机械原理习题册答案
参考答案 第一章 绪论
一，填空题
1.1 能量，物料，信息
1.2运动，动力 1.3制造，运动，装配 二、选择题
2.1 D 2.2 B 三，简答题
第二章 机械的结构分析
二、综合题
1．
n = 7 ，p l = 9 ，p h = 1
21927323=-?-?=--=h l P P n F
从图中可以看出该机构有2个原动件，而由于原动件数与机构的自由度数相等，故该机构具有确定的运动。
2． （a ）D 、E 处分别为复合铰链（2个铰链的复合）；B 处滚子的运动为局部自由度；构件F 、G 及其联接用的转动副会带来虚约束。 n = 8 ，p l = 11 ，p h = 1
111128323=-?-?=--=h l P P n F
3． （c ）n = 6 ，p l = 7 ，p h = 3
13726323=-?-?=--=h l P P n F
（e ）n = 7 ，p l = 10 ，p h = 0
101027323=-?-?=--=h l P P n F 4． （a ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 0
10725323=-?-?=--=h l P P n F
Ⅱ级组 Ⅱ级组 因为该机构是由最高级别为Ⅱ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅱ级机构。 （c ）n = 5 ，p l = 7 ，p h = 0
10725323=-?-?=--=h l P P n F
Ⅲ级组
因为该机构是由最高级别为Ⅲ级组的基本杆组构成的，所以为Ⅲ级机构。 5． n = 7 ，p l =10 ，p h = 0
101027323=-?-?=--=h l P P n F
Ⅱ级组 Ⅲ级组
当以构件AB 为原动件时，该机构为Ⅲ级机构。
Ⅱ级组 Ⅱ级组 Ⅱ级组
当以构件FG 为原动件时，该机构为Ⅱ级机构。
可见同一机构，若所取的原动件不同，则有可能成为不同级别的机构。 6． （a ）n = 3 ，p l = 4 ，p h = 1
01423323=-?-?=--=h l P P n F
因为机构的自由度为0，说明它根本不能运动。而要使机构具有确定的运动，必须使机构有1个自由度（与原动件个数相同）。其修改方案可以有多种，下面仅例举其中的两种方案。
n = 4 ，p l = 5 ，p h = 1
11524323=-?-?=--=h l P P n F
此时机构的自由度数等于原动件数，故机构具有确定的运动。
第三章 平面机构的运动分析
一、综合题
1、解：
2、
由相对瞬心13P 的定义可知：
L O L O P P P P μωμω?=?13331311
所以130313113/P P P P O ?=ωω
方向为逆时针转向，（如图所示）。
3、解：
1）计算此机构所有瞬心的数目
K=N （N-1）/2=6（6-1）/2=15；
2）如图所示，为了求传动比ω1/ω2，需找出瞬心 P 16、P 36、P 12、P 23，并按照三心定理找出P 13；
3)根据P 13的定义可推得传动比ω1/ω2计算公式如下：
13613
21613
P P DK P P AK ωω==
由于构件1、3在K 点的速度方向相同，从而只3ω和1ω同向。 4、解：1）以选定的比例尺1μ作机构运动简图（图b ）。
2）求c v u u v
定出瞬心13P 的位置（图b ），因为13P 为构件3的绝对瞬心，有
13
3213//B BP AB l v l l BP ωμω==
=10?0.06/0.003?78=2.56（rad/s ）
1330.00352 2.56c c CP v μω==??=0.4(m/s)
3)定出构件3的BC 线上速度最小的点E 的位置
因为BC 线上的速度最小点必与13P 点的距离最近，故从13P 引BC 的垂线交于点E ，由图可得
1330.00346.5 2.56E
l P E v μω==??=0.357（m/s ）
4)定出0C v =时机构的两个位置（见图c ，注意此时C 点成为构件3的绝对瞬心），量出 ?1=26.4°；?2=226.6°
5、解：
6、解：（1）把B 点分解为B 2和B 3两点，运用相对运动原理列出速度与加速度的矢量方程，并分析每个矢量的方向与大小如下： 2323
B B B B v v v +=
方向 ⊥AB ⊥AB 向下 //BC 大小 ? ω1?l AB ?
r B B k B B B t C B n
C
B a a a a a 2
323233++=+
方向 B →C ⊥BC B →A ⊥BC 向下 ∥BC 大小 ω32?l BC ? ω12?l AB 2ω3?v B3B2 ?
（2）标出各顶点的符号，以及各边所代表的速度或加速度及其指向如下：
7、解：
1212B B B B v v v ???+=
大小 ？ V 1 ？ 方向 ┴AB 水平 //导路
ω3=V B2 / L AB
=pb 2?μv /L AB
r
B B k B B B t B n B B a a a a a a 12121222++=+=?? 大小 ω32L AB ？ 0 0 ? 方向 //AB ⊥AB //导路 α3=a B2t / L AB = n ’b 2’ ?μa /L AB 8、解：根据速度多边形判断如下：
第一步：由pb 方向得杆2角速度方向如图所示；
第二步：把矢量c 3c 2绕ω2方向旋转90度得23k
c c a v 方向。
A
B(B 1,B 2,B 3) V 1
1
2
3 ε3
ω3 n ’
9、解：
在a)图机构中存在哥氏加速度，但在导杆3的两个极限摆动位置时，以及滑块2相对于导杆3的两个极限滑动位置时，哥氏加速度为零。这是因为前者的瞬时牵连转速为零，而后者的瞬时相对平动为零，均导致哥氏加速度瞬时为零；相应的机构位置图略
在b)图机构中由于牵连运动为平动，故没有哥氏加速度存在。 10、解：
11、解： B
C B C v v v 22
+=
方向 ⊥DC ⊥AB 向右 ⊥BC 大小 ? ω1?l AB ?
