算装在主轴上飞轮的转动惯

量JF。

44.图示插床六杆机构, 已知L AD=50mm,L CD=40mm,L CE>L CD，行程速比系数K=2.0。机构中曲柄1等角速度转动, 构件3绕D点整周转动。试求曲柄长度L AB和插刀5的行程H。（图解法, 解析法任选)

45.图为以曲轴H为等效构件稳定运转一周期的等效阻力矩Mr曲线, 等效驱动力矩Md为常数 A 轴转速n A=730转/分, 转动惯量J A=0.02kg·m2, 曲轴转速战速决n H=100转/分。试求满足运转不均匀系数[δ]=0.1的飞轮转动惯量J F。

46.图示干草压缩机的机构运动简图（比例尺为μl）。原动件曲柄1以等角速度ω1转动，试用矢量方程图解法求该位置活塞5的速度与加速度。要求：

1.写出C 、E点速度与加速度的矢量方程式；

2.画出速度与加速度矢量多边形（大小不按比例尺，但其方向与图对应）；

3.据矢量多边形写出计算E点的速度V E与加速度a E的表达式。

47.图示为运输机的机构示意图。要求摆杆在垂直线左右β＝30°范围作摆动，机构的形成速比系数K＝1.5，滑块行程H＝500mm，又已知连杆长度L CE＝700mm，试设计此机构。

48.用齿条刀具切制直齿圆柱齿轮。

1.已知刀具参数为：m，α，h a* ,c* ,试推导切制标准不根切的最少齿数Zmin；

2.当切制齿轮的参数为：m＝5mm,α=20°, h a*=1.0，Z＝10，试计算：

①不发生根切的最小变位系数χmin；

②若取变位系数χ＝0.5，试计算：

分度圆直径d；基圆直径d b；齿根圆直径d f；周节P；基节P b。

49.图示轮系中，已知各论齿数：

Z＝1，Z2=40,Z2′=24,Z3=72,Z3′=18,Z4=114。

1

1.该轮系属于何种轮系？

2.计算传动比i1H，并在图中标出杆系H的转向。

50.图示为起重机的机构示意图。作用于构件1上的驱动力矩M d＝60N·m，重物Q＝1000N，卷筒半径R＝0.1m，齿轮齿数：Z1＝20，Z2＝40，转动惯量分别为J1＝1Kg·m2，J2＝4Kg· m2。若取构件1为等效构件，求等效转动惯量Je和等效力矩Me。

题2－2图

题2－3

图

题2－4图

51.图所示为高速机械压力机的机构简图，除去曲柄1、连杆2之外，机构尺寸关于y 轴对

称，试求它的自由度

52.题2－3图所示为连杆机械压力机的机构简图，试求它的自由度

53. 题2－4图所示为齿轮连杆组合机构的机构简图，其中构件2、5组成齿轮齿条副，构件2、3组成移动副，试求它的自由度

54.计算图示机构的自由度，并判断该机构的运动是否确定；（标有箭头的构件为原动件）若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，判断机构级别。

55.一对标准安装的渐开线标准圆柱齿轮的啮合传

动。已知a=100mm ，201=Z ，302=Z ，0

20=α，881=da mm 。 （1） 试计算下列几何尺寸

① 齿轮的模数m ； ② 两轮的分度圆直径1d ，2d ； ③ 两轮的齿根圆直径d f1，d f2；

④ 两轮的基圆直径1b d ，2b d ； ⑤ 顶隙c 。

（2） 若安装中心增至'a =102mm ，试问： ① 上述各值有无变化，如有应为多少？ ② 两轮的节圆半径'1r 、'2r 和啮合角'α为多少？

56.计算如图所示机构的自由度，若含有复合铰链、局部自由度或虚约束要逐一指出。确定机构所含杆组的数目和级别，并判断机构的级别。

57. 020=α，2d ；③ 两轮的齿根圆直径1f d ，2f d ；④ 两轮的基圆直径1b d ，2b d ；⑤ 顶隙c 。

58.计算图示机构的自由度