機(jī)械原理考試試題與答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上西南科技大城市學(xué)院-王忠試題 1一、 選擇題 （每空 2 分，共 10 分）1、平面機(jī)構(gòu)中，從動件的運動規(guī)律取決于D。A 、 從動件的尺寸B、機(jī)構(gòu)組成情況C、原動件運動規(guī)律D、 原動件運動規(guī)律和機(jī)構(gòu)的組成情況2、一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿長度分別為30mm ，60mm，80mm，100mm，當(dāng)以 30mm 的桿為機(jī)架時，則該機(jī)構(gòu)為A機(jī)構(gòu)。A 、雙搖桿B、雙曲柄C、曲柄搖桿D、 不能構(gòu)成四桿機(jī)構(gòu)3、凸輪機(jī)構(gòu)中，當(dāng)推桿運動規(guī)律采用C時，既無柔性沖擊也無剛性沖擊。A 、一次多項式運動規(guī)律B、二次多項式運動規(guī)律C、正弦加速運動規(guī)律D、余弦加速運動規(guī)律4、平面機(jī)構(gòu)的平衡問題中，對“動不

2、平衡”描述正確的是B。A 、 只要在一個平衡面內(nèi)增加或出去一個平衡質(zhì)量即可獲得平衡B、動不平衡只有在轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)的情況下才能表現(xiàn)出來C、靜不平衡針對軸尺寸較小的轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾萣 與其直徑D 之比 b/D<0.2 ）D、使動不平衡轉(zhuǎn)子的質(zhì)心與回轉(zhuǎn)軸心重合可實現(xiàn)平衡5、漸開線齒輪齒廓形狀決定于D。A 、模數(shù)B、分度圓上壓力角C、齒數(shù)D、前 3 項二、 填空題 （每空 2 分，共 20 分）1、 兩構(gòu)件通過面接觸而構(gòu)成的運動副稱為低副。2、 作相對運動的三個構(gòu)件的三個瞬心必在同一條直線上。3、 轉(zhuǎn)動副的自鎖條件是驅(qū)動力臂摩擦圓半徑。4、 斜齒輪傳動與直齒輪傳動比較的主要優(yōu)點：嚙合性能好，重合度

3、大，結(jié)構(gòu)緊湊。5、 在周轉(zhuǎn)輪系中， 根據(jù)其自由度的數(shù)目進(jìn)行分類：若其自由度為2，則稱為差動輪系，若其自由度為1，則稱其為行星輪系。6、 裝有行星輪的構(gòu)件稱為行星架（轉(zhuǎn)臂或系桿）。7、 棘輪機(jī)構(gòu)的典型結(jié)構(gòu)中的組成有：搖桿、棘爪、棘輪等。三、 簡答題 （15 分）1、 什么是構(gòu)件？答：構(gòu)件：機(jī)器中每一個獨立的運動單元體稱為一個構(gòu)件；從運動角度講是不可再分的單位體。專心-專注-專業(yè)1西南科技大城市學(xué)院-王忠2、 何謂四桿機(jī)構(gòu)的“死點”？答：當(dāng)機(jī)構(gòu)運轉(zhuǎn)時，若出現(xiàn)連桿與從動件共線時，此時 =0，主動件通過連桿作用于從動件上的力將通過其回轉(zhuǎn)中心， 從而使驅(qū)動從動件的有效分力為零， 從動件就不能運動， 機(jī)構(gòu)

4、的這種傳動角為零的位置稱為死點。3、 用范成法制造漸開線齒輪時，出現(xiàn)根切的根本原因是什么？避免根切的方法有哪些？答：出現(xiàn)根切現(xiàn)象的原因：刀具的頂線（不計入齒頂比普通齒條高出的一段 c*m ）超過了被切齒輪的嚙合極限點N1，則刀具將把被切齒輪齒根一部分齒廓切去。避免根切的方法：a) 減小齒頂高系數(shù) ha*b) 加大刀具角 c) 變位修正四、 計算題 （45 分）1、 計算如圖1 所示機(jī)構(gòu)的自由度，注意事項應(yīng)說明？（5*2 ）CDEGFCDBBAAab圖 1小題 a：其中 A 、B 處各有一個轉(zhuǎn)動副，B 處有一個移動副， C、D 處的移動副記作一個移動副。即 n 3, pl 4, ph 0, p&