2424C C C C v v v +=
方向 ⊥AC ⊥DC ∥AC 大小 ? ω2?l DC ? 标出顶点如图所示。 12、解 ：
1）以1μ做机构运动简图 2）速度分析 根据C B CB v v v =+ 以0μ做其速度多边形（图b ） 根据速度影像原理，做bce ?∽
BCE ?，
且字母顺序一致得点e ，由图得： 0.00562E V v pe μ=?=?0.31(/)m s =（顺时针）
2/0.00531.5/0.07v BC w bc l μ=?=?
2.25(/)rad s =（逆时针）
3/0.00533/0.045v CD pc l ωμ==?
=3.27（rad/s ）
3）加速度分析 根据机速度矢量方程
n CD
t n t
c CD CB B CB a a a a a a =+=++u u u r u u u r u u u r u u r u u u r u u r
以1μ做加速度多边形（图c ）
根据加速度影像原理，做'''b c e ?∽BCE ?，且字母顺序一致得点'e 由图点得
''0.0570 3.5(/)E a a p e m s μ=?=?=u u r
''
2//t
Z cb
bc a bc a a l n c l μ==u u r
0.0527.5/0.0719.6(/)rad s =?=（逆时针）
第四章 平面机构的力分析+第五章 效率和自锁
1. 作用在机械上的力分为 驱动力 和 阻抗力 两大类。
2．对机构进行力分析的目的是：
(1) 确定运动副中的反力 ；(2) 确定机械上的平衡力或平衡力矩 。 3. 质量代换中，动代换是指满足质量不变、质心位置不变以及对质心轴的转动惯量不变；而静代换则是指只满足 构件的质量不变和质心位置不变 。 4. 在滑动摩擦系数相同条件下，槽面摩擦比平面摩擦大，其原因是槽面摩擦的当量摩擦系数为θ
sin f
f =
?，明显大于f ，因此，机械中三角带传动比平型带传动用得更为广泛，而联接用的螺纹更多地采用三角形为螺纹牙型。
5. 虑摩擦的移动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 大于摩擦角 ，当发生匀速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 等于摩擦角 ，当发生减速运动时，说明外力的作用线与运动方向法线的夹角 小于摩擦角
6. 考虑摩擦的转动副，当发生加速运动时，说明外力的作用线 在摩擦圆之外 ，当发生匀速运动时，说明外力的作用线 与摩擦圆相切 ，当发生减速运动时，说明外力的作用线 与摩擦圆相割 。
选择题：
1. 在车床刀架驱动机构中，丝杠的转动使与刀架固联的螺母作移动，则丝杠与螺
母之间的摩擦力矩属于 。
A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。 2. 风力发电机中的叶轮受到流动空气的作用力，此力在机械中属于 。 A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。
3. 在空气压缩机工作过程中，气缸中往复运动的活塞受到压缩空气的压力，此压
力属于 。
A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。 4. 在外圆磨床中，砂轮磨削工件时它们之间的磨削力是属于 。
A)驱动力； B)生产阻力； C)有害阻力； D)惯性力。
5. 在带传动中，三角胶带作用于从动带轮上的摩擦力是属于 。
A)驱动力；
B)生产阻力； C)有害阻力；
D)惯性力。
6. 在机械中，因构件作变速运动而产生的惯性力 。
A)一定是驱动力；
B)一定是阻力；
C)在原动机中是驱动力，在工作机中是阻力；
D)无论在什么机器中，它都有时是驱动力，有时是阻力。 7. 在机械中阻力与其作用点速度方向 。
A).相同; B).一定相反; C).成锐角; D).相反或成钝角 8. 在机械中驱动力与其作用点的速度方向 。
A 〕一定同向；
B 〕可成任意角度；
C 〕相同或成锐角；
D 〕成钝角
9. 考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速、等速、减速不同状态下运转，其总反力的作用线
切于摩擦圆。 A) 都不可能；
B)不全是；
C)一定都。
三、综合题
1、解：此传动装置为一混联系统。 圆柱齿轮1、
2、
3、4为串联
圆锥齿轮5-6、7-8、9-10、11-12为并联。 2
341295.0'==ηηη92
.0''56==ηη
此传动装置的总效率 2、解：
设机构3、4、5、6、7 组成的效率为η3’，则机器的总效率为η=η1η2η3’
而'
'2
'2'
'''3
P P P P r r ++=η， P 2’ η3η4= P r ’ ，P 2’’ η5η6η7= P r ’’ 将已知代入上式可得总效率η=η1η2η3’=0.837 3、解：
4、解：
83
.092.095.0'''2563412=?==?=ηηηηηη 5
6 1 2 3 4 7
η1
η2
η5
η6
η7
P 2’
P 2’’
η3 η4
P r ’
P r ’’
C
R 32
B R 12
2 A R 21
B
R 41 1 M 1 ω1 R 21
R 21
(a)ρ>e轴作加速转动；
(b)ρ 5、解： 6、解： 2 B C R12 R32 A 1 P R41 B R21 C 3 Q R23 R43 7、解： 如图所示，由已知，摩擦角φ=arctg0.2。为不使料块上升，总反力R 的作用线应在水平线下方，则 φ≥α/2 即α≤2φ = 2arctg0.2 8、解： 10、解：作出各运动副反力的作用线如图 R R 1 2 φ α/2 α/2 11、解： (1)作出各运动副反力的作用线如图 (2)力矢量方程式：+Q ρ+34R ρ054=R ρ， 32R ρ++12R ρ 052=R ρ, 画力多边形 第六章 机械的平衡 一、填空题 1、轴向尺寸较小（轴向尺寸b 与其最大直径d 之比小于2）；2；对于任何不平衡的转子，不论在几个回转平面内，有多少偏心质量，只要在选定的2个平面上，分别适当地增加（或除去）一个平衡质量即可使转子得到动平衡。 2、（a ）、（b ）、（c ）；（c ） 3、总惯性力为零；总惯性力为零，同时总惯性力矩也为零 4、平衡试验；材料不均匀，制造安装误差 5、惯性力；1个；惯性力；惯性力矩；2个 6、质量；向径；大 7、(a)；(b)、(c) 8、在垂直于其回转轴线的同一平面内；静；动 9、静；动；（a ） 二、简答题 1、答： （1）如果只要求刚性转子的惯性力达到平衡，则称为转子的静平衡。 （2）如果不仅要求惯性力，而且要求惯性力矩也达到平衡。则称为转子的动平衡。 （3）不考虑动平衡的静平衡不总是有利的，其理由在于对于不是分布在同一平面 内的转子，虽然它满足了静平衡要求，但如果不对它进行动平衡，它在转动过程中将有附加动压力产生，引起机械设备的震动。 三、计算题 解：建立平衡的矢量方程如下 0221121=++=++r r r W W W b b m m m 作力矢量图： 量出b W 的大小，即b W =15kg.cm ，则 07.114==b b W m kg ， 相位在左上方，与竖直方向夹角ο3.43=α。 第七章 机械的运转及其速度速度的调节 一、填空题 1、?；位置，运动 2、功率等效；动能等效 3、等速；周期变化；恒等；一个周期内相等 4、安装飞轮；调速器 5、调节周期性速度波动；渡过死点 6、盈功；亏功；等速 二、简答题 1、答： （1）周期性速度波动：作用在机械上的等效驱动力矩ed M ，等效阻力矩er M 和等效转动惯量e J 均呈周期性变化；在公共周期内，驱动功等于阻抗功，机械能增量为零，则等效构件的角速度在公共周期的始末是相等的，即机械运转的速度呈周期性波动，即周期性速度波动。 （2）波动幅度大小调节:加装飞轮。 1W （3）不能完全消除周期性速度波动。因为不可能加装转动惯量F J =∞的飞轮，只要F J 一定，总有速度波动量。 2、答： （1）等效质量的等效条件：等效机构所具有的动能与原机械系统所具有的动能相等。 （2）若不知道机构的真实运动也能够求得等效质量，因为 2 21 ??? ??+??? ??=∑=v w J v v m m i si n i sa i e 其中， v v sa 和v w i 仅余机构类型和尺寸相关，与原远东件的真实运动状况无关。 3、答： （1）机器的运转通常分为三个阶段：起动、稳定运转和制动。 起动阶段：er ed M M >，总有正功，机械的动能和速度越来越大，最后接近稳定运转阶段。 稳定运转阶段：在一段时间内，驱动力所作功等于工作阻力矩所作的功，速度接近常数（速度在一定范围内上下波动），机械的动能接近常数。 制动阶段：er ed M M <，工作阻力矩所作的功大于驱动力所作的功，机械的动能和速度由大减小，直到为零，机械停止运转。 （2）等速稳定运转是指驱动力作的功等于工作阻力矩所作的功，速度为常数，机械的动能为常数。 周期性变速稳定运转是指当作用在机械上的等效驱动力（力矩）和等效工作阻力（力矩）周期性变化时，机械的动能和速度是周期性变化的，在一段时间内，驱动力所作功等于工作阻力矩所作的功，速度接近常数（速度在一定范围内上下波动），机械的动能接近常数。 4、答： （1）机器在启动阶段、稳定运转阶段和停车阶段的功能关系的表达式：起动阶段： E W W W f r d ?++=，稳定运转阶段：f r d W W W +=，停车阶段：E W r ?-= （2）原动件角速度的变化情况：起动阶段：ω由令逐渐上升，直至达到正常运转的平均角速度m ω为止。稳定运转阶段：ω围绕其平均值m ω作不大的上下波动。停车阶段：ω由令逐渐减小为零 5、答： 等效力的等效条件是将等效力（力矩）作用在等效构件上，其所作的功（功率）与机械系统在所有力作用下所作的功（功率）相等。 6、答： （1）机器运转的周期性及非周期性速度波动的性质的区别： 如果在等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期内，驱动功等于阻抗功，则机械能增量为零，于是经过等效力矩和等效转动惯量变化的公共周期，机械的动能 恢复到原来的值，因而等效构件的角速度也恢复到原来的值，这种等效构件的角速度在稳定运转过程中的速度将出现周期性波动。 如果机械在运转过程中等效力矩的变化出现非周期性波动，则机械运转的速度将出现非周期性波动。 （2）调节方法： 周期性速度波动不会破坏机械的稳定运转状态，它可以采用安装飞轮来调节。 非周期性速度波动将会破坏机械的稳定运装状态，可能会出现飞车或停车的现象，可采用调速器进行调节。 三、综合题 1、解： 1）由功率等效原则可建立如下方程： 3322222222111),cos(),cos()(s s s s s er ed v R v W v F M M M -++=-v W v F ωω 即133122*********//),cos(/),cos(ωωωs s s s s er ed e v R v W v F M M M M -++=-=v W v F 2）由动能等效原则可建立如下方程 233222222211212 121212121s s s e v m v m J J J +++=ωωω 所以2 13321 222 1 2 21??? ? ??+???? ??+???? ??+=ωωω ωs s s e v m v m J J J 注：利用瞬心，可进一步求得： 2 2123222 222 2121??? ? ??+???? ? ?+???? ??+=B P C P L m B P S P L m B P L J J J O O AB O O AB O AB s e μμ 2、解： （1）m N 5.2172243)201600(220?=? ?? ??-?-+?=π πππed M （2）由30002min max ==+m n n n 及 05.0min max ==-δm n n n 可得、 rpm 5.1537max =n ，rpm 5.1462min =n （3）()J 81.10855.21716004 max =-?= ?π W []22 222max 88.005 .0150081 .1085900900kgm n W J m F =???=?≥ πδπ 3、解： （1）求ed M m N M ed ?=??=10023003421π π 作等效ed M 图 20 （2）求F J 由等效ed M 图可求得： 92332ππ?= =b ，9 109234πππ?=-=c J W a b ab 88.342/1000922/100)(=???? ??-=?-=?π?? J W b c bc 11.2792/200929 102/200)(-=???? ??--=?--=?ππ?? J W cd 22.2442/1009229102=???? ?????? ??-+??? ??-=?ππππ 作能量指示图 由能量指示图可以得到 J W W bc 11.279max =?=?，[]2 222 2max 226.005.0150011.279900900kgm n W J m F =???=?