机械原理试题库1概要
机械原理自测题库——分析计算题（共88题）
1、试计算图示机构的自由度（若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出）。并判断该机构的运动是否确定（标有箭头的机构为原动件）。若其运动是确定的，要进行杆组分析，并显示出拆组过程，指出各级杆组的级别、数目
以及机
构
图a 图b)
题 1 图
2、计算图示机构自由度，并判定该机构是否具有确定的运动（标有箭头的构件为原动件）。
图 a) 图 b)
题 2 图
3、计算图示机构自由度，并确定应给原动件的数目
。
图a 图b
题 3 图
4、在图示机构中试分析计算该机构的自由度数，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，则在图上明确指出。
图a 图b
题 4 图
5、计算图示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。
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图 a) 图 b)
题 5 图
6、试计算图示机构的自由度。(若有复合铰链、局部自由度或虚约束，必须明确指出。)并指出杆组的数目与级别以及机构级别。
L
G I
题 6 图
7、计算下列机构的自由度（有复合铰链、虚约束和局部自由度请指出）
图 a) 图 b)
题 7 图
8、图示的铰链四杆机构中,已知
mm
l
AB
65
=，mm
l
CD
90
=
，mm
l
AD
125
=，s
rad
mm
l
BC
/
10
,
125
1
=
=ω,顺时针转动,试用瞬心法求:
1)当φ=15°时,点C的速度V C;
2)当φ=15°时,构件BC上(即BC线上或其延长线上)速度最小的一点E
的位置及其速度值。
题 8 图
9、在图示的凸轮机构中，已知凸轮1以等角速度ω1=10rad/s转动。凸轮为一偏心圆，其半径R1=25mm，L AB=15mm，L AD=50mm，φ1=90°，试用瞬心法求机构2的角速度ω2。
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题 9 图
10、在图示机构中，已知长度L AB=L BC=20 mm ,L CD=40mm ,∠a=∠β=90°W1=100(1/S),请用速度瞬心法求C点的速度的大小和方向
题 10 图
11、如图所示偏置曲柄滑块机构。若已知a=20° mm,b=40 mm ,e=10 mm ，试用作图法求出此机构的极位夹角θ、行程速比系数K、行程S，并标出图示位置的传动角。
题 11 图
12、试将图示机构①进行高副低代，绘出简图；②分别计算其代替后的自由度
题 12 图
13、判断下列图示机构为何种铰链四杆机构？并简要说明理由（图中数字代表杆件长度）
题 13 图
14、计算图示机构的自由度（如有复合铰链、局部自由度和虚约束，应
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指出）。
题 14 图
15、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。试问：
（1）若此机构为曲柄摇杆机构，且AB为曲柄，求l AB的最大值；
（2）若此机构为双曲柄机构，求l AB的最小值；
（3）若此机构为双摇杆机构，求l AB的取值范围。
题 15 图
16、试设计如图所示的六杆机构。当原动件O A A自O A y轴沿顺时针转过φ12 = 60°到达L2时，构件O B B1顺时针转过ψ12 = 45°，恰与O A x轴重合。此时，滑块6在O A x轴上自C1移动到C2，其位移S12 = 20 mm，滑块C1距O B的距离为
O B C1= 60 mm，试用几何法确定A1和B1点的位置
。
题 16 图
17、已知曲柄摇杆机构ABCD各杆杆长分别为AB=50mm，BC=220mm，CD=100mm，
最小允许传动角[γmin]=60°，试确定机架长度AD的尺寸范围。
18、在铰链四杆机构ABCD中，已知L AB=30mm，L BC=75mm，L CD=50mm，且AB为
原动件，AD为机架。试求该机构为曲柄摇杆机构时L AD的长度范围。
19、设计一曲柄摇杆机构。已选定其中两杆长度a=9，b=11，另外两杆长度
之和c+d=25，试求c，d长度各为多少（取整数，单位自定）？并可选用哪些构
件为机架？
20、如图示一曲柄摇杆机构。已知AD=600mm，CD=500mm，摇杆摆角φ＝
60°，摇杆左极限与AD夹角φ1＝60°，试确定曲柄和连杆长度。
题 20 图
21、如图为偏置直动尖顶推杆盘形凸轮机构，凸轮廓线为渐开线，渐开线
的基圆半径r0=40mm,凸轮以ω=20rad/s逆时针旋转。试求：
（1）在B点接触时推杆的速度VB；
（2）推杆的运动规律（推程）；
（3）凸轮机构在B点接触时的压力角；
（4）试分析该凸轮机构在推程开始时有无冲击？是哪种冲击？
题 21 图
22、题12图所示对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构中，凸轮为一偏心圆，
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O为凸轮的几何中心，O1为凸轮的回转中心。直线AC与BD垂直，且＝／2＝30mm，试计算：
（1）该凸轮机构中B、D两点的压力角；
（2）该凸轮机构推杆的行程h。
题 22 图
23、如图13所示，已知一偏心圆盘R=40 mm，滚子半径r T=10 mm，LOA=90 mm，LAB=70 mm，转轴O到圆盘中心C的距离LOC=20 mm，圆盘逆时针方向回转。
（1）标出凸轮机构在图示位置时的压力角α，画出基圆，求基圆半径r0；
（2）作出推杆由最下位置摆到图示位置时，推杆摆过的角度φ及相应的凸轮转角δ。
题 23 图
24、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e=8mm，r0=15mm ，＝＝30mm，∠COD=30°，试求：
（1）推杆的升程h, 凸轮推程运动角为δ0，回程运动角δ’0和远休止角δ02；
（2）推杆推程最大压力角αmax的数值及出现的位置；
（3）推杆回程最大压力角α’max的数值及出现的位置。
题 24 图
25、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－δ曲线(要求清楚标明坐标(s-δ)与凸轮上详细对应点号位置,可不必写步骤)。
题 25 图
26、在如图所示的凸轮机构中,弧形表面的摆动推杆与凸轮在B点接触。当凸轮从图示位置逆时针转过90°后,试用图解法求出或标出：
（1）推杆与凸轮的接触点；
（2）推杆摆动的角度大小；
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（3）该位置处,凸轮机构的压力角。
题 26 图
27、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，Z1=20，Z2=30,α=20°，da1=88mm。
（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d1 ,d2；
③两轮的齿根圆直径df1 , df2 ；
④两轮的基圆直径db1 , db2；
⑤顶隙C。
（2）若安装中心距增至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r’1 ,r’2和啮合角ɑ’为多少?
28、已知一对外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数为:Z1=40,Z2=60,m=5mm, α=20°,ha*=1,c*=0.25。
(1)求这对齿轮标准安装时的重合度εa,并绘出单齿及双齿啮全区;
(2)若将这对齿轮安装得刚好能够连接传动,求这时的啮合角α’;节圆半径r’1和r’2;两轮齿廓在节圆处的曲率半径ρ’1和ρ’2
29、用齿轮刀具加工齿轮，刀具的参数如下：m=2mm，a=20°,h*a=1,c*=0.25,刀具移动的速度V刀=7.6mm/s,齿轮毛坯的角速度ω=0.2rad/s,毛坯中心到刀具中线的距离 L=40mm。试求：
(1)被加工齿轮的齿数Z；
(2)变位系数X；
(3)齿根圆半径r f；
(4)基圆半径r b。
30、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：Z1=20,Z2=40,m=4mm,h*a=1。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β< 20°。试设计这对斜齿圆柱齿轮的齿数Z1,Z2和螺旋角β，并计算小齿轮的齿顶圆直径
d a1和当量齿数Z v1。
31、已知产生渐开线的基圆半径r b=50mm，试求：
（1）渐开线在向径r k=65mm处的曲率半径ρk,和压力角αk，和展角θk;
（2）渐开线上展角θk=20°处的压力角αk，向径r k和曲率半径ρk。
32、一对渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知：Z1=21,Z2=61,m=2.5mm,α=200.试
求：
（1）两轮的齿p1和p2；
（2）两轮的基圆齿距P b1和P b2
（3）两轮分度圆上渐开线齿廓的曲率半径ρ1和ρ2。
33、已知一对齿数相等，α=20°，m=5mm的标准安装外啮合渐开线直齿圆柱齿轮传动。为了提高其重合度，而又希望不增加齿数，故增加主从动轮的顶
圆，使其刚好彼此通过对方的啮合极限点。若要求重合度
621
.1
=
α
ε
，试求：（1）两轮的齿数Z1、Z2
（2）两轮的顶圆直径d a1和d a2。
34、有两个齿数分别为Z1、Z2的标准直齿圆柱齿轮，且Z1 （1）试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，Z1=19，Z2=41，试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，基圆直径，并作图求得实际啮合线长度B1B2,并据此求出重合度εa=?。 35、采用标准齿条刀加工渐开线直齿圆柱齿轮。已知刀具齿形角α=20°，齿距为4πmm,加工时刀具移动速度V=60mm/s，轮坯转动角速度ω=1rad/s。 （1）试求被加工齿轮的参数：m、α、Z、d、d b；d b=112.76mm （2）如果刀具中线与齿轮毛坯轴心的距离L=58mm，问这样加工出来的齿轮是正变位还是负变位齿轮，变位系数是多少？ 36、用范成法滚刀切制参数为Z=16、αn=20°、h an*=1的斜齿轮，当其β=15°时，是否会产生根切？仍用此滚刀切制齿数Z=15的斜齿轮，螺旋角至少应为多少时才能避免根切？ 37、已知以对外啮合斜齿圆柱齿轮的参数为：m n=6mm，Z1=30，Z2=100，试问螺旋角为多少时才能满足标准中心距为400mm？ 38、已知齿轮1的转速n1=120r/min，而Z1=40，Z2=20，求： （1）Z3； （2）行星架的转速n H=0时齿轮3的转速n3（大小及方向）。 第 6 页共24 页 题 38 图 39、已知轮系中Z1=60，Z2=1５，Z’2=20，各系模数均相同，求Z3及i1Ｈ 题 39 图 40、求如图所示轮系的传动比i14.，已知Z1= Z’2=25，Z2= Z3=20，Z H=100，Z4=20。 题 40 图 41、求图示卷扬机减速器的传动比i1H.。若各轮的齿数为Z1= 24，Z’2=30，Z2=48 ，Z3=60，Z’3= 20，Z4=20 Z’4=100。 