5、#39;F '0；所以該機(jī)構(gòu)自由度為：F 3n ( 2 plphp' ) F '33 （2400） 01小題 b：其中 A 、B 、C、 G、H 處各有一個轉(zhuǎn)動副， F 處為復(fù)合鉸鏈有兩個轉(zhuǎn)動副，B 處有一個局 部 自 由 度 ， D 、 E處 的 兩 個 移 動 副 記 作 一 個 移 動 副 。 即n 7, pl 9, ph 1, p'，0 F ' 1 ；所以該機(jī)構(gòu)自由度為：2西南科技大城市學(xué)院-王忠F 3n ( 2 plphp' ) F '3 7 （ 2 910） 112、 如圖 2 所示機(jī)構(gòu)中，各尺寸為：lAB=30mm ，l A

6、C=100mm ，l BD =50mm ，l DE =40mm ，曲柄以等角速度 1=10 rad/s 運動，試用圖解法求機(jī)構(gòu)在1 45 時，點 D 和 E 的加速度， 以及構(gòu)件 2 的角速度和角加速度。 （ 15 分）DB1 132A14E圖 2圖 a圖 b圖 c解：以 l=0.0025m/mm 作機(jī)構(gòu)的位置簡圖，如圖a 所示。此機(jī)構(gòu)中構(gòu)件2 和搖塊 3 組成移動副，且構(gòu)件2 作平面一般運動，選C（C2 和 C3）為重合點，則 Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0, 3= 2， 3= 2。i. 速度分析vB1lAB100.030.3m / svC2vBvC 2BvC 3vC 2C 3方向A

7、BBC/ BC大??？0？取 v=0.005m · s-1/mm 作上式的速度圖（圖b），再根據(jù)速度影像原理得點d 及 e。vDvvEvpd0.00545.2ms （沿 pd方向）0.23 /pe0.00534.4ms （沿 pe方向）0.17 /3西南科技大城市學(xué)院-王忠v bc20.005 48.5rad/s （瞬時針）20.1232.00l bcii. 加速度分析aBan2 lAB1000.033m / s2B1aCn2 B22l BC2.0020.1230.49m / s2aCk2 C32 3vC2 C3220.00534.50.69m / s2（方向 DE）aC 2aBaCn

8、 2BaCt2 BaC 3aCt 2C 3aCr 2C 3方向BA CBBCBC/ BC大??？0？以 a=0.04m· s-2 /mm 作加速度圖（圖c），再加速度影像原理得點d和 e，由圖可得：aD''0.0465.142.61/s2（沿 ''方向）a p dmp daE''0.0471.012.84/s2（沿 '' 方向）a p emp e2aCt2 Ba n2'c2'0.0425.858.41rad / s2（順時針）l CBlCB0.1233、設(shè)計一對漸開線外嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪圓柱齒輪機(jī)構(gòu)。已知z1=1

9、8， z2=36 ，模數(shù)m=3，壓力角與齒頂高系數(shù)ha* 為標(biāo)準(zhǔn)值，試求： （ 10 分）1) 該圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的傳動比 i 122) 兩輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑、分度圓上齒厚3) 求兩輪的中心距答：a) 該圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的傳動比z236i122z118b) 兩輪的分度圓直徑：d1mz131854mmd2mz23 36108mm齒頂圓直徑：da1(z2h*)m(1821)363mm1ada 2( z22ha* ) m(3621)3117mm齒根圓直徑：d f 1( z1 2ha*2c* )m(18 2120.25) 346.5mm4西南科技大城市學(xué)院-王忠d f 2( z2

10、2ha*2c* )m(362120.25)3100.5mm基圓直徑：db1d1cos54cos20 50.74 mmdb 2d2cos117cos20109.94mm分度圓上齒厚：sm3.143224.71mmc)兩輪中心距：ad1 d25410881mm224、在圖示輪系中，已知： Z 1=22 ，Z 3=88 ，Z3=Z 5。試求傳動比 i15。（ 10 分）2答：齒輪 1、 2、 3、H 組成行星輪系部分；4H齒輪 3、4、 5 組成定軸輪系部分；531其中行星輪系部分的傳動比：z2z3z3883i13H1H4（ 1）圖 33Hz1z2z122定軸輪系部分：i3 '53'

11、z4 z5z51（ 2）z3 ' z4z3'5由圖中可知：5H（ 3）又有：33'（ 4）由式 1、 2、 3、4 聯(lián)立可得：i159五、 設(shè)計題 （10 分）設(shè)計一導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，已知機(jī)架長度 100mm ，行程速比系數(shù) K=1.5 。（要求保留作圖軌跡，以及必要的文字說明）5西南科技大城市學(xué)院-王忠解：180(K 1)180 (1.51)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的極位夾角K11.5 136根據(jù)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的特性知：；其中為導(dǎo)桿的擺角作圖步驟：a)作mDnb)作mDn 的角平分線，在該線上取l DA d 100mm（即機(jī)架長度）c)過 A 點作導(dǎo)桿任一極位的垂線AC 1（或 AC 2 ），其即

