机械原理考试试题及答案

机械原理考试试题及答案模拟练习2――洪灵试题1一、选择题（每空2分，共10分）1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。

A、从动件的尺寸B、机构组成情况C、原动件运动规律D、原动件运动规律和机构的组成情况2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm，80mm，100mm，当以30mm的杆为机架时，则该机构为A机构A、双摇杆B、双曲柄C、曲柄摇杆D、不能构成四杆机构3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。

A、一次多项式运动规律B、二次多项式运动规律C、正弦加速运动规律D、余弦加速运动规律4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。

A、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡B、动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来C、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b与其直径D之比b/D<0.2）D、使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。

A、模数B、分度圆上压力角C、齿数D、前3项二、填空题（每空2分，共20分）两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。

作相对运动的三个构件的三个瞬心必在同一条直线上。

转动副的自锁条件是驱动力臂w摩擦圆半径。

斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点：啮合性能好，重合度大，结构紧凑。

在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为2,则称为差动轮系，若其自由度为1,则称其为行星轮系。

装有行星轮的构件称为行星架（转臂或系杆）。

棘轮机构的典型结构中的组成有：摇杆、棘爪、棘轮等。

三、简答题（15分）什么是构件？答：构件：机器中每一个独立的运动单元体称为一个构件；从运动角度讲是不可再分的单位体。

何谓四杆机构的“死点”？答：当机构运转时，若出现连杆与从动件共线时，此时Y =0，主动件通过连杆作用于从动件上的力将通过其回转中心，从而使驱动从动件的有效分力为零，从动件就不能运动，机构的这种传动角为零的位置称为死点。

用范成法制造渐开线齿轮时，出现根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？答：出现根切现象的原因：刀具的顶线（不计入齿顶比普通齿条高出的一段c*m ）超过了被切齿轮的啮合极限点N1，则刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去。

避免根切的方法：减小齿顶高系数ha*加大刀具角a变位修正四、计算题（45分）模拟练习2――洪灵1、计算如图1所示机构的自由度，注意事项应说明？ ( 5*2)a b图1小题a:其中A、B处各有一个转动副，B处有一个移动副，C、D处的移动副记作一个移动副。

即n=3, P1 =4, Ph=O, p'F'O ；所以该机构自由度为：F =3n -(2p「P h - p') - F'=3 3 -(2 4 0 -0)- 0=1小题b：其中A、B、C、G、H处各有一个转动副，F处为复合铰链有两个转动副，B处有一个局部自由度，D、E处的两个移动n =7, P i =9, P h =1, P=0，F=1；所以该机构自由度为:副记作一个移动副。

即D 2 3 4EA -1F =3n -(2p iP h - p') -F' =3 7 -(2 9 1 -0)-1-1 2、 如图2所示机构中，各尺寸为：IAB=30mm , IAC=100mm ，IBD=50mm , IDE=40mm ，曲柄以等角速度 w 1=10 rad/s 运动,试用图解法求机构在45时，点D 和E 的加速度，以及构件 2的角速度和角加速度。

(15分)i.速度分析 %bC 2 1 bc d'和e',由图可得:模拟练习2――洪灵C （ C2 和 C3）为重合点，贝U Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0, « 3= « 2, a 3= a 2。

V B - l AB =10 °.° 3 = °.3m/s V C2 二 V B V C2 B 二 V C3 + V C2C3 方向 -AB _ BC //BC 大小 < ? 0 ? 取i v=0.005m • s-1/mm 作上式的速度图 （图 b ）, 再根据速度影像原理得点 d 及eo VD=%Pd =0.005 45.2 = 0.23m/s （沿pc 方向） VE=%pe = 0.005 34.4 = 0.17m/s （沿pe 方向） 0.005 48.5 =2.00rad /s （瞬时针） 0.123 ii. 加速度分析 a B = a B 二■12l AB =100 0.03 =3m/s 2 a C 2B f 廟l BC =2.002 0.123 =0.49m/s 2 a C 2C3 =2 3V C2C3 =2 2 0.005 34.^ 0.69m/s 2 （方向 D —；E ）大小以1 a=0.04m • s-2/mm 作加速度图（图c ）,再加速度影像原理得点 a D ，a p'd'=0.04 65.14 = 2.61m/s 2 （沿p'd'方向）a E =二a p'e'=0.04 71.01 = 2.84m/s 2 （沿 p'e'方向）a c2a B n a C2B ta c2B a c3 ta c2C 3 r a C2C3方向 B —； A c —； B - BC -BC // BC解：以［1 l=0.0025m/mm 作机构的位置简图,-警=管=鸯許―,（顺时h >两鞄的分度岡克径:榄拟练习2—戟良，酣-对渐开线極合标准解醉齿轮机杯礙沪贸z 心压力脑与齿顶高肆打为瞬假试该圆柱齿屜机构的传动比il2 两轮的分度圆宜風、齿顶岡亘径、齿根闔宜径、纂圆亶径、分度圆王齿厚求两轮的申心距答:该圆柱齿轮机樹的传动比-Ml-必=mz x =3x18 = 54nifH d、= mz-,= 3x36= 108mw?d a[= (z l 4-2舟：)碑= (18 + 2xl)x3 = 63wtd a2= (z2 + 2A*)m =(36 + 2x l)x 3 = 117mm齿根圆亘径:d f, = (z1 - 2&； - 2c = (18-2x 1 —2x 0,25)x 3 = 46,5mmd f2 =(z3-2/i；-2c*)/H = (36-2xl-2x 075) x3 = l QQSmm越恻直轻,為=必 X cose = 54 x cos 20°- 50.74/rvfi= d2xcosd^ \ 17 xcos20°= 109.^4;?irt；分度MJttV厚;测 3J4 x 3 . _t----- =4Ji.rrv?i2两轮中牲屈54 + 108 O1---------- =刃卉州24. 超图承轮察中.已知：a =22,旧=!（乳Z3h =Z5o试求传动比订名〔川分）善’齿轮L 1. 3、H组成行星轮系那井’齿ft 3\ 4. $组成宦轴轮系部分;其中存圮轮乘擁分的传动比:團8822由图中可知:又有:由式仁2, 5, d联立可得’五、设计题（10分）设计一导杆机构.己知机農崔度ItXhnm・行程速比棗贅要菠保轨迹.以及昼要的立字说明〉解；导杆机构的扱拉夹甬18OJ(K—1)K +】l80Q x(L5-l)L5 + 1= 36°：n一纠—%一_ z z z3 - iM3 _ _ _ _%一少丹石习Z l定轴轮系部分土覘据导杆机构的特性知上件ZjnDn-(p-0柞ZmDn的莓平分线”在该堤上取^DA =«= 100呦{即机憨度）过A点作#杆枉一扱悅的垂ACI AC2>,其即汨曲柄，故a = d^i <p!2）=100xsin（36/2}=30»90wm试题2一*典空题CW2分’共刑分）机构具料确定运动的条件：机构自由度散=机构的原动杵數"遠度型愎的相他原理只能应用于同一枸件上的各点.对心曲机构•若臥滑块为机架.则该机构演化为定块机构£或宜动导杆机构h移动副的自锁娥件是：姿动力榨用在移动副的庫擦角内°凸轮机构推杆的常用运动规律中.1次堂顼式运动规律有刚性冲击.斷开战的形状取抉于基圆的大那.直齿例柱齿轮机构的正确临合条丼是t模敢相等、压力角相尊*有一外槽牠机构.已知槽轮的擠融2 = 4.转盘上装肖一平哺销,创该槽轮机构的运动靠数k= 0,25.三、计算题（共45 分）1、 绘制缝纫机下针机构简图（草图） (5分)图示 为一内燃机的机构简图，试计算其自由度,组成此机构的基本杆组及机构级别。