题 41 图 42、在如图所示的电动三爪卡盘传动轮系中，已知各轮齿数为Z1=6，Z2=Z’2=25，Z3=57，Z4=56，试求传动比i14。 题 42 图 43、在图示轮系中，已知各齿轮的齿数分别为Z1=28，Z3=78，Z4=24 ，Z6=80，若已知n1=2000r/min。当分别将轮3或轮6刹住时，试求行星架的转速n H。 题 43 图 44、在图示的轮系中，已知各轮齿数为Z1= 20，Z2= 25，Z’2=30，Z3=20，Z4=70，n1=750r/min，顺时针方向，试求n H大小及方向。 第7 页共24 页 题 44 图 45、在图示的轮系中，已知各齿轮齿数为Z1= Z’2=20，Z5= Z6= Z7=30，Z2=Z3=40 ，Z4=100，试求传动比i17。 题 45 图 46、在图示的轮系中，已知各齿轮齿数为Z1= 1，Z2=40 ，Z’2=24，Z3=72 ，Z’3=18，Z4=114，蜗杆左旋，转向如图示，试求轮系的传动比i1H，并确定输出杆H的转向。 题 46 图 47、在图示的轮系中，齿轮均是标准齿轮正确安装，轮1顺时针转动，以知各轮齿数为Z1=20,Z2=25, Z4=25,Z5=20，试求转动比i1H和Ⅱ轴的转向。 题 47 图 48、在图示的轮系中，已知各轮齿数为Z1=22，Z3=88，Z4=Z6，试求传动比i16 题 48 图 49、在图示自行车里程表的机构中，C为车轮轴。已知Z1= 17，Z3= 23，Z4= 19，Z4‘= 20，Z5= 24。设轮胎受压变形后使28英寸的车轮有效直径约为0.7m，当车行一公里时，表上的指针P要刚好回转一周，求齿轮2的齿数。 第8 页共24 页 题 49 图 50、在图示的轮系中，已知各轮齿数为Z1=20，Z2=34,Z3=18，Z4=36,Z5=78,Z6=Z7=26，试求转动比i1H 题 50 图 51、在图示的轮系中，已知各轮齿数为Z3=Z4=25,Z’2=20,各轮的模数相同，n4=1000r/min。试求行星架的转速n H的大小和方向。 题 51 图 52、某原动机输出力矩Md相对主轴转角φ的线图如图所示。其运动循环周期为半转（图上为0°∽180°）。主轴平均转速为620r/min。当用该机驱动一等效阻力矩为常数的机器时，如要求不均匀系数为δ=0.01。试求： （1）主轴的最大转速n max和相应的曲柄转角φmax； （2）在主轴上应装的飞轮转动惯量J F（不计其余构件的等效转动惯量）。 题 52 图 53、已知某机械一个稳定运动循环内的等效阻力矩Mr，如图所示，等效 驱动力矩M d为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为：ωmax=200rad/s及ω min=180rad/s。试求： （1）等效驱动力矩M d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J F。 第9 页共24 页 题 53 图 54、如图所示为某剪床以电动机转子为等效构件时的等效阻力矩曲线M r(φ)，它的循环周期为20π，即电动机转10转完成一次剪切。设驱动力矩为常数及机组各构件的等效转动惯量可以忽略不计，试问： （1）求驱动力矩M d，并以图线表示在图上； （2）求最大盈亏功△W max； （3）设电动机的转速为750r/min，许用的速度不均匀系数δ=0.05，求安装在电动机轴上的飞轮转动惯量J F。 题 54 图 55、某机械在等效构件上作用的等效阻力矩M r在一个工作循环中的变化规律如图所示，等效驱动力矩为M d常数。试求： （1）等效驱动力矩M d； （2）最大盈亏功△W max。 题 55 图 56、已知机组在稳定运动时期的等效阻力矩变化曲线M r-φ如图所示。等效驱动力矩为常数 M d=19.6N.m，主轴的平均角速度ωm=10rad/s。为了减小主轴的速度波动，现装一个飞轮，飞轮的转动惯量J F=9.8kg.m2。（主轴本身的等效转动惯量不计）试求：运动不均匀系数δ。 题 56 图 57、在一台用电动机作原动机的剪床机械系统中，电动机的转速为n m=1500r/min。已知折算到电机轴上的等效阻力矩Mr的曲线如图所示，电动机的驱动力矩为常数；机械系统本身各构件的转动惯量均忽略不计。当要求该系统的速度不均匀系数δ≤0.05时，求安装在电机轴上的飞轮所需的转动惯量 J F。 第10 页共24 页 题 57 图 58、图示盘状转子上有两个不平衡质量m1=1.5Kg,m2=0.8kg,r1=140mm,r2=180mm，相位如图。现用去重法来平衡，试求所需挖去的质量的大小和相位（设挖去质量处的半径r=140mm）。 题 58 图 59、一对斜齿圆柱齿轮传动中，已知：Z1=20，Z2=40，法面模数m n=8mm,αn=20°，螺旋角β=30°，试求： （1）中心距； （2）两轮当量齿数； （3）两轮齿顶圆直径。 60、设计一脚踏轧棉机曲柄摇杆机构，要求踏板CD极限位置在水平线上下各15°，并且CD=500mm,AD=1000mm(AD垂直地面)，求AB和BC长度。 题 60 图 61、试标出下列图示机构的全部速度瞬心。 a) b) c) 题 61 图 62、试将图示之原动件、机架、Ⅱ级组，综合为一个把移动变换为转动的六杆机构。 题 62 图 63、在一对标准直齿轮传动中，已知：Z1=20，Z2=60，m=5mm,α=20°，试求两个齿轮的：①分度圆齿距；②基圆齿距；③基圆半径；④分度圆上齿廓曲率半径。（齿距=周节） 64、一偏置曲柄滑块机构，偏距e=10mm，曲柄长度AB=20mm，连杆长度BC=70mm。试用图解法：①求出滑块的行程H；②画出曲柄为原动件时的最大压力角αmax ; ③画出滑块为原动件时机构的死点位置。 65、设计一偏置曲柄滑块机构。要求滑块行程为40mm，行程速比系数K=1.5 ，滑块在行程端点的最大压力角为45°。求曲柄、连杆的长度和偏距。 66、一对斜齿圆柱齿轮传动中，已知：Z1=20，Z2=40，法面模数m n=8mm,αn=20°，螺旋角β=30°，试求：①中心距；②两轮当量齿数；③两轮齿顶圆直径。 67、已知一对外啮合正常齿制标准直齿圆柱齿轮传动，齿轮１丢失，测出其中心距a=150 mm ,齿轮2的齿数 Z2=42和齿顶圆直径d a1=132 mm ,先需配制齿轮1,试确定齿轮1的主要尺寸。 68、蜗杆的相对转向关系如图所示。试指出蜗杆及蜗轮的螺旋线方向。若 第11 页共24 页 第 12 页 共 24 页 蜗杆的分度圆直径为36mm ，而蜗轮的端面模数为3mm ，试求蜗杆的直径系数q 。 题 68 图 69、某机械系统主轴平均转速为80rpm 。若允许其运转不均匀系数δ=0.15，试求主轴的最大转速和最小转速。 70、图示的搬运机械中已知滑块质量m=20kg, L AB =L ED =100 mm 。L BC =L CD =L EF =200 mm,? ===903 23 1 ? ? ? 。求由作用在滑块5上的阻力F 5 =1KN 而换算到构件1的轴上的等效阻力矩M r 及换算到轴上的等效转动惯量J . 题 70 图 71、一对标准斜齿轮传动,已知Z 1 =28 ,Z 2 =58，法面模数m n =4mm ，螺旋角β=10°。试求： （1）两齿轮的齿顶圆直径及中心距； （2）当中心距为180时，如何改变参数来满足这一要求。 72、四杆机构。已知L AB =62 mm ,L BC =40 mm ,L CD =40 mm ,L AD =19 mm 。试问： （1）该机构为何种机构，有无曲柄存在？如有，指出哪个构件为曲柄。 （2）当以LAB 为主动件时，标出从动件的压力角。 题 72 图 73、两个压力角均为20°的正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮，它们的齿数分别为Z 1 =22,Z 2 =77 ,齿顶圆直径分别为d a1 =54 mm ,d a2 =158 mm .问该对齿轮能否正确啮合，为什么？ 74、轮系中Z 1 =2,Z 2 =60 ,Z 3 = 25 ,Z 4 = 50 ,Z 5 =20 ,Z 6 =30 ,又已知蜗杆的转速n 1 =900 r/min ,n B =6r/min,方向如图。求：n6的大小和方向。 题 74 图 75． 一对标准渐开线圆柱直齿轮外啮合传动（正常齿），正确安装（齿侧 间隙为零）后，中心距为144mm ，其齿数为z 1=24，z 2=120，分度圆上压力角α=200 （1）求齿轮2的模数m 2及其在分度圆上的齿厚S 2； （2）求轮1的齿顶圆处的压力角αa1； （3）如已求得它们的实际啮合线长度B 1B 2=10.3mm ，试计算该对齿轮传 动的重合度； 第 13 页 共 24 页 说明该对齿轮能否实现连续传动。 76、某机组作用在主轴上的阻力矩变化曲线? -M r 如图所示。已知主 轴上的驱动力矩M d 为常数，主轴平均角速度W m =25rad/s ，机械运转速度不均匀系数δ=0.02 。 （1）.求驱动力矩M d 。（2）求最大盈亏功[W]。 （3）求安装在主轴上的飞轮转动惯量J F 。 （4）若将飞轮安装在转速为主轴三倍的辅助轴上，求飞轮的转动惯量 J F ˊ 题 76 图 77、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，Z 1=28，h a * =1，C*=0.25， α=20°， 1a d =120mm ，a=164mm ，求：该对齿轮的重合度αε 及实际啮合线长度。 78、在一偏置曲柄滑块机构中，滑块导路方向线在曲柄转动中心之上。已知曲柄a=70mm ，连杆b=200mm ，偏距e=30mm ，曲柄转速n 1=500r/min 。 （1）求滑块行程长度； （2）分别求滑块正、反行程的平均速度； （3）画出当滑块为主动时的机构死点位置。 79、如图所示为两对渐开线齿轮的基圆和顶圆，轮1为主动轮。试分别在图上标明：理论啮合线N 1N 2，实际啮合线 B 1B 2，啮合角α’，节圆半径r ’1、r ’2。 题 79 图 题 80 图 80、图示为偏置滚子从动件盘形凸轮机构。试确定： （1）基圆半径r b ； （2）图示位置升程h 1，α1； （3）凸轮转过90o时的升程h 2，α2，该机构存在什么问题？应怎么办 81、请按以下要求并按1∶1的比例，画出推杆的位移线图和凸轮轮廓曲线。已知基圆半径20mm ，尖顶式从动杆在工作中受力方向通过凸轮的旋转中心，当凸轮逆时针转180o时，从动杆按余弦运动规律上升25mm ，紧接着突然下降到原高度，而后就静止不动。 82、一曲柄摇杆机构,已知机架AD=100mm,摇杆CD=75mm, 摇杆的一个极限位置与机架的夹角为45°,行程速比系数K=1.5,试确定曲柄长AB 和连杆长BC 。 83、设计一曲柄滑块机构。已知滑块的行程s=50mm,偏距e=16mm,行程速度变化系数K=1.4，求曲柄和连杆的长度。 84、已知一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，其模数 m=5mm ，α=20o,h * a=1,Z 1=19,Z 2=42。轮1主动，顺时针方向转动，当这对齿轮正确安装时， （1）画出其啮合图，并在图上表明：理论啮合线，开始啮合点，终止啮 合点，实际啮合线，啮合角，节点和节圆； （2）两齿轮的分度圆周节和基圆周节 （周节=齿距） 第 14 页 共 24 页 85、在图所示的铰链四杆机构中，各杆的长度为mm l 281=，mm l 522=， mm l 503=，mm l 724=，当取杆4为机架时，求机构的极位夹角θ，杆3的 最大摆角 max φ，机构的最小传动角min γ（结果可以作图量取） 题 85 图 86、试将图示之原动件、机架、Ⅱ级组，综合为一个把转动变换为移动的六杆机构。 题 86 图 87、图示凸轮机构中，其凸轮廓线的AB 段是以C 为圆心的一段圆弧。试求： （1）写出基圆半径0r 的表达式； （2）在图中标出图示位置时的凸轮转角δ、推杆位移S 、机构的压力角α。 