12、為曲柄，故a d sin(/ 2)100sin(36 / 2)30.90mm試題 2一、填空題 （每題 2 分，共 20 分）1、 機(jī)構(gòu)具有確定運動的條件：機(jī)構(gòu)自由度數(shù)= 機(jī)構(gòu)的原動件數(shù)。2、速度影像的相似原理只能應(yīng)用于同一構(gòu)件上的各點。3、 對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，若以滑塊為機(jī)架， 則該機(jī)構(gòu)演化為定塊機(jī)構(gòu)（或直動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)）。4、 移動副的自鎖條件是：驅(qū)動力作用在移動副的摩擦角內(nèi)。5、 凸輪機(jī)構(gòu)推桿的常用運動規(guī)律中，一次多項式運動規(guī)律有剛性沖擊。6、 漸開線的形狀取決于基圓的大小。7、 直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的正確嚙合條件是：模數(shù)相等、壓力角相等。8、有一外槽輪機(jī)構(gòu)，已知槽輪的槽數(shù)z4 ，轉(zhuǎn)盤上裝有一個圓

13、銷，則該槽輪機(jī)構(gòu)的運6西南科技大城市學(xué)院-王忠動系數(shù)k=0.25。9、 回轉(zhuǎn)構(gòu)件進(jìn)行動平衡時，應(yīng)在兩個平衡基面上加平衡質(zhì)量。10、當(dāng)兩構(gòu)件組成兼有滑動和滾動的高副時，其瞬心在過接觸點高副元素的公法線處。二、簡答題 （每小題5 分，共25 分）1、簡述構(gòu)件和零件的區(qū)別和聯(lián)系？答：a) 構(gòu)件：從運動角度講是不可再分的單位體。b) 零件：從制造角度講是不可再分的單位體。c) 構(gòu)件可以由多個零件通過剛性聯(lián)結(jié)獲得。2、什么是當(dāng)量摩擦系數(shù)？答：為了計算摩擦力簡便， 把運動副元素幾何形狀對運動副的摩擦力的影響因素計入到摩擦系數(shù)中，這種轉(zhuǎn)化后的摩擦系數(shù)稱為當(dāng)量摩擦系數(shù)。3、 實現(xiàn)往復(fù)移動或往復(fù)擺動的機(jī)構(gòu)有哪些

14、？答：（ 1） 連桿機(jī)構(gòu)（ 2） 凸輪機(jī)構(gòu)（ 3） 螺旋機(jī)構(gòu)（ 4） 齒輪齒條機(jī)構(gòu)（ 5） 組合機(jī)構(gòu)4、 機(jī)械的“平衡”與“調(diào)速”都可以減輕機(jī)械中的動載荷，但兩者有何本質(zhì)區(qū)別？答： 1)機(jī)械平衡是通過消除或減小慣性力和慣性力矩來減輕機(jī)械中的動載荷。2)調(diào)速是使機(jī)械的運動避開其共振區(qū)域， 從而減小軸的撓度， 獲得減輕機(jī)械中動載荷的目的。5、 簡述漸開線圓柱斜齒輪機(jī)構(gòu)主要有哪些優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：（ 1） 嚙合性能好：逐漸嚙入，逐漸嚙出，傳動平穩(wěn)，噪音小。（ 2） 重合度大：降低每對齒輪的載荷，提高承載能力。（ 3） 結(jié)構(gòu)緊湊：避免根切的最小齒數(shù)小。缺點：運轉(zhuǎn)時有軸向力。三、計算題（共45 分）1、

15、繪制縫紉機(jī)下針機(jī)構(gòu)簡圖（草圖）。(5 分)DC342B7A1西南科技大城市學(xué)院-王忠2、圖示為一內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖，試計算其自由度，并分析組成此機(jī)構(gòu)的基本桿組及機(jī)構(gòu)級別。 (10 分 )答： 見圖所示。活動構(gòu)件n=7 ；低副 pl=10 ；所以機(jī)構(gòu)的自由度為CDF3n(2 plphp')F 'BHE37(210100)01FA以 AB 為原動件：G機(jī)構(gòu)可分解成下圖。級機(jī)構(gòu)HCDEBA級組F級組級組機(jī)架與原動件G因此該機(jī)構(gòu)為：級機(jī)構(gòu)3、試求機(jī)構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。(5 分 )C23BP12P23A1P13答： A 點為 P13；B 點為 P12；8西南科技大城市學(xué)院-王忠P23