≥ πδπ （3）求m ax ω、min ω s rad n m m /15760/150014.3260/2=??==πω 由1572 min max =-= ωωωm ，05.0min max =+= m ωωωδ 得到s rad /925.160max =ω，s rad /075.153min =ω 4、解： 机组阻抗功r W 为 J W r ππππππππ800452045800240002800=?? ? ?? - ?+??? ??-?+??? ??-?+??? ??-?= 机组驱动功：π2?=d d M W （因为d M 为常数） 则由在机组稳定运转阶段的一个周期内，驱动功与阻抗功相等即r d W W =可以 得到，ππ8002=?d M ，所以 Nm M d 400= 由题图所示，在π2~0的一个周期内，最大盈亏功为 ?-=?π π?2max 4 5)d (er ed M M W J ππ π300)4 52()0400(=- ?-= 由题意，转速误差不超过%1±，所以02.0=δ，因此飞轮的等效转动惯量为 []22 222max 43002 .0100300900900kgm n W J m F =???=?≥ ππ δπ 5、解： （1）最大盈亏功 由题图，可建立如下方程 ()()03 23 1003 3 2100=? +? -+? +?-π π π π ed ed ed ed M M M M 解之得到Nm M ed 50= 所以J E E W 3 1003250min max max ππ=? =-=? 其中，最大角速度m ax ω对应?角在a 位置，最小角速度min ω对应?角在b 位置。 （2）安装飞轮进行调节。 6、（略） 7、解： （1）等效转动惯量e J 和等效力矩e M 根据 2332222112 2221121212121212121s s s s s e v m v m v m J J J ++++=ωωω 得到 21 23 321 22 221 21 121 2 2 21////ωωωωωs s s s s e v m v m v m J J J ++++= 根据 3112222111),cos()cos()(s s s s er ed Pv M v W v W M M --+=-ωωv W v ,W s11 得到 131********//),cos(/)cos(ωωωs s s s er ed e Pv M v W v W M M M --+=-=v W v ,W s11 （2）等效力矩的方向如图示 （3）等效转动惯量或等效力矩是机构位置1?的函数。 8、解： 1ω 机械原理作业 第一章结构分析作业 1.2 解： F = 3n－2P L－P H = 3×3－2×4－1= 0 该机构不能运动，修改方案如下图： 1.2 解： （a）F = 3n－2P L－P H = 3×4－2×5－1= 1 A点为复合铰链。（b）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×6－2= 1 B、E两点为局部自由度, F、C两点各有一处为虚约束。 （c）F = 3n－2P L－P H = 3×5－2×7－0= 1 FIJKLM为虚约束。1.3 解： F = 3n－2P L－P H = 3×7－2×10－0= 1 1）以构件2为原动件，则结构由8－7、6－5、4－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图a)。 2）以构件4为原动件，则结构由8－7、6－5、2－3三个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅱ级机构(图b)。 3）以构件8为原动件，则结构由2－3－4－5一个Ⅲ级杆组和6－7一个Ⅱ级杆组组成，故机构为Ⅲ级机构(图c)。 (a) (b) (c) 第二章 运动分析作业 2.1 解：机构的瞬心如图所示。 2.2 解：取mm mm l /5=μ作机构位置图如下图所示。 1.求D 点的速度V D 13P D V V = 而 25241314==P P AE V V E D ，所以 s mm V V E D /14425241502524=?== 2. 求ω1 s r a d l V AE E /25.11201501===ω 3. 求ω2 因 98382412141212==P P P P ωω ，所以s rad /46.0983825.1983812=?==ωω 4. 求C 点的速度V C s mm C P V l C /2.10154446.0242=??=??=μω 2.3 解：取mm mm l /1=μ作机构位置图如下图a 所示。 1. 求B 2点的速度V B2 V B2 =ω1×L AB =10×30= 300 mm/s 2.求B 3点的速度V B3 V B3 ＝ V B2 ＋ V B3B2 大小 ？ ω1×L AB ？ 方向 ⊥BC ⊥AB ∥BC 取mm s mm v /10=μ作速度多边形如下图b 所示，由图量得： mm pb 223= ，所以 s mm pb V v B /270102733=?=?=μ 由图a 量得：BC=123 mm , 则 mm BC l l BC 1231123=?=?=μ 3. 求D 点和E 点的速度V D 、V E 利用速度影像在速度多边形，过p 点作⊥CE ，过b 3点作⊥BE ，得到e 点；过e 点作⊥pb 3，得到d 点 , 由图量得： mm pd 15=，mm pe 17=， 所以 s mm pd V v D /1501015=?=?=μ ， s mm pe V v E /1701017=?=?=μ； 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 机械原理 课后习题及参考答案 机械原理课程组编 武汉科技大学机械自动化学院 习题参考答案 第二章机构的结构分析 2-2 图2-38所示为一简易冲床的初拟设计方案。设计者的思路是：动力由齿轮1输入，使轴A连续回转；而固装在轴A上的凸轮2与杠杆3组成的凸轮机构将使冲头4上下运动以达到冲压的目的。试绘出其机构运动简图，分析其运动是否确定，并提出修改措施。 4 3 5 1 2 解答：原机构自由度F=3?3- 2 ?4-1 = 0，不合理，改为以下几种结构均可： 2-3 图2-396为连杆；7为齿轮及偏心轮；8为机架；9为压头。试绘制其机构运动简图，并计算其自由度。 O 齿轮及偏心轮ω A 齿轮及凸轮 B E F D C 压头 机架 连杆 滑杆滑块 摆杆滚子 解答：n=7; P l =9; P h =2，F=3?7-2 ?9-2 = 1 2-6 试计算图2-42所示凸轮—连杆组合机构的自由度。 