机械原理自测题库参考答案——分析计算题（共88题） 1、1、 2、解: （a）图：n=9，p4=13，p5=0；F=3×9－2×13=1； ∵原动件数目=机构自由度数，∴机构具有确定的运动。G处为复合铰链；机构级别为Ⅱ级。 拆组图如下(略) （b）图：n=7，p4=10，p5=0；F=3×7－2×10=1； 原动件数目=机构自由度数，机构具有确定的运动。机构级别为Ⅲ级。 2、解：（a）F=3n×2p l－p h =3×5－2×7=1；机构具有确定的运动。 （b) 9 2 6 3 2 3= ? - ? = - - = h l p p n F F处为复合铰链。机构没有确定的运动。 3、解：a) F=3n×2p l－p h =3×7－2×10=1；原动件数=1 b） n=8，p l=11，p h=1；F=3n×2p l－p h =1；原动件数=1。 4、解：a) 1 1 5 2 4 3 2 3= - ? - ? = - - = h l p p n F E处为局部自由度。 b） n=7，p l=10； 1 10 2 7 3 2 3= ? - ? = - - = h l p p n F F、D处为复合 铰链。 5、解：（a）图： F=3×3－2×3－2=1； （b）图： F=3×4－2×5－1=1； 替代机构为： 6、解： n=9，p l=13；F=1 J处为复合铰链，D或F有一处为虚约束。杆组由4个二级杆组组成，机构级别为二级。 ７、解：（a） n=4，p l=4,Ph=2； 2 2 4 2 4 3 2 3= - ? - ? = - - = h l p p n F A处为复合铰链。 （b）n=5，p l=7 ,Ph=1； 1 7 2 5 3 2 3= - ? - ? = - - = h l p p n F F处为虚约束，D处为局部自由度。 8、解： s m v c / 42 .0 =s m v E / 38 .0 = E点的位置作图示出（略） 9、解：1）作出瞬心（略）； mm p p20 13 12 = 2） s rad p p p p / 85 .2 10 70 20 1 23 12 13 12 2 = ? = ? =ω ω 10、解：略11、解：略 12、解：1）替代机构 2）自由度计算： 1 1 5 2 4 3 2 3= - ? - ? = - - = h L P p n F 1 7 2 5 3 2 3= ? - ? = - - = h L P p n F 13、解：利用杆长条件去判别 14、解：n=6，p l=8, Ph=1；1 1 8 2 6 3 2 3= - ? - ? = - - =h l p p n F B处为局部自由度。 15、解：（1）因AD为机架，AB为曲柄，故AB为最短杆，有l AB+l BC≤l CD+l AD 则：l AB≤l CD＋l AD－l BC=（35+30-50）mm=15mm；所以l AB的最大值为15mm。 （2）因AD为机架，AB及CD均为曲柄，故AD为最短杆，有下列两种情况： 若BC为最长杆，则：l AB＜l BC=50mm，且l AD+l BC≤l CD+l AB，故 第15 页共24 页 第 16 页 共 24 页 l AB ≥l AD ＋l BC －l CD =（30+50-35）mm=45mm ，所以：45mm ≤l AB ＜50mm 。 若AB 为最长杆，则：l AB ＞l BC =50mm ，且l AD +l AB ≤l BC +l CD ，故 l AB ≤l BC ＋l CD －l AD =（50+35-30）mm=55mm ，所以：50mm ＜l AB ≤55mm 。 综上所述：l AB 的最小值为45mm 。 （3）如果机构尺寸不满足杆长条件，则机构必为双摇杆机构。 若AB 为最短杆，则：l BC +l AB ＞l CD +l AD ，故 l AB ＞l CD +l AD －l BC =（35+30-50）mm=15mm ， 若AB 为最长杆，则：l AD +l AB ＞l BC +l CD ，故 l AB ＞l CD ＋l BC －l AD =（50+35-30）mm=55mm ， 若AB 既不为最长杆也不为最短杆，则：l AD ＋l BC ＞l CD +l AB ，故 l AB ＜l AD ＋l BC －l CD =（30+50-35）mm=45mm ， 综上所述：若要保证机构成立，则应有： l AB ＜l CD ＋l BC ＋l AD =（30+50+35）mm=115mm ，故当该机构为双摇杆机构时，l AB 的取值范围为： 15mm ＜l AB ＜45mm ，和55mm ＜l AB ＜115mm ， 16、解：略17、解：240.79mm ≤L AD ≤270mm 18、解：55mm ≤L AD ≤75mm 19、解：c=12, d=13 或 c=13 , d=12 。 可选d 为机架，或b 为机架。 20、解： L AB =198.5mm ，L BC =755.5mm ， 21、解：1）0r v B ?=ω 方向朝上 2）假设推杆与凸轮在A 点接触时凸轮的转角为零，则推杆的运动规律为： δωδ ω?=? ?==00r r vt s 3）因导路方向与接触点的公法线重合，所以压力角α=0° 4）有冲击，是刚性冲击。 22、解：（1） 由图可知，B 、D 两点的压力角为： ?====565.265.0]/[1arctg OB o o arctg D B αα 23、 解：取尺寸比例尺mm m u l /002.0=作图，得 1） 图示位置凸轮机构的压力角为α=27.5°，基圆半径r 0=30mm ； 2） 推杆由最下位置摆到图示位置时所转过的角度为φ=17°， 相应的凸轮转角δ=90°。 24、 解：取尺寸比例尺 mm m u l /001.0=作图，得： 第 17 页 共 24 页 3） 推杆的升程h=27mm, 凸轮推程运动角δ0=79 °，回程运动角δ’0=44°， 远休止角δ02=208° 4） 推程段最大压力角出现在D 点，其值为αmax=44° 5） 回程段最大压力角出现在C 点，其值为α’max=71° 25、解：作图过程略 26、 解：用反转法求出 该位置处,凸轮机构的压力角0≈α 27、解：(1)几何尺寸计算 ①模数m: m=2a/(Z1+Z2)=2╳100/(20+30)mm=4mm ②齿根圆直径d1 ,d2: d1=mZ1=4╳20mm=80mmd2=mZ2=4╳30mm=120mm 齿根圆直径df1 ,df2 : df1=d1-2hf=[80-2╳4╳(1+0.25)]mm=70mm df2=d2-2hf=[120-2╳4╳(1+0.25)]mm=110mm (其中:h*a=(da1-d1)/(2m)=1,c*=0.25) 基圆直径db1 ,db2 : db1=d1cos α=80╳cos200mm=75.175mm db2=d2=d2cos α=120╳cos200mm=112.763mm 顶隙c: c=c*m=0.25╳4mm=1mm (2)安装中心距增至a\=102mm 时,则有: 上述各值中,只顶隙一项有变化:c=(1+2)mm=3mm 节圆半径'1r , '2r 和啮合角α': α' =arcos(acos α\)=arcos(100╳cos200/102)=22.8880 ' 1r =rb1/cos α' =40.8mm ' 2r =rb2/cos α' =61.2mm 28、解：（1）重合度和啮和度区 a a1=arcos(d b1/d a1)=arccos(z 1cosa/(z 1+2h a *))=arcos(40cos200/(40+2*1))=26.490 a a2=arcos(d b2/d a2)=arccos(z 2cosa/(z 2+2h a *))=arcos(60cos200/(60+2*1))=24.580 εa =1/2π[z 1(tga a1-tga)+z 2(tga a2-tga)] =1/2π[40(tg26.490-tg200)+60(tg24.580-tg200 )] =1.75 该对齿轮传动的单齿及双齿啮合区如例15-3图所示 （2）能够连续传动时 a 、 a 、 啮合角a / : 刚好能够连续传动时，εa =1，则 εa =1/2π[z 1(tga a1-tga)+ z 2(tga a2-tga)]=1 tga /=(z 1tga a1+z 2tga-2π)/(z 1+z 2)=(40tg26.49+60-tg200 -2π)/(40+60)=0.411 a /=22.350 b 、 b 、 节圆半径r /1、r / 2: r /1=r b1/cosa /=r1cosa/cosa /=mz 1cosa/2/cosa / =101.6mm r /2=r b2/cosa /=r1cosa/cosa /=mz 2cosa/2/cosa / =152.4mm c 、 c 、 节圆半径处的曲率半径ρˊ1 ρˊ2： ρˊ1= r /1sina /=101.6*sin22.350 mm=38.63mm 第 18 页 共 24 页 ρˊ2= r /2sina /=152.4*sin22.350 mm=57.95mm 29、解：1）齿数Z 2/ωωmz r v =?=刀 Z= 38)2.02/(6.72)/2=??=ωm v （刀 2）变位系数χ mm mz r 382/3822/=?== 12/)3840(/)(=-=-=m r L χ 3）齿根圆半径 f r mm m c h r r a f 5.37)(=-+-=* * χ 4）基圆半径b r mm r r b 708.3520cos 38cos =??==α 30、解：1） 确定Z 1、 Z 2、、 、β mm z z z m a n 120cos 6)(cos 21 21==+= β β 得： 20cos 1 z =β， 201 z （且必须为整数） 当 191=z ，382=z 时，?=195.18β 181=z ，362=z 时，?=84.25β 171=z ，342=z 时，?=788.31β 由于β< 20°，则这对斜齿圆柱齿轮的Z 1=19， Z 2、=38，β=18.195° 2）计算d a1和当量齿数Z v1 16 .22cos 882cos 231 1*1 11== =?+=+=β β z z mm m an h z m h d d v n n a a 31、解：(1) ρk =41.533mm , αk =39.715°, θk =0.1375(弧度)； （2） αk ≈51°，r k =79.738mm ρk =62.113mm 32、解：(1) p 1=p 2=7.85mm; (2) p b1=p b2=7.38mm; (3) ρ1=8.98mm ρ2=26.08mm 33、解：1) Z1=Z2=14 2) d a1=d a2=81.36mm 34、解：1)分度圆上齿厚相等，齿顶圆齿厚Z 2大，齿根圆齿厚Z 2大；2）a=150mm, d a1=105mm d a2=215mm, d f1=82.5mm d f2=192.5mm, d b1=89.27mm d b2=192.64mm , B 1B 2=24mm εa =1.63 35、解：1) m=4mm, α=20°, Z=30 , d=120mm, 2) 负变位齿轮, X=-0.5 36、解：1) 不会根切 2）β=16.44° 37、已知以对外啮合斜齿圆柱齿轮的参数为：m n =6mm ，Z 1=30，Z 2=100，试问螺旋角为多少时才能满足标准中心距为400mm ？解：β=12.84° 38、解：1）求Z 3 2123r r r r +=-802213=+=z z z 2）当 0=H n 时 ， 21 331 13-=-== z z n n i rpm n 603-= 齿轮3的转向与齿轮1的转向相反。 39、解：1）由同心条件得： 65 2213'=-+=z z z z 2） 16 3 11'2132131= ??