16、由三心定理求得，見圖。4、在圖示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，BAC90 ， l AB60mm， l AC 120mm ，曲柄 AB 以等角速度1 30rad / s 轉(zhuǎn)動，試用相對運動圖解法求構(gòu)件3 的角速度和角加速度。 (15分 )解：以 l=0.001m/mm作機(jī)構(gòu)的位置簡圖，如圖a 所示。l BCl AC2l AB21202602134mmA1 B2a)速度分析求 vB243vB2vB11l AB300.061.8m / s（方向垂直 AB 轉(zhuǎn)向同 1）求 vB 3CvB 2vB 3vB 2B 3方向ABBC/ AB大小1.8？?-1b）取 v=0.01m · s /mm 作上式的速度圖（圖v

17、B 3v pb30.0180.360.8m / s （方向見圖）vB 2B 3v b2b30.01161.071.6m / s （方向見圖）vB 30.86rad / s(逆時針 )3134 10 3l BCa) 加速度分析aB 2aBn 212l AB3020.06 54m / s2(方向 BA）n2l BC620.134 4.8m / s(方向 B C )aB 33aBk2 B 32 3 vB 2B 3 261.619.2m / s(方向 vB 2 B 3 )aB2aB3naBt 3aBk 2B 3aBr 2B 3方向BAB CBCvB 2B 3/ BC大小544.8?19.2？以 a=1

18、m· s-2/mm 作加速度圖（圖c）atB 3a e' b3 '129.0829m / s2（方向見圖）9西南科技大城市學(xué)院-王忠3aBt329216rad / s2lBC0.1345、圖示輪系中， 已知： z160, z2 z2 'z3z4 20, z5 100 。試求傳動比 i 41。（ 10 分）答：i15H1Hz2 z520 100522（ 1）10Hz1 z2 '60 2033Hi14H1Hz2 z3 z420 2014（ 2）4Hz1 z2 ' z360 203由式 1、 2 聯(lián)立可得：5i411.5四、設(shè)計題（10 分）10西南

19、科技大城市學(xué)院-王忠如圖所示，設(shè)已知破碎機(jī)的行程速比系數(shù)K=1.2 ，顎板長度lCD300mm ，顎板擺角35 ，曲柄長 60mm。試設(shè)計該四桿機(jī)構(gòu)。解：作圖步驟：d) 由給定的行程速比變化系數(shù) K，得曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的極位夾角180( K 1)180(1.2 1)K116.361.2 1e) 作出搖桿兩個極限位置C1D 和 C2D，使 C1 DC 2 35f) 連接 C1、 C2，并作 C1M 垂直于 C1C2。g) 作 C1C2 N9090 16.36 73.64 ， N 與 M 相交于 P 點，由圖可見，C1PC216.36。h) 利用余弦定理求 AC 1 （令為 x）2 l ABx 2x2

20、lC21C 2cosl ABx x2 2量得 lC1C 2 180.42mm代入求得連桿的長度：x225.44mmi) 以 C1 為圓心， x 為半徑作圓，與前述外接圓的交點即為所求的A 點。j) 量得機(jī)架長： 309.43mm試題 3一、填空題 （每空2 分，共 20 分）1、 機(jī)構(gòu)中按給定的運動規(guī)律對立運動的構(gòu)件稱為原動件；而其余活動構(gòu)件稱為從動件。2、 轉(zhuǎn)動副的自鎖條件是：驅(qū)動力作用在摩擦圓內(nèi)。3、 對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，若以曲柄為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)演化為導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。4、 機(jī)構(gòu)的壓力角是指力與速度所夾銳角。5、 凸輪機(jī)構(gòu)推桿的常用運動規(guī)律中，余弦加速度運動規(guī)律有柔性沖擊。6、 齒輪機(jī)構(gòu)的重合度愈大

21、，表明同時參加嚙合的輪齒對數(shù)愈多。7、 棘輪機(jī)構(gòu)的主要組成構(gòu)件有：棘輪、棘爪、止動爪等。8、 機(jī)器速度波動的類型有：周期性速度波動、非周期性速度波動。9、 設(shè)計滾子推桿盤形凸輪輪廓線時，若發(fā)現(xiàn)工作廓線有變尖現(xiàn)象時，則尺寸參數(shù)上應(yīng)采取的措施是：加大基圓半徑。11西南科技大城市學(xué)院-王忠10、在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)曲柄與機(jī)架兩次共線位置時出現(xiàn)最小傳動角。二、簡答題 （每小題5 分，共 25 分）1、何謂運動副及運動副元素？答：運動副是指兩構(gòu)件直接接觸具有確定的相對運動關(guān)系的一種聯(lián)結(jié)。（書本）：兩個構(gòu)件直接接觸而組成的可動的聯(lián)接。運動副元素：參加接觸的部分。兩構(gòu)件上能夠參加接觸而構(gòu)成運動副的表面。2、