解答：a) n=7; P l =9; P h =2，F=3?7-2 ?9-2 =1 L 处存在局部自由度，D 处存在虚约束 b) n=5; P l =6; P h =2，F=3?5-2 ?6-2 =1 E 、B 处存在局部自由度，F 、C 处存在虚约束 b) a)A E M D F E L K J I F B C C D B A 2-7 试计算图2-43所示齿轮—连杆组合机构的自由度。 B D C A (a) C D B A (b) 解答：a) n=4; P l =5; P h =1，F=3?4-2 ?5-1=1 A 处存在复合铰链 b) n=6; P l =7; P h =3，F=3?6-2 ?7-3=1 B 、C 、D 处存在复合铰链 2-8 试计算图2-44所示刹车机构的自由度。并就刹车过程说明此机构自由度的变化情况。 第七章齿轮机构及其设计 一、选择题 1.渐开线在______上的压力角、曲率半径最小。 A.根圆 B.基圆 C.分度圆 D.齿顶圆 2.一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线相切于______。 A.两分度圆 B.两基圆 C.两齿根圆 D.两齿顶圆 3.渐开线齿轮的标准压力角可以通过测量_______求得。 A.分度圆齿厚 B.齿距 C.公法线长度 D.齿顶高 4.在范成法加工常用的刀具中，________能连续切削,生产效率更高。 A.齿轮插刀 B.齿条插刀 C.齿轮滚刀 D.成形铣刀 5.已知一渐开线标准直齿圆柱齿轮，齿数z=25,齿顶高系数h a*=1，齿顶圆直径D a=135mm,则其模数大 小应为________。 A.2mm B.4mm C.5mm D.6mm 6.用标准齿条刀具加工正变位渐开线直齿圆柱外齿轮时，刀具的中线与齿轮的分度圆__________。 A.相切 B.相割 C.相离 D.重合 7.渐开线斜齿圆柱齿轮分度圆上的端面压力角__________法面压力角。 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或等于 8.斜齿圆柱齿轮基圆柱上的螺旋角βb与分度圆上的螺旋角β相比_________。 A.βb >β B.βb =β C.βb <β D. βb =>β 9.用齿条型刀具加工，αn=20°,h a*n =1,β=30°的斜齿圆柱齿轮时不根切的最少数是_________。 A.17 B.14 C.12 D.26 10.渐开线直齿圆锥齿轮的当量齿数z v=__________。 A.z/cosβ B.z/cos2β C.z/cos3β D.z/cos4β 11.斜齿圆柱齿轮的模数和压力角之标准值是规定在轮齿的_________。 A.端截面中 B.法截面中 C.轴截面中 D.分度面中 12.在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动时，齿廓接触处所受的法向作用力方_________。 A.不断增大 B.不断减小 C.保持不变 D.不能确定 13.渐开线齿轮齿条啮合时，其齿条相对齿轮作远离圆心的平移时，其啮合角_____。 A.加大 B.不变 C.减小 D.不能确定 14.一对渐开线斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中，一对齿廓上的接触线长度________变化的。 A.由小到大 B.由大到小 C.由小到大再到小 D.保持定值 15.一对渐开线齿廓啮合时，啮合点处两者的压力角__________。 A.一定相等 B.一定不相等 C.一般不相等 D.无法判断 16在渐开线标准直齿圆柱齿轮中，以下四个参数中________决定了轮齿的大小及齿轮的承载能力。 A.齿数z B.模数m C.压力角α D.齿顶系数h a* 17.在渐开线标准直齿圆柱齿轮中，以下四个参数中________决定了齿廓的形状和齿轮的啮合性能。 A.齿数z B.模数m C.压力角α D.齿顶系数h a* 18和标准齿轮相比，以下变位齿轮的四个参数中________已经发生了改变。 A.齿距p B.模数m C.压力角α D.分度圆齿厚 二、判断题 1.一对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱，其啮合角一定是20°。（） 第6章作业6—1什么是静平衡?什么是动平衡?各至少需要几个平衡平面?静平衡、动平衡的力学条件各是什么? 6—2动平衡的构件一定是静平衡的，反之亦然，对吗?为什么?在图示（a）（b）两根曲 上平衡。机构在基座上平衡的实质是平衡机构质心的总惯性力，同时平衡作用在基座上的总惯性力偶矩、驱动力矩和阻力矩。 6—5图示为一钢制圆盘，盘厚b=50 mm。位置I处有一直径φ=50 inm的通孔，位置Ⅱ=0.5 kg的重块。为了使圆盘平衡，拟在圆盘上r=200 mm处制一通孔，试求处有一质量m 2 此孔的直径与位置。(钢的密度ρ=7.8 g／em3。) 解根据静平衡条件有: m 1r I +m 2 r Ⅱ +m b r b =0 m 2r Ⅱ =0 . 5×20=10 kg.cm m 1r 1 =ρ×(π/4) ×φ2×b×r 1 =7.8 ×10-3×(π/4)×52×5 ×l0=7.66 kg.cm 6， 。 m 2r 2 =0.3×20=6 kg.cm 取μ W =4(kg.cm)/cm作质径积矢量多边形如图 m b =μ W W b /r=4×2.4／20=0.48 kg，θ b =45o 分解到相邻两个叶片的对称轴上 6—7在图示的转子中，已知各偏心质量m 1=10 kg，m 2 =15 k，m 3 =20 kg，m 4 =10 kg它们的 回转半径大小分别为r 1=40cm，r 2 =r 4 =30cm，r 3 =20cm，方位如图所示。若置于平衡基面I及 Ⅱ中的平衡质量m bI 及m bⅡ 的回转半径均为50cm，试求m bI 及m bⅡ 的大小和方位(l 12 =l 23 =l 34 )。 解根据动平衡条件有 以μ W 作质径积矢量多边形，如图所示。则 6 。若 m bⅡ=μ W W bⅡ /r b =0.9kg，θ bⅡ =255o (2)以带轮中截面为平衡基面Ⅱ时，其动平衡条件为 以μw=2 kg.crn／rnm，作质径积矢量多边形，如图 (c)，(d)，则 m bI =μ W W bI /r b ==2×27/40=1.35 kg，θ bI =160o 机械原理试题及答案试卷 答案 Newly compiled on November 23, 2020 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。 