- =-=z z z z i i H H 齿轮1的转向与行星架H 的转向相同。 40、 解：1） 259 )1(1121322 1= ??--=Z Z Z Z i H 2） 51444- =-==H H H z z n n i 3） 1259 4114- =?=H H i i i 齿轮1和齿轮4的转向相反。 41、解： 1）定轴轮系的传动比为： 5 ''343 4'3'' 4'3-=-===z z n n n n i H 第 19 页 共 24 页 2）差动轮系的转化机构的传动比为： 4 ' 21323113-=??-=--= Z Z Z Z n n n n i H H H 3） 由上述两式得： 251=H i 齿轮1与卷扬机筒的转向相同。 42、解: 221 6571)1(11131 131= +=--=-=Z Z i i H H 561255657251112432434'- =??-=??-=-=Z Z Z Z i i H H 588414 1 14-=?== H H i i n n i 43、解: 1) 当轮3被刹住时 13 3113Z Z n n n n i H H H -=--= (a) 因 03=n 得: 2878 111311+=+==Z Z n n i H H ∴ =H n 528.3rpm 2) 当轮6被刹住时 46 36313 163 46z z n n n n i i -=--= = 因 06=n 得: ) 1(463 1 z z n n += (b) 将(b)式代入(a)式得: =H n 867.9prm 44、解： 6 25 3104531030701)1(114 5202511244221212-=?-== = +=''--=-=-=-=- =''H H H H n n i z z i i z z i 所以 min /180)256 750(r n H -=? -= H n 的方向与1n 方向相反，为逆时针方向。 45、解： 12 )1(6)2(16 51)1(11220 80 575212175 7 5724 5 424 521313=-??-=??=-=- ==+='--=-=-=-=- ='' ''i i i i z z i z z i i z z i 46、解：定轴轮系： 40122112=== z z i ωω 周转轮系： 20113243422=??+=-=' '''z z z z i i H H 复合轮系： 8002121=?='H H i i i H n 的方向如图所示。 47、解： 先确定齿轮3和6的齿数 3z 和6z ： 65202257026213=?+==+=z z z z 该轮系由 1---2---3---4及4---5---6---7两个行星轮系组成： 292070114 1314=+ =-=i i 第 20 页 共 24 页 ∏4i 51825651146=+=-=∏ i 2 .16518 29417=?===∏I∏ i i i 因 17i 为正，故7与1 转向相同，Ⅱ轴的转向为顺时针方向。 48、 解： 4 1 31331-=-==--z z i H h H ωωω ω （a ） 1 4 636446-=-===z z i H ωωωω (b) 由式（a ）得 ： H ωω=3 （c ） (c)式代入式（a ）,得： 9116 ==H i i 49、解：1）H ---'-3445为行星轮系 2）1-2 为定轴轮系 172122112Z Z Z n n i -=-== （1） 114115 45343553 = ??' =--= Z Z Z Z n n n n i H H H （2） 73 .4547.010*******====πn n i i P （3） 5n n P = 2n n H = （4） 联立求解得：682≈Z 50、解： 317 515115775 -=-=--=--=z z i i i n n n n i H H H H H (a) 因为 175 34362018)1(24132 4151= ??=??-==z z z z i i (b) 式(b)代入式( a)得： 1781= H i 13.2817 1== H i 51、解：(1) 求其余各轮齿数： 4212r r r += 所以 3242421,752Z Z Z Z Z Z Z +=+=+=' 303=Z 31''=Z Z （2） 求H i 41133131-=-== ' '''Z Z n n i 2324323443= ??=--='Z Z Z Z n n n n i H H H 3 4 11442-=-=--= Z Z n n n n i H H H （3） 求各转速： 由上面三式得： 31n n -= )(3)(23 134H H H n n n n n n --=-= - 所以： H n n 33 -= 代入上二式得：54-=H i （4）求H n ： min /20044 r i n n H H -== H n 的方向与4n 相反。 52、解：1） rpm n n m 1.623)2 1(max =+ =δ 2）200)18030(5.0180?+?=?r M ?m N M r .67.116= 机械原理试题及答案试 卷答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】 2013年机械原理自测题（一） 一．判断题（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分） 1、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基圆大。 （ F ） 2、对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K一定等于一。 （ T ） 3、在平面机构中，一个高副引入二个约束。 （ F ） 4、在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径， 则压力角将减小 （ T ） 5、在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。（ F ） 6、滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。 （ T ）7、在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。 （ T ） 8、任何机构的从动件系统的自由度都等于零。（ T ） 9、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ F ） 10、在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。。（ F ） 二、填空题。（10分） 1、机器周期性速度波动采用（飞轮）调节，非周期性速度波动采用（调速器）调节。 2、对心曲柄滑块机构的极位夹角等于（ 0 ）所以（没有）急回特性。 3、渐开线直齿圆柱齿轮的连续传动条件是（重合度大于或 等于1 ）。 4、用标准齿条形刀具加工标准齿轮产生根切的原因是（齿条形刀具齿顶线超过极限啮合点N1 ）。 5、三角螺纹比矩形螺纹摩擦（大），故三角螺纹多应用（ 联接 ），矩形螺纹多用于（ 传递运动和动力 ）。 三、选择题 （10分） 1、齿轮渐开线在（ ）上的压力角最小。 A ） 齿根圆 ； B ）齿顶圆； C ）分度圆； D ）基圆。 2、静平衡的转子（ ① ）是动平衡的。动平衡的转子（ ②）是静平衡的 。 ①A ）一定 ； B ）不一定 ； C ）一定不。 ②A ）一定 ； B ）不一定： C ）一定不。 3、满足正确啮合传动的一对直齿圆柱齿轮，当传动比不等于一时，他们的渐开线齿形是（ ）。 A ）相同的； B ）不相同的。 4、对于转速很高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用（ ）的运动规律。 A ）等速运动； B ）等加等减速运动 ； C ）摆线运动。 5、机械自锁的效率条件是（ ）。 A ）效率为无穷大： B ）效率大于等于1； C ）效率小于零。 四、计算作图题： （共60分） 注：凡图解题均需简明写出作图步骤，直接卷上作图，保留所有作图线。 1、计算下列机构的自由度。 （10分） F = 3×8－2×11 = 2 F = 3×8－2×11 － 1 = 1 2、在图4-2所示机构中，AB = AC ，用瞬心法说明当构件1以等角速度转动时，构件3与机架夹角Ψ为多大时，构件3的 ω3 与ω1 相等。 （10分） 当ψ = 90°时，P13趋于无穷远处， 14 133413P P P P =∴ 试题 1 3、 转动副的自锁条件是 驱动力臂≤摩擦圆半径 。 一、选择题（每空 2 分，共 10 分） 4、 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 。 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 5、 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 。 6、 装有行星轮的构件称为 行星架（转臂或系杆） 。 7、 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） 1、 什么是构件？ 的杆为机架时，则该机构为 A 机构。 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 A 、双摇杆 B 、 双曲柄 C 、曲柄摇杆 单位体。 2、 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γ=0，主动件通过连杆作用于从 D 、 不能构成四杆机构 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， 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 机构的这种传动角为零的位置称为死点。 3、 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 N 1，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：（a ）减小齿顶高系数 ha*.(b)加大刀具角α.(c)变位修正 四、计算题（45 分） 1、 计算如图 1 所示机构的自由度，注意事项应说明？（5*2） 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 C D E C D B B F G B 、 分度圆上压力角 A A C 、齿数 D 、 前 3 项 a b 二、填空题（每空 2 分，共 20 分） 1、 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低副 。 2、 作相对运动的三个构件的三个瞬心必 在同一条直线上 。 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 1 《机械原理》试题及答案 题目部分 1．(2分)在铰链四杆机构中，当最短构件和最长构件的长度之和大于其他两构件长度之和时，只能获得机构。 2．(2分)盘形凸轮的基圆半径是上距凸轮转动中心的最小向径。3．(2分)刚性转子的平衡中，当转子的质量分布不在一个平面内时，应采用方法平衡。其平衡条件为。 4．(2分)h a *, ==? 120 α的渐开线标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最少齿数为。 5．