22、 列舉 5 種能實現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運動的機(jī)構(gòu)。答：1） 摩擦傳動機(jī)構(gòu)：如帶傳動、摩擦輪等2） 嚙合傳動機(jī)構(gòu)：如齒輪傳動、蝸桿傳動、鏈傳動等3） 連桿機(jī)構(gòu)：如雙曲柄機(jī)構(gòu)、平行四邊形機(jī)構(gòu)等。3、 簡述進(jìn)行質(zhì)量代換需要滿足的三個條件？動代換和靜代換各應(yīng)滿足什么條件？答：質(zhì)量代換法需滿足三個條件：1、 代換前后構(gòu)件的質(zhì)量不變；2、 代換前后構(gòu)件的質(zhì)心位置不變；3、 代換前后構(gòu)件對質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量不變；其中：動代換需要滿足前面三個條件；靜代換滿足前兩個條件便可。4、齒輪傳動要勻速、平穩(wěn)地進(jìn)行，必須滿足哪些條件？答：1） 對齒廓的要求：齒廓滿足定傳動比的齒廓嚙合基本定律。2） 對重合度要求：齒輪嚙合的重合度大于

23、1。3） 對正確嚙合要求：滿足正確嚙合條件。5、有一滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，在使用中發(fā)現(xiàn)推桿滾子的直徑偏小，欲改用較大的滾子，12西南科技大城市學(xué)院-王忠問是否可行？為什么？答：不一定。令滾子半徑為rr ；凸輪理論輪廓線的最小曲率半徑為min當(dāng)： rrmin當(dāng)： rrmin不可行。時：工作廓線出現(xiàn)交叉，出現(xiàn)失真現(xiàn)象。這時不可行。時：工作廓線出現(xiàn)尖點，凸輪輪廓在尖點處易磨損而導(dǎo)致失真。這時也當(dāng)： rrmin 時：這時也不可行。三、計算題（共45 分）1、繪制唧筒機(jī)構(gòu)簡圖（草圖）。（ 5 分）B22、圖示為一內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖，試計算其自由度；以本桿組及機(jī)構(gòu)級別。 （ 10 分）答： 活動構(gòu)件 n=7

24、 ；低副 pl=10 ；所以機(jī)構(gòu)的自由度為F 3n (2 pl ph p') F ' 3 7 (2 10 1 0 0) 0 1以 AB 為元動件：機(jī)構(gòu)可分解成下圖。為級機(jī)構(gòu)C34D1AEG 為原動件時分析組成此機(jī)構(gòu)的基CDBH EFAG13西南科技大城市學(xué)院-王忠CDEHBF級組級組機(jī)架與原動件GA3、試求機(jī)構(gòu)在圖示位置的全部瞬心。（5 分）答： A 點為 P12；B P13B 點為 P23；P23C 點為 P34；3D 點為 P14；2P34P13 由三心定理求得為B 點，見圖。C4P24 由三心定理求得為D 點，見圖。AD P24P121P144 、 圖 示 鉸 鏈 四 桿

25、 機(jī) 構(gòu) 中 ， 已 知l BC 50mm,lCD 35mm, l AD 30mm, AD 為機(jī)架，（ 15 分）（ 1）若此機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且AB 為曲柄，求 l AB 的最大值；（ 2）若此機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)，求l AB 的最小值；C（ 3）若此機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)，求l AB 值的范圍；解： 1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)要求滿足“桿長條件 ”；曲柄為連架桿且B最短三個條件。AD由“桿長條件 ”知： l ABl BCl ADlCD即： l AB l AD lCDlBC3035 50 15mm所以 l AB 的最大值為： 15mm2）為雙曲柄機(jī)構(gòu)有兩種情況：滿足 “桿長條件 ”；最短桿為機(jī)架； 。滿足平行四邊形機(jī)構(gòu)條件。（lBCl AD排除 ）當(dāng) BC 為最長桿時：由 “桿長條件 ”知： l ADl BCl ABl CD即： l ABl ADl BClCD30503545mm當(dāng) AB 為最長桿時：14西南科技大城市學(xué)院-王忠由 “桿長條件 ”知： l ADl ABl BCl CD即： l ABl BClCDl AD503530