第二章机构的结构分析 一、填空与选择题 1、B、A 2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对 运动 3、低副，高副，2，1 4、后者有作为机架的固定构件 5、自由度的数目等于原动件的数目；运动不确定或机构被破坏 6、√ 7、 8、1 9、受力情况 10、原动件、机架、若干个基本杆组 11、A、B 12、C 13、C 二、绘制机构简图 1、计算自由度 7, 9，2 323×7-2×9-2=1 2、3、 4、 三、自由度计算 (a)E处为局部自由度；F处(或G处)为虚约束 计算自由度 4，5，1 323×4-2×5-1=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (b) E处(或F处)为虚约束 计算自由度 5，7，0 323×5-2×7=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (c) B处为局部自由度；F处为复合铰链；J处(或K处)为虚约 束 计算自由度 9，12，2 323×9-2×12-2=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运 动。 (d) B处为局部自由度；C处为复合铰链；G处(或I处)为虚约束 计算自由度 7，9，1 323×7-2×9-1=2 自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。 (e) 构件(或)及其两端的转动副引入一个虚约束 计算自由度 3，4，0 323×3-2×4=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (f) C处为复合铰链； 计算自由度 7，10，0 323×7-2×10=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (g) B处为局部自由度；F处为复合铰链；E处(或D处)为虚约束 计算自由度 6，8，1 323×6-2×8-1=1 (h)去掉杆8此处存在虚约束；B和C处为复合铰链 计算自由度 7，10，0 323×7-2×10=1 选择填空： （1）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（ B ）确定运动。 A.有； B.没有； C.不一定； （2）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 ）。 A.虚约束； B.局部自由度； C.复合铰链； （3）机构具有确定运动的条件是（B ）。 A.机构自由度数小于原动件数；机构自由度数大于原动件数； B.机构自由度数等于原动件数； （4）用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有（ B ）个自由度。 A.3； B.4； C.5； D.6； （5）杆组是自由度等于（ A ）的运动链。 A.0； B.1； C.原动件数。 （6）平面运动副所提供的约束为（ D ）。 A.1； B.2； C.3； D.1或2； （7）某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是（ D ）。 A.含有一个原动件组； B.原动件； C.至少含有一个Ⅱ级杆组； D.至少含有一个Ⅲ级杆组； （8）机构中只有一个（D ）。 A.闭式运动链； B.原动件； C.从动件； D.机架。 （9）具有确定运动的差动轮系中其原动件数目（ C ）。 A.至少应有2个； B.最多有2个； C.只有2个； D. 不受限制。 （10）在加速度多边形中，连接极点至任一点的矢量，代表构件上相应点的____B__加速度；而其它任意两点间矢量，则代表构件上相应两点间的______加速度。 A.法向; 切向 B.绝对; 相对 C.法向; 相对 D.合成; 切向 （11）在速度多边形中，极点代表该构件上_____A_为零的点。 A.绝对速度 B.加速度 C.相对速度 D.哥氏加速度 （12）机械出现自锁是由于（ A ）。 A. 机械效率小于零； B. 驱动力太小； C. 阻力太大； D. 约束反力太大； （13）当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角＿B ＿。 A. 为0 0； B. 为090； C. 与构件尺寸有关； （14）四杆机构的急回特性是针对主动件＿D ＿而言的。 D. 等速运动； E. 等速移动； F. 变速转动或变速移动； （15）对于双摇杆机构，最短构件与最长构件之和＿H ＿大于其余两构件长度之和。 G. 一定； H. 不一定； I. 一定不； （16）当铰链四杆机构的最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余的两杆长之和，此时，当取与最短杆向邻的构件为机架时，机构为＿K ＿；当取最短杆为机架时，机构为＿L ＿；当取最短杆的对边杆为机架，机构为＿J ＿。 J. 双摇杆机构； K. 曲柄摇杆机构； L. 双曲柄机构； M. 导杆机构； （17）若将一曲柄摇杆机构转化为双曲柄机构，可将＿N ＿。 N. 原机构曲柄为机架； O. 原机构连杆为机架； P. 原机构摇杆为机架； （18）平面两杆机构的行程速比系数K 值的可能取值范围是＿S ＿。 Q. 10≤≤K ； R. 20≤≤K ； S. 31≤≤K ； D ．21≤≤K ； （19）曲柄摇杆机构处于死点位置时＿U ＿等于零度。 T. 压力角； U. 传动角； V. 极位夹角。 （20）摆动导杆机构，当导杆处于极限位置时，导杆＿A ＿与曲柄垂直。 A. 一定； B. 不一定； 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） A B C D E F G A B C D E F G H M N 图4-1 图4-1 a) b) H F = 3×6－2×8－1=1 F = 3×5－2×6－2 = 1 机械原理课后全部习题答案 目录 第1章绪论 (1) 第2章平面机构的结构分析 (3) 第3章平面连杆机构 (8) 第4章凸轮机构及其设计 (15) 第5章齿轮机构 (19) 第6章轮系及其设计 (26) 第8章机械运动力学方程 (32) 第9章平面机构的平衡 (39) 第一章绪论 一、补充题 1、复习思考题 1)、机器应具有什么特征机器通常由哪三部分组成各部分的功能是什么 2）、机器与机构有什么异同点 3）、什么叫构件什么叫零件什么叫通用零件和专用零件试各举二个实例。 