(2分)设计滚子从动件盘形凸轮机构时，滚子中心的轨迹称为凸轮的廓线；与滚子相包络的凸轮廓线称为廓线。 6．(2分)平面机构中传动角 γ和压力角α之和等于。 7．(2分)在认为摩擦力达极限值条件下计算出机构效率 η后，则从这种效率观点考虑，机器发生自锁的条件是。 8．(2分)速度比例尺的定义是，在比例尺单位相同的条件下，它的绝对值愈大，绘制出的速度多边形图形愈小。 9．(2分)在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。 10．(2分)对静不平衡的回转构件施以平衡措施的过程称为_________________________过程。 11．(2分)连杆机构的急回特性用表达。 12．(2分)圆锥齿轮用于传递两轴线的运动，蜗杆传动用于传递两轴线的运动。13．(2分)标准直齿轮的基本参数是。 14．(2分)一对渐开线直齿圆柱齿轮传动,其啮合角的数值与圆上的压力角总是相等。 15．(4分)在移动副摩擦中，总反力是和的合力。16．(4分)写出两种实现间歇运动的机构名称 _______________________ 、。 17．(4分)在用齿条形刀具加工直齿圆柱变位齿轮时，刀具远离轮坯中心的变位方式叫_______________；刀具移近轮坯中心的变位方式叫____________________________。18．(2分)在拟定机械传动系统方案时，采用尽可能的运动 链。 二、选择题(26小题,共51.0分) 1．(2分)范成法切制渐开线齿轮时，齿轮根切的现象可能发生在的场合。 A、模数较大； B、模数较小； C、齿数较多； D、齿数较少 2．(2分)为了减小机器运转中周期性速度波动的程度，应在机器中安装。 A、调速器； B、飞轮； C、变速装置。 3．(2分)计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会。 A、增多； B、减少； C、不变。 4．(2分)压力角是在不考虑摩擦情况下作用力和力作用点的方向所夹的锐角。 A、法线； B、速度； C、加速度； D、切线 5．(2分)齿轮渐开线在上的压力角最小。 A、齿根圆； B、齿顶圆； C、分度圆； D、基圆 机械原理自测题库—单选题（共63 题） 1、铰链四杆机构的压力角是指在不计算摩擦情况下连杆作用于＿＿＿上的力与该力作用点速度所夹的锐角。 A．主动件 B．从动件 C．机架 D．连架杆 答： 2、平面四杆机构中，是否存在死点，取决于＿＿＿是否与连杆共线。 A．主动件 B．从动件 C．机架 D．摇杆 答： 3、一个K大于1的铰链四杆机构与K=1的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数K＿＿＿。 A．大于1 B．小于1 C．等于1 D．等于2 答： ＿＿＿。 4、在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角γ min A．尽可能小一些 B．尽可能大一些 C．为0° D．45° 答： 5、与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是＿＿＿。 A．惯性力难以平衡 B．点、线接触，易磨损 C．设计较为复杂 D．不能实现间歇运动 答： 6、与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是＿＿＿。 A．可实现各种预期的运动规律 B．便于润滑 C．制造方便，易获得较高的精度 D．从动件的行程可较大 答： 7、＿＿＿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 答： 8、对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆相比，两者在推程段最大压力角的关系为＿＿＿。 A．偏置比对心大 B．对心比偏置大 C．一样大 D．不一定 答： 9、下述几种运动规律中，＿＿＿既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击，可用于高速场合。 A．等速运动规律 B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律） C．等加速等减速运动规律 D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律）答： 10、对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用＿＿＿ 第2章机构的组成原理与结构分析 第3章平面机构的运动分析 一、填空题 1、在平面机构中具有一个约束的运动副是副。 2、使两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为。 3、平面机构中的低副有转动副和副两种。 4、平面机构中的低副有副和移动副两种。 5、机构中的构件可分为三类：固定构件（机架）、原动件（主动件）、件。 6、机构中的构件可分为三类：固定构件（机架）、从动件。 7、机构中的构件可分为三类：、原动件（主动件）、从动件。 8、在平面机构中若引入一个高副将引入个约束。 9、在平面机构中若引入一个低副将引入个约束。 10、在平面机构中具有两个约束的运动副是副。 11、速度瞬心是两刚体上为零的重合点。 12、当两构件组成回转副时，其相对速度瞬心在。 13、当两构件不直接组成运动副时，其瞬心位置用确定。 二、判断题 1、具有局部自由度的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度。（） 2、具有虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去虚约束。（） 3、虚约束对运动不起作用，也不能增加构件的刚性。（） 4、若两个构件之间组成两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。（） 5、若两个构件之间组成两个轴线重合的转动副，在计算自由度时应算作两个转动副。（） 6、六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。（） 7、当机构的自由度F>0，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动。（） 8、虚约束对机构的运动有限制作用。（） 9、瞬心是两构件上瞬时相对速度为零的重合点。（） 10、利用瞬心既可以求机构的速度，又可以求加速度。（） 三、选择题 1、机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间产生相对运动。 A、可以 B、不能 C、不一定能 2、原动件的自由度应为。 A、0 B、1 C、2 3、在机构中原动件数目机构的自由度时，该机构具有确定的运动。 A、大于 B、等于 C、小于 4、机构具有确定运动的条件是。 A、自由度大于零 B、自由度等于原动件数 C、自由度大于1 5、由K 个构件汇交而成的复合铰链应具有个转动副。 A、K-1 B、K C、K+1 机械原理---1 第2章机构的结构分析 一、正误判断题：（在括号内正确的画“ V,错误的画“X” ） 在平面机构中一个高副引入二个约束。 任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的。 运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度。 平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全 相同。 当机构自由度F > 0,且等于原动件数时，该机构具有确定运动。 若两个构件之间组成了两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。 在平面机构中一个高副有两个自由度，引入一个约束。 在杆组并接时，可将同一杆组上的各个外接运动副连接在同一构件上。 任何机构都是由机架加原动件再加自由度为零的基本杆组组成。因此基本杆组是自由度为 零的运动链。 平面低副具有2个自由度，1个约束。 1. 2. 3. 4 5. 6. 7. 8. 9. 10. 二、填空题 1. 2. 3. 4. 5 . (X) (“ (X) (“ (X) (V) (X) (V (X) 机器中每一个制造单元体称为 零件 O 机器是在外力作用下运转的，当外力作功表现为 表现为 亏功 时，机器处在减速阶段。 局部自由度虽不影响机构的运动，却减小了 高副元素的磨损，所以机构中常出现局部自由 度。 机器中每一个独立的运动单元体称为 构件O 两构件通过面接触而构成的运动副称为 低 副;通过点、线接触而构成的运动副称为 高 副。 平面运动副的最大约束数为 2 ，最小约束数为 1 O 两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为 高畐y,它产生2 个约束。 盈功 时，机器处在增速阶段，当外力作功 6. 7. 三、选择题 1. 机构中的构件是由一个或多个零件所组成 ，这些零件间_B ______ 产生任何相对运动。 A.可以 B.不能 C. 变速转动或变速移动 2. 基本杆组的自由度应为 C A. — 1 B. +1 3. 有两个平面机构的自由度都等于 机构，则其自由度等于 _B _____ O A. 0 B. 1 4. 一种相同的机构_A _________ : A.可以 B.不能 5. 平面运动副提供约束为（C A. 1 B 6. C. 0 1,现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面 C. 2 组成不同的机器。 C.与构件尺寸有关 ； ）o 7. .2 计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会（ A.不变 B .增多 由4个构件组成的复合铰链，共有（ A. 2 B . 3 有两个平面机构的自由度都等 1 , .1或2 C ）O C .减少 B ）个转动副。 C . 4 现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机 构，则其自由度等于（B ） O 机械原理---1 第2章机构的结构分析 一、正误判断题：（在括号内正确的画“√”，错误的画“×”） 1.在平面机构中一个高副引入二个约束。（×） 2.任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的。（√） 3.运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度。（×） 4.平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全 相同。（√） 5.当机构自由度F＞0，且等于原动件数时，该机构具有确定运动。（√） 6.若两个构件之间组成了两个导路平行的移动副，在计算自由度时应算作两个移动副。（×） 7.在平面机构中一个高副有两个自由度，引入一个约束。（√） 8.在杆组并接时，可将同一杆组上的各个外接运动副连接在同一构件上。（×） 9.任何机构都是由机架加原动件再加自由度为零的基本杆组组成。因此基本杆组是自由度为 零的运动链。（√） 10.平面低副具有2个自由度，1个约束。（×） 二、填空题 1.机器中每一个制造单元体称为零件。 2.机器是在外力作用下运转的，当外力作功表现为盈功时，机器处在增速阶段，当外力作功 表现为亏功时，机器处在减速阶段。 3.局部自由度虽不影响机构的运动，却减小了高副元素的磨损，所以机构中常出现局部自由 度。 4.