答：见图 所以机 所示。

活动构件n=7;低副pl=10;构的自由度为F =3n-(2p i P h-p')-F' =3 7 -(2 10 1 0 -0) -0 =1以AB 为原动件：机构可分解成下图。

n 级机构回转构件进行动平衡时，应在两个平衡基面上加平衡质量 当两构件组成兼有滑动和滚动的高副时，其瞬心在 过接触点高副元素的公法线处。

：、简答题（每小题5分，共25 分）i 、简述构件和零件的区别和联系？答：构件：从运动角度讲是不可再分的单位体。

零件：从制造角度讲是不可再分的单位体。

构件可以由多个零件通过刚性联结获得。

2、什么是当量摩擦系数？答：为了计算摩擦力简便，把运动畐V 元素几何形状对运动副的摩擦力的影响因素计入到摩擦系数中，这种转化后的摩擦系数称 为当量摩擦系数。

实现往复移动或往复摆动的机构有哪些？答：连杆机构凸轮机构螺旋机构齿轮齿条机构组合机构 机械的“平衡”与“调速”都可以减轻机械中的动载荷，但两者有何本质区别? 答：1）机械平衡是通过消除或减小惯性力和惯性力矩来减轻机械中的动载荷。

2）调速是使机械的运动避开其共振区域，从而减小轴的挠度，获得减轻机械中动载荷的目的 简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优缺点？ 答：优点：啮合性能好：逐渐啮入，逐渐啮出，传动平稳，噪音小。

重合度大：降低每对齿轮的载荷，提高承载能力。

结构紧凑：避免根切的最小齿数小。

缺点：运转时有轴向力。

因此该机构为：n 级机构3、试求机构在图示位置的全部瞬心。

（5分）答: A 点为 P13;B 点为P12；P23由三心定理求得，见图。

4 、 在图示导杆机构中 BAC =90 ， l AB = 60mm ，I AC=120mm -PP1「1 ，曲柄AB 以等角速度'1 = 30rad /s 转动，试 用相对运动图解法求构件 3的角速度和角加速度。

（15分） 解：以［1 l=0.001m/mm 作机构的位置简图，如图 a 所示。

I BC = . l Ac I A B 二.1202 602 1 34mm 速度分析求V B2 V B 2 二 V B 1 = T AB =30 0.06 = 1.8m /S （方向垂直 AB 转向同 1 ）求 V B 3 方向 大小 V B2 - V B3 V B2B3 _ AB _ BC //AB 1.8 ? ? v B3 二％Pd =0.01 80.36 ： 0.8m/s （方向见图） V B 2B3 =f b2b 3 =0.01 161.07 ：1.6m/s （方向见图） v B3 ________ 0.8I BC 134 10” :6 rad /s （逆时针）加速度分析a B2 = a ；2 = ；l AB = 302 0.06 = 54m/s 2 （方向 B — A ）a ；3 二 f l BC =62 0.134 : 4.8m/s （方向 B > C ）a B2B3 =2 3V B 2B3 =2 6 1.6 =19.2m/ s （方向一 V B 2B3）a B2 二 na B3 + a t 亠 a B3 k 潜a B2B3 ra B2 B3方向 B > A B > C -BC —V B 2B3 // BC大小 54 4.8? 19.2 ?以 i a=1m • s-2/mm 作加速度图 （图c ）X Qa B3 "窕'4'=1 29.08： 29m/s （方向见图）3 3 取1 v=0.01m • s-1/mm 作上式的速度图（图 b ）t a B3 BC 5、图示轮系中，已知: bZ 乙=60, Z 2 二 Z 2、Z 3 二 Z 4 =20,Z 5 =100。