4）、设计机器时应满足哪些基本要求试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。 2、填空题 1)、机器或机构，都是由组合而成的。 2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。 3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。 4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。 5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。 6）、构件是机器的单元。零件是机器的单元。 7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。 8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。 9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。 3、判断题 1)、构件都是可动的。（） 2）、机器的传动部分都是机构。（） 3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。（） 4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。（）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。（） 6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（） 7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。（） 2 填空题答案 1）、构件2）、构件3）、代替机械功4）、相对运动5）、传递转换6）、运动制造7）、预定终端8）、中间环节9）、确定有用构件 3判断题答案 1）、√2）、√3）、√4）、√5）、×6）、√7）、√ 机械原理课后题答案 Prepared on 22 November 2020 选择填空：（1）当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（ B ）确定运动。 A.有； B.没有； C.不一定； （2）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 ）。 A.虚约束； B.局部自由度； C.复合铰链； （3）机构具有确定运动的条件是（B ）。 A.机构自由度数小于原动件数；机构自由度数大于原动件数； B.机构自由度数等于原动件数； （4）用一个平面低副联二个做平面运动的构件所形成的运动链共有（ B ）个自由度。 A.3； B.4； C.5； D.6； （5）杆组是自由度等于（ A ）的运动链。 A.0； B.1； C.原动件数。 （6）平面运动副所提供的约束为（ D ）。 ； B.2； C.3； D.1或2； （7）某机构为Ⅲ级机构，那么该机构应满足的必要充分条件是（ D ）。 A.含有一个原动件组； B.原动件； C.至少含有一个Ⅱ级杆组； D.至少含有一个Ⅲ级杆组； （8）机构中只有一个（D ）。 A.闭式运动链； B.原动件； C.从动件； D.机架。 （9）具有确定运动的差动轮系中其原动件数目（ C ）。 A.至少应有2个； B.最多有2个； C.只有2个； D. 不受限制。 （10）在加速度多边形中，连接极点至任一点的矢量，代表构件上相应点的____B__加速度；而其它任意两点间矢量，则代表构件上相应两点间的______加速度。 A.法向; 切向 B.绝对; 相对 C.法向; 相对 D.合成; 切向 （11）在速度多边形中，极点代表该构件上_____A_为零的点。 A.绝对速度 B.加速度 C.相对速度 D.哥氏加速度 （12）机械出现自锁是由于（ A ）。 Print 机械原理试题及答案(试卷+答案). 仅供测试与学习交流，请下载后24小时内删除。 Array 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。 模拟试题八（机械原理 A） 一、判断题（10分）[对者画√，错者画×] 1、对心曲柄滑块机构都具有急回特性。（） 2、渐开线直齿圆柱齿轮的分度圆与节圆相等。（） 3、当两直齿圆柱齿轮的安装中心距大于标准中心距时，为保证无侧隙啮合，应采用正传 动。（） 4、凸轮机构中当从动件的速度有有限量突变时，存在柔性冲击。（） 5、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。（） 6、动平衡的转子一定满足静平衡条件。（） 7、斜齿圆柱齿轮的法面压力角大于端面压力角。（） 8、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。( ) 9、在铰链四杆机构中，固定最短杆的邻边可得曲柄摇杆机构。（） 10、平底直动从动件盘状凸轮机构的压力角为常数。（） 二、填空题（10分） 1、机构具有确定运动的条件为________________________。 2、平面八杆机构共有_________瞬心。 3、渐开线齿廓上最大压力角在________圆上。 4、当行程速比系数K=1.5时，机构的极位夹角θ=__________。 5、举出两种可实现间歇运动的机构。________________________。 6、偏置滚子（尖顶）直动从动件盘状凸轮机构的压力角表达式tgα=______。 7、渐开线齿轮的齿廓形状与哪些参数有关？_____________。 8、机械中安装飞轮的目的是_____________。 9、直齿圆锥齿轮的当量齿数Zv=__________。 10、在连杆机构中处于死点位置的γ=__________；α=__________。 三、简答题（10分） 1、为了实现定传动比传动，对齿轮轮廓曲线有什么要求？ 2、计算机构自由度时有哪些注意事项？ 3、计算混合轮系传动比有哪些步骤？ 4、铰链四杆机构中存在双曲柄的条件是什么？ 5、机构等效动力学模型中的四个等效量有哪些?