机器中每一个独立的运动单元体称为构件。 5.两构件通过面接触而构成的运动副称为低副；通过点、线接触而构成的运动副称为高副。 6.平面运动副的最大约束数为 2 ，最小约束数为 1 。 7.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高副，它产生 2 个约束。 三、选择题 1.机构中的构件是由一个或多个零件所组成,这些零件间 B 产生任何相对运动。 A.可以 B.不能 C.变速转动或变速移动 2.基本杆组的自由度应为 C 。 A.－1 B. +1 C. 0 3.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面 机构，则其自由度等于 B 。 A. 0 B. 1 C. 2 4.一种相同的机构 A 组成不同的机器。 A.可以 B.不能 C.与构件尺寸有关 5.平面运动副提供约束为（ C ）。 A．1 B．2 C．1或2 6.计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会（ C ）。 A．不变 B．增多 C．减少 7.由4个构件组成的复合铰链，共有（ B ）个转动副。 A．2 B．3 C．4 8.有两个平面机构的自由度都等1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机 构，则其自由度等于( B )。 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、平面运动副的最大约束数为__2 ________ 个，最小约束数为 _____________ 个。 2、当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在转动副中心处。 3、对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演化为__________ 。 4、传动角越大，贝U机构传力性能越好。 5、凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动规律具有柔性冲击。 6 蜗杆机构的标准参数从中间平面中取。 7、常见间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构等。 8、为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在高速轴上。 9、实现往复移动的机构有：_______ 曲柄滑块机构_______ 、_______ 凸轮机构________ 等。 10、外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为： _________________________________ 1 2，m n1 m n2，n1 n2 __________________________________________________ 。 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、何谓三心定理？ 答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。 2、简述机械中不平衡惯性力的危害？ 答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基础产生强迫振动。 3、铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是 否相同？试加以说明？ 答：（1）不同。 （2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心，而不能使从动件转动，出现了顶死现象。 死点本质：驱动力不产生转矩。机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力，也无法使其运动的现象。 自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力大于等于驱动力的有效分力。 4、棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间歇转动，但在具体的使用选择上，又有什么 不同？ 答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平稳，但转角不能改变。 5、简述齿廓啮合基本定律。 答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比，都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。 三、计算题（共45分） 1、绘制偏心轮机构简图（草图），并求机构自由度。（10分） 第七版机械原理复习题 第2章 机构的结构分析 一、填空题 8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生一个约束，而保留了两个自由度。 10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。 11.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入2个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph 。 12.平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1。 13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为2，至少为1。 14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性（能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动，即确定应具有的原动件数。 15.在平面机构中，具有两个约束的运动副是低副，具有一个约束的运动副是高副。 三、选择题 3.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于 B 。 (A)0; (B)1; (C)2 4.原动件的自由度应为B 。 (A)-1; (B)+1; (C)0 5.基本杆组的自由度应为 C 。 (A)-1; (B)+1; (C)0。 7.在机构中原动件数目B 机构自由度时，该机构具有确定的运动。(A)小于 (B)等于 (C)大于。 9.构件运动确定的条件是C 。(A)自由度大于1； (B)自由度大于零； (C)自由度等于原动件数。 七、计算题 1.计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。 1.解E 为复合铰链。 F n p p =--=?-?=33921312L H 6.试求图示机构的自由度（如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需指明所在之处）。图中凸轮为定径凸轮。 A B C D E F 机械原理历年试卷汇总及答案 第2章机构得结构分析 一、填空题: 1、机构可能出现得独立运动数目称为机构得_＿＿_＿＿___＿、 2、在平面机构中若引入个高副将引入个约束,而引入个低副将引入 个约束,则活动构件数、约束数与机构自由度得关系就是。３、机构具有确定运动得条件就是:;若机构自由度 Ｆ＞0,而原动件数〈Ｆ,则构件间得运动就是;若机构自由度F>0,而 原动件数>F,则各构件之间、 4、根据运动副中两构件得接触形式不同,运动副分为_______＿__、_____＿__＿ _。 5、根据机构得组成原理,任何机构都可以瞧作就是由若干个__＿_＿__＿_＿依次联接到原动件与机架上所组成得。 ６、在平面机构中,具有两个约束得运副就是__副,具有一个约束得运动副就是__副、 7、两构件之间为接触得运动副称为低副,引入一个低副将带入个约束。 二、选择题 1、当机构中原动件数目机构自由度数目时,该机构具有确定得相对运动。Ａ、小于Ｂ。等于C、大于D、大于或等于 ２、某机构为Ⅲ级机构,那么该机构应满足得充分必要条件就是。A。含有一个原动件组; B.至少含有一个基本杆组; Ｃ.至少含有一个Ⅱ级杆组; D、至少含有一个最高级别为Ⅲ级得杆组、 3、每两个构件之间得这种可动联接,称为＿__＿＿_____。 Ａ.运动副;Ｂ、移动副; C、转动副; D.高副。４、基本杆组就是自由度等于得运动链。 A。０; B、1; C。原动件数。 5、在图示4个分图中,图就是Ⅲ级杆组,其余都就是个Ⅱ级杆组得组合、 ６、图示机构中有_＿＿_＿＿_虚约束。 Ａ1个 B 2个 C 3个 D 没有 7、图示机构要有确定得运动,需要有___＿ 1 绪论 1.组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。 2.具有、、 等三个特征的构件组合体称为机器。 3.机器是由、、 所组成的。 4.机器和机构的主要区别在于。 5.从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 6.运动副元素是指。 7.构件的自由度是指; 机构的自由度是指。 8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留了个自由度。 9.机构中的运动副是指。 10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 11.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。 12.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。 15.计算机机构自由度的目的是 ___________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________。 16.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。 17.计算平面机构自由度的公式为F ，应用此公式时应注意判断：(A) 铰链，(B) 自由度，(C) 约束。 18.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是 指。 19.划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的 级别确定。 20.机构运动简图是 的简单图形。 21.在图示平面运动链中，若构件1 为机架，构件5 为原动件，则成为级机构；若以构件2为机架，3为原动件，则成为级机构；若以构件4为机架，5 为原动件，则成为级机构。 机械原理题库一 一. 判断下列各结论的对错。对者画“√”号，错者画“×”号。 1.一个构件可以由多个零件组成。 (√) 2.三级杆组必定是四件六副杆组。 (×) 3.曲柄滑块机构中，若曲柄为原动件则滑块一定无急回特性。 (×) 4.国产标准斜齿轮的齿根圆一定比基圆大。 (×) 5速度瞬心是构件上速度为零的点。 (×) 6平面高副连接的两构件间，只允许有相对滑动。 (×) 7在曲柄滑块机构中，只要滑块做主动件，就必然有死点存在。 (√) 8锥齿轮的标准摸数是指大端摸数。 (√) 9自由度为1的周转轮系是行星轮系。 (√) 10 等效力矩的值一定大于零。 (×) 11根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮的齿根圆必须设计比基 圆大。 （×） 12对心的曲柄滑块机构，其行程速比系数K 一定等于一。 （√） 13在平面机构中，一个高副引入二个约束。 （×） 14在直动从动件盘形凸轮机构中，若从动件运动规律不变，增大基圆半径， 则压力角将减小 （√） 15在铰链四杆机构中，只要满足杆长和条件，则该机构一定有曲柄存在。 （×） 二、填空题。 1． 在平面机构中若引入H P 个高副将引入 2H P 个约束，而引入L P 个低副将引 入 L P 个约束，则活动构件数n 、约束数与机构自由度F 的关系是 32L H F n P P =--。 2． 机构具有确定运动的条件是: 机构的原动件数等于机构的自由度数；若机构 自由度Ｆ>0，而原动件数 机械原理自测题（二） 一、判断题。（正确的填写“T”，错误的填写“F”）（20分） 1、一对相啮合的标准齿轮，小轮的齿根厚度比大轮的齿根厚度大。（ F ） 2、在曲柄滑块机构中，只要原动件是滑块，就必然有死点存在。（ T ） 3、两构件之间以点、线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生两个约 束，而保留一个自由度。（ F） 4、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。（F） 5、平面四杆机构有无急回特性取决于极位夹角是否大于零。（T） 6、对于刚性转子，已满足动平衡者，也必满足静平衡。（T） 7、滚子从动件盘形凸轮的基圆半径和压力角应在凸轮的理论轮廓上度量。 （T） 8、在考虑摩擦的转动副中，当匀速转动时，总反力作用线永远切于摩擦圆。 （T） 9、当机构的自由度数大于零，且等于原动件数，则该机构具有确定的相对运动。（T） 10、对于单个标准齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。（F） 二、填空题；（10分） 1、机器产生速度波动的类型有（周期性）和（非周期性）两种。 2、铰链四杆机构的基本型式有（曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构）三种。 3、从效率观点分析，机械自锁的条件是（效率小于零）。 4、凸轮的形状是由（从动件运动规律和基圆半径）决定的。 5当两机构组成转动副时，其瞬心与（转动副中心）重合。 三、选择题（10分） 1、为了减小机器运转中周期性速度波动的程度，应在机器中安装（B）。 A）调速器； B）飞轮； C）变速装置。 2、重合度εα = 1.6 表示在实际啮合线上有（C）长度属于双齿啮合区。 A) 60% ； B）40% ； C）75%。 3、渐开线齿轮形状完全取决于（C）。 A）压力角； B）齿数； C）基圆半径。 3、在从动件运动规律不变的情况下，对于直动从动件盘形凸轮机构，若缩小 凸轮的基圆半径，则压力角（B）。 A）保持不变； B）增大； C）减小。 5、在计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度数（B）。 A）增多； B）减小； C）不变。 四、计算作图题（共60分） （注：凡图解题均需简明写出作图步骤，直接在试卷上作图，保留所有作图线。） 1、计算下列机构的自由度（10分） F = 3×6－2×8－1=1 F = 3×5－2×6－2 = 1 00002、具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。 00003、机器是由、、所组成的。 00004、机器和机构的主要区别在于。 00005、从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 00006、运动副元素是指。 00007、构件的自由度是指；机构的自由度是指。 00008、两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留了个自由度。 00009、机构中的运动副是指。 00010、机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 00011、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。 00012、平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 00013、当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。 00014、 00015、计算机机构自由度的目的是 __________________________________________________________。 00016、在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。 00017、计算平面机构自由度的公式为F ，应用此公式时应注意判断：(A) 铰链，(B) 自由度，(C) 约束。 00018、机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。 00019、划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的级别确定。 00020、机构运动简图是的简单图形。 00021、在图示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件，则成为级机构；若以构件2为机架，3为原动件，则成为级机构；若以构件4为机架，5为原动件，则成为级机构。 00022、机器中独立运动的单元体，称为零件。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( ) 00023、具有局部自由度和虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度和虚约束。( ) 00024、机构中的虚约束，如果制造、安装精度不够时，会成为真约束。( ) 00025、任何具有确定运动的机构中，除机架、原动件及其相连的运动副以外的从动件系统的自由度都等于零。( ) 00026、六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。- - - - - - - - ( ) 00027、当机构的自由度F 0，且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。 ( ) 00028、运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度。- - - - ( ) 机械原理期末题库（本科类） 一、填空题： 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2.同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 4.机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 8.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程 作运动。 10.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。 11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 13.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。 14.铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。 15.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。 16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。 17.机械发生自锁时，其机械效率。 18.刚性转子的动平衡的条件是。 19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。 20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。 24.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。 机械原理自测题库—单选题 1、铰链四杆机构的压力角是指在不计算摩擦情况下连杆作用于＿＿＿上的力与该力作用点速度所夹的锐角。 A．主动件 B．从动件 C．机架 D．连架杆 答： 2、平面四杆机构中，是否存在死点，取决于＿＿＿是否与连杆共线。 A．主动件B．从动件C．机架 D．摇杆 答： 3、一个K大于1的铰链四杆机构与K=1的对心曲柄滑块机构串联组合，该串联组合而成的机构的行程变化系数K＿＿＿。 A．大于 1 B．小于 1 C．等于1 D．等于2 答： 4、在设计铰链四杆机构时，应使最小传动角γmin＿＿＿。 A．尽可能小一些 B．尽可能大一些 C．为0° D．45° 答： 5、与连杆机构相比，凸轮机构最大的缺点是＿＿＿。 A．惯性力难以平衡 B．点、线接触，易磨损 C．设计较为复杂 D．不能实现间歇运动 答： 6、与其他机构相比，凸轮机构最大的优点是＿＿＿。 A．可实现各种预期的运动规律 B．便于润滑 C．制造方便，易获得较高的精度 D．从动件的行程可较大 答： 7、＿＿＿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 答： 8、对于直动推杆盘形凸轮机构来讲，在其他条件相同的情况下，偏置直动推杆与对心直动推杆相比，两者在推程段最大压力角的关系为＿＿＿。 A．偏置比对心大 B．对心比偏置大 C．一样大 D．不一定 答： 9、下述几种运动规律中，＿＿＿既不会产生柔性冲击也不会产生刚性冲击，可用于高速场合。 A．等速运动规律 B．摆线运动规律（正弦加速度运动规律） C．等加速等减速运动规律 D．简谐运动规律（余弦加速度运动规律） 答： 10、对心直动尖顶推杆盘形凸轮机构的推程压力角超过许用值时，可采用＿＿＿措施来解决。 A．增大基圆半径 B．改用滚子推杆 C．改变凸轮转向 D．改为偏置直动尖顶推杆 答： 11、渐开线上某点的压力角是指该点所受压力的方向与该点＿＿＿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 答： 12、渐开线在基圆上的压力角为＿＿＿。 A.20° B.0° C.15° D .25° 答： 13、渐开线标准齿轮是指m、α、h a* 、c*均为标准值，且分度圆齿厚＿＿＿齿槽宽的齿轮。 A.小于 B.大于 C.等于 D.小于且等于 答： 二、简答题： 1．图示铰链四杆机构中，已知l AB=55mm，l BC=40mm，l CD=50mm，l AD=25mm。试分析以哪个构件为机架可得到曲柄摇杆机构？（画图说明） 2．判定机械自锁的条件有哪些？ 3．转子静平衡和动平衡的力学条件有什么异同？ 4．飞轮是如何调节周期性速度波动的？ 5．造成转子不平衡的原因是什么？平衡的目的又是什么？ 6．凸轮实际工作廓线为什么会出现变尖现象？设计中如何避免？ 7．渐开线齿廓啮合的特点是什么？ 8．何谓基本杆组？机构的组成原理是什么？ 9．速度瞬心法一般用在什么场合？能否利用它进行加速度分析？ 10．移动副中总反力的方位如何确定？ 11．什么是机械的自锁？移动副和转动副自锁的条件分别是什么？ 12．凸轮轮廓曲线设计的基本原理是什么？如何选择推杆滚子的半径？ 13．什么是齿轮的节圆？标准直齿轮在什么情况下其节圆与分度圆重合？ 14．什么是周转轮系？什么是周转轮系的转化轮系？ 15．什么是传动角？它的大小对机构的传力性能有何影响？铰链四杆机构的最小传动角在什么位置？ 16．机构运动分析当中的加速度多边形具有哪些特点？ 17．造成转子动不平衡的原因是什么？如何平衡？ 18．渐开线具有的特性有哪些？ 19．凸轮机构从动件的运动一般分为哪几个阶段？什么是推程运动角？ 20．什么是重合度？其物理意义是什么？增加齿轮的模数对提高重合度有无好处？ 21．什么是标准中心距？一对标准齿轮的实际中心距大于标准中心距时，其传动比和啮合角分别有无变化？ 二、1．作图（略）最短杆邻边AB和CD。 2．1)驱动力位于摩擦锥或摩擦圆内； 2）机械效率小于或等于0 3）工作阻力小于或等于0 3．静平衡：偏心质量产生的惯性力平衡 动平衡：偏心质量产生的惯性力和惯性力矩同时平衡 4．飞轮实质是一个能量储存器。当机械出现盈功速度上升时，飞轮轴的角速度只作微小上升，它将多余的能量储存起来；当机械出现亏功速度下降时，它将能量释放出来，飞轮轴的角速度只作微小下降。 5．原因：转子质心与其回转中心存在偏距； 平衡目的：使构件的不平衡惯性力和惯性力矩平衡以消除或减小其不良影响。 6．变尖原因：滚子半径与凸轮理论轮廓的曲率半径相等，使实际轮廓的曲率半径为0。避免措施：在满足滚子强度条件下，减小其半径的大小。 7．1）定传动比2）可分性3）轮齿的正压力方向不变。8．基本杆组：不能拆分的最简单的自由度为0的构件组。机构组成原理：任何机构都可看成是有若干基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的。 9．简单机构的速度分析；不能。 10．1）总反力与法向反力偏斜一摩擦角2）总反力的偏斜方向与相对运动方向相反。 11．自锁：无论驱动力多大，机构都不能运动的现象。移动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦锥里；转动副自锁的条件是：驱动力作用在摩擦圆内。 12．1）反转法原理 2）在满足强度条件下，保证凸轮实际轮廓曲线不出现尖点和“失真”，即小于凸轮理论轮廓的最小曲率半径。 13．经过节点、分别以两啮合齿轮回转中心为圆心的两个相切圆称为节圆。当两标准齿轮按标准中心距安装时其节圆与分度圆重合。 14．至少有一个齿轮的轴线的位置不固定，而绕其他固定轴线 回转的轮系称为周转轮系。在周转轮系中加上公共角速度-ωH 后，行星架相对静止，此时周转轮系转化成定轴轮系，这个假 想的定轴轮系称为原周转轮系的转化轮系。 15．压力角的余角为传动角，传动角越大，机构传力性能越好。 最小传动角出现在曲柄和机架共线的位置。 16．1）极点p‘的加速度为0 2）由极点向外放射的矢量代表绝对加速度，而连接两 绝对加速度矢端的矢量代表该两点的相对加速度。 3）加速度多边形相似于同名点在构件上组成的多边 形。 17．转子的偏心质量产生的惯性力和惯性力偶矩不平衡；平衡 方法：增加或减小配重使转子偏心质量产生的惯性力和惯性力 偶矩同时得以平衡。 18．1）发生线BK的长度等于基圆上被滚过的圆弧的长度2） 渐开线任一点的法线恒与其基圆相切3）发生线与基圆的切点 是渐开线的曲率中心4）渐开线的形状取决于基圆的大小5） 基圆内无渐开线。 19．推程、远休止、回程、近休止；从动件推杆在推程运动阶 段，凸轮转过的角度称为推程运动角。 20．实际啮合线段与轮齿法向齿距之比为重合度，它反映了一 对齿轮同时啮合的平均齿数对的多少。增加模数对提高重合度 没有好处。 21．一对标准齿轮安装时它们的分度圆相切即各自分度圆与节 圆重合时的中心距为标准中心距。当实际中心距大于标准中心 距时，传动比不变，啮合角增大。 1.平面铰链四杆机构有曲柄存在的条件为：a.连架杆 与机架中必有一杆为四杆机构中的最短杆； b.最短杆与最长杆杆长之和应小于或等于其余两杆之 和（通常称此为杆长和条件）。 2.连杆机构：指所以构建用低副联接而成的机构，又 称为低副机构。 3.连杆机构优点：a.运动副都是低副，低副亮元素为 面接触，所以耐磨损，承载大。b.低副亮元素几何形 状简单，容易制造简单，容易获得较高的制造精度。C . 可以实现不同运动规律和特定轨迹要求。缺点：a低 副中存在间隙，会引起运动误差，使效率降低。B动 平衡较困难，所以一般不宜用于高速传动。C设计比 较复杂，不易精确的实现复杂的运动规律。 4.平面四杆机构的基本形式有：（1）曲柄摇杆机构，（2） 双曲柄机构，（3）双摇杆机构。 5.速度变化：是指一段时间前后，速度的大小和方向出现的变 化，是个矢量，大小可以用后前速率差表示，方向可以用与规 定正方向的夹角表示。物理含义可以导出加速度：单位时间内 速度的变化量。 6.压力角：概述压力角(pressure angle)(α):若不考虑各运动 副中的摩擦力及构件重力和惯性力的影响,作用于点C的力P 与点C速度方向之间所夹的锐角。压力角越大，传动角就 越小．也就意味着压力角越大，其传动效率越低．所 以设计过程中应当使压力角小. 7.死点：从Ft=Fcosα知，当压力角α=90°时，对从动 件的作用力或力矩为零，此时连杆不能驱动从动件工 作。机构处在这种位置成为死点，又称止点。 8.凸轮机构的特点：优点是只要适当的设计出凸轮的 轮廓曲线，就可以是使推杆得到各种预期的运动规律， 而且响应快速，机构简单紧凑。缺点：是凸轮廓线与 推杆之间为点。线接触，易磨损，.凸轮制造较困难。 9按.凸轮形状分：a盘形凸轮，b圆柱凸轮。按推杆形 状分：尖顶推杆，滚子推杆，平底推杆。根据凸轮与 推杆白痴接触的方法不同，凸轮可以分为：力封闭的 凸轮机构，几何封闭的凸轮机构。 10. 推杆常用的运动规律；根据推杆常用的运动规律所以数学 表达是不同，常用的主要有多项式运动规律和三角函数运动规 律两大类。 11.一条直线（称为发生线(generating line)）沿着半径为r b 的圆周（称为基圆(base circle)）作纯滚动时，直线上任意点 K的轨迹称为该圆的渐开线。它具有以下特性；a相应于发生 线和基圆上滚过的长度相等，即 ,即为渐开线在K点的法线。b 渐开线上各点的曲率半径不同，离基圆越远，其曲率半径越大， 渐开线越平直。c渐开线上任意一点的法线必切于基圆。d渐 开基圆以内无渐开线。E渐开线线的形状取决于基圆半径的大 小。基圆半径越大，渐开线越趋平直。 12..渐开线齿廓的啮合特点：渐开线齿廓能保证定传动比传动， 渐开线齿廓间的正压力方向不变，渐开线齿廓传动具有可分 性。 13.标准齿轮：是指m 、α 、ha 和c均为标准值，且分度 圆齿厚等于齿槽宽（ e = s ）的齿轮。 14.渐开线齿轮的基本参数：齿数z，模数m，分度圆压力角， 齿顶高系数，顶隙系数。渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件 和连续啮合传动条件：正确啮合条件：m1 = m2 = m。α1 = α2 = α。连续啮台条件：εα= B1B2 / Pb ≥ 1。 15. 渐开线齿廓的根切现象；用范成法加工齿轮，当加工好的 渐开线齿廓又被切掉的现象时称为根切现象。其原因是；刀具 的齿顶线与啮合线的交点超过了被切齿轮的啮合极限点，刀具 齿顶线超过啮合极限点的原因是被加工齿轮的齿数过少，压力 角过小，齿顶高系数过大。 16.斜齿轮啮合特点是什么？答：（l）两轮齿廓由点开始接触， 接触线由短变长，再变短，直到点接触，再脱离啮合，不象直 齿圆柱齿轮传动那样沿整个齿宽突然接触又突然脱离啮合，而 是逐渐进入啮合逐渐脱离啮合，这样冲击小噪音小，传动平稳。 （2）重合度大ε= εα+εβ。 17.同齿数的变位齿轮与标准齿轮相比，哪些尺寸变了，哪些 尺寸不变，为什么？ 答：齿数、模数、压力角、分度圆、基圆、分度圆周节、全 齿高不变，齿顶圆、齿根圆、分度圆齿厚、齿槽宽发生变了。 原因：用标准齿轮刀具加工变位齿轮，加工方法不变，即正 确啮合条件不变，所以分度圆模数、压力角不变。因而由公式 可知分度圆、基圆不变，再有齿根高、齿顶高、齿根圆、齿项 圆的计算，基准是分度圆，在加工变位齿轮时，标准刀具中线 若从分度圆外移齿根高变小，齿根圆变大，而若要保证全齿高 不变则齿顶高变大齿顶圆变大，因刀具外移在齿轮分度圆处的 刀具齿厚变小，即被加工出的齿槽变小，又因为分度圆周节不 变，齿厚变厚。 18.一对斜齿轮的正确啮合条件和连续传动条件是什么？ 答：正确啮合条件：mn1 = mn2 = m αn1 = αn2 = α。外啮 合β1 = - β2 内啮合β1 = β2连续传动条件：ε= εα+εβ ≥ 1。 19.什么是变位齿轮？ 答：分度圆齿厚不等于齿槽宽的齿轮及齿顶高不为标准值的 齿轮称为变位齿轮。加工中齿条刀具中线不与被加工齿轮的分 度圆相切这样的齿轮称为变位齿轮。 20..蜗轮蜗杆机构的特点有哪些？ 答：(1)传递空间交错轴之间的运动和动力，即空间机构。 （2)蜗轮蜗杆啮合时，在理论上齿廓接触是点接触，但是蜗 轮是用与蜗轮相啮合的蜗杆的滚刀加出来的，实际为空间曲线 接触。 （3）蜗杆蜗轮的传动比，用蜗杆的头数（线数）参与计算。 （4）蜗杆的分度圆直径不是头数乘模数而是特性系数乘模 数，即d1 = qm （5）蜗轮蜗杆的中心距也是用特性系数参与计算。 a＝m（q＋Z2）/2 （6）可获得大传动比，蜗轮主动时自锁。 21.蜗轮蜗杆的标准参数面是哪个面；可实现正确啮合条件是 什么？ 答：（1）是主截面，即平行于蜗轮的端面过蜗杆的轴线的 剖面称之为主截面。 （2）正确啮合条件：ma1 = mt2 = m αa1 =α t2 = α β1 + β2 = 900 旋向相同 22.为什么确定蜗杆的特性系数q 为标准值？ 答：（1）有利于蜗杆标准化，减少了蜗杆的数目。 （2）减少了加工蜗轮的蜗杆滚刀的数目。 23.当量齿轮和当量齿数的用途是什么？ 答：一对圆锥齿轮的当量齿轮用来研究圆锥齿轮的啮合原 理，如重合度和正确啮合条件等，单个当量齿轮用来计算不根 切的最小齿数和用仿形法加工圆锥齿轮时用它来选择刀具号 及计算圆锥齿轮的弯曲强度。 24. 轮系可以分为三种：定轴齿轮系和周转轮系（基本类型）， 第三种是复合轮系。 25：轮系的作用：1 实现两轴间远距离的运动和动力的传动、 2 实现变速传动、 3 实现换向传动、 4 实现差速作用，5用做 运动的合成和分解，6在尺寸及重量较小的条件下，实现大功 率传动。 26. 瞬心为互相作平面相对运动的两构件上,瞬时相对 速度为零的点;也可以说,就是瞬时速度相等的重合点 (即等速重合点).若该点的绝对速度为零则为绝对瞬心; 若不等于零则为相对瞬心. 27. 机构中各个构件之间必须有确定的相对运动，因 此，构件的连接既要使两个构件直接接触，又能产生 一定的相对运动，这种直接接触的活动连接称为运动 副。轴承中的滚动体与内外圈的滚道，啮合中的一对 齿廓、滑块与导轨），均保持直接接触，并能产生一定 的相对运动，因而都构成了运动副。两构件上直接参 与接触而构成运动副的点、线或面称为运动副元素。 29.自由度：在平面运动链中，各构件相对于某一构件所 需独立运动的参变量数目，称为运动链的自由度。它 取决于运动链中活动构件的数目以及连接各构件的运 动副类型和数目。 平面运动链自由度计算公式：F=3n-2PL-PH（1.1）式中： F --- 运动链的自由度n --- 活动构件的数目PL --- 低副的 数目.PH --- 高副的数目。 30.机械的自锁：有些机械，就其结果情况分析，只要加上足 够大的驱动力，按常理就应该能沿着有效驱动力的作用的方向 运动，而实际上由于摩擦的存在，却会出现无论这个驱动力如 何增大，也无法使它运动的现象，这种现象称为机械的自锁。 31.静平衡：当转子(回转件)的宽度与直径之比（宽径比）小于 机械原理第 1 页共 2 页机械原理试题及答案试卷答案
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