分别是根据何种原理求得？ 四、计算如图8.1发动机配气机构的自由度。（8分） 图8.1图8.2 五、在图示8.2的回归轮系中，已知：Z1=20，Z2=48，m1= m2=2mm，Z3=18，Z4=36，m3= m4=2.5mm该两对齿轮均为标准渐开线直齿圆柱齿轮，且安装中心距相等。α=200，h*=1， 第二章机构的结构分析- 一、填空与选择题 1、B、A 2、由两构件直接接触而产生的具有某种相对运动 3、低副，高副，2，1 4、后者有作为机架的固定构件 5、自由度的数目等于原动件的数目；运动不确定或机构被破坏 6、√ 7、 8、m-1 9、受力情况10、原动件、机架、若干个基本杆组 11、A、B 12、C 13、C 二、绘制机构简图 1、计算自由度n=7, P L=9，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-2=1 2、3、 4、 三、自由度计算 (a)E处为局部自由度；F处(或G处)为虚约束 计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (b)E处(或F处)为虚约束 计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (c) B处为局部自由度；F处为复合铰链；J处(或K处)为虚约束 计算自由度n=9，P L=12，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×9-2×12-2=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (d) B处为局部自由度；C处为复合铰链；G处(或I处)为虚约束 计算自由度n=7，P L=9，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×7-2×9-1=2 自由度的数目大于原动件的数目所以该机构不具有确定的运动。 (e) 构件CD(或EF)及其两端的转动副引入一个虚约束 计算自由度n=3，P L=4，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×3-2×4=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (f) C处为复合铰链； 计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1 自由度的数目等于原动件的数目所以该机构具有确定的运动。 (g) B处为局部自由度；F处为复合铰链；E处(或D处)为虚约束 计算自由度n=6，P L=8，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×6-2×8-1=1 (h)去掉杆8此处存在虚约束；B和C处为复合铰链 计算自由度n=7，P L=10，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×7-2×10=1 (i) C处为复合铰链 计算自由度n=5，P L =7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1 自由度的数目等于原动件的数目，所以该机构具有确定的运动。 四、试计算下图所示机构的自由度，并作出它们仅含低副的替代机构。 替代机构如下图所示： (1)计算自由度n=4，P L=5，P H=1 F=3n-2P L-P H=3×4-2×5-1=1 (2)计算自由度n=3，P L=3，P H=2 F=3n-2P L-P H=3×3-2×3-2=1 五、计算下图所示机构的自由度，并通过结构分析确定当构件1、5分别为原动件时机构 的级别。 计算自由度n=5，P L=7，P H=0 F=3n-2P L-P H=3×5-2×7=1 机构分析如下图所示。 第8章作业 8-l 铰链四杆机构中，转动副成为周转副的条件是什么?在下图所示四杆机构ABCD 中哪些运动副为周转副?当其杆AB 与AD 重合时，该机构在运动上有何特点?并用作图法求出杆3上E 点的连杆曲线。 答：转动副成为周转副的条件是： （1）最短杆与最长杆的长度之和小于或等于其他两杆长度之和； （2）机构中最短杆上的两个转动副均为周转副。图示ABCD 四杆机构中C 、D 为周转副。 当其杆AB 与AD 重合时，杆BE 与CD 也重合因此机构处于死点位置。 8-2曲柄摇杆机构中，当以曲柄为原动件时，机构是否一定存在急回运动，且一定无死点?为什么? 答：机构不一定存在急回运动，但一定无死点，因为： （1）当极位夹角等于零时，就不存在急回运动如图所示， （2）原动件能做连续回转运动，所以一定无死点。 8-3 四杆机构中的极位和死点有何异同? 8-4图a 为偏心轮式容积泵；图b 为由四个四杆机构组成的转动翼板式容积泵。试绘出两种泵的机构运动简图，并说明它们为何种四杆机构，为什么? 解 机构运动简图如右图所示，ABCD 是双曲柄机构。 因为主动圆盘AB 绕固定轴A 作整周转动，而各翼板CD 绕固定轴D 转动，所以A 、D 为周转副，杆AB 、CD 都是曲柄。 8-5试画出图示两种机构的机构运动简图，并说明它们各为何种机构。 图a 曲柄摇杆机构 图b 为导杆机构。 8-6如图所示，设己知四杆机构各构件的长度为240a mm =，600b =mm ,400,500c mm d mm ==。试问: 1)当取杆4为机架时，是否有曲柄存在? 2)若各杆长度不变，能否以选不同杆为机架的办法获得双曲柄机构和双摇杆机构?如何获得? 第二章机构的结构分析 2－1.计算下列各机构的自由度。注意分析其中的虚约束、局部自由度合复合铰链等。 题图１－４c所示机构，导路ＡＤ⊥ＡＣ、ＢＣ＝ＣＤ／２＝ＡＢ。该机构可有多种实际用途，可用于椭圆仪，准确的直线轨迹产生器，或作为压缩机或机动马达等。 题图１－４d为一大功率液压动力机。其中ＡＢ＝Ａ｀Ｂ｀，ＢＣ＝Ｂ｀Ｃ｀，ＣＤ＝Ｃ｀Ｄ｀，ＣＥ＝Ｃ｀Ｅ｀，且Ｅ、Ｅ｀处于滑块移动轴线的对称位置。 答 c)为轨迹重合虚约束，可认为ＡＢ杆或滑块之一构成虚约束。 Ｆ＝３×３－２×４＝１; d)对称的上部分或下部分构成虚约束。 Ｆ＝３×５－２×７＝１. 2－2．试计算下列机构的自由度,如有局部自由度、虚约束或复合铰链，请指出。 e） 答案： a)Ｆ＝３×７－２×１０＝１．注意其中的Ｃ、Ｇ、Ｄ、Ｈ点并不是复合铰链。 b)Ｆ＝３×５－２×７＝１ C）Ｆ＝３×７－２×１０＝１其中Ｃ点为复合铰链，分别由2、３、４构件在Ｃ点构成复合铰。 d)Ｆ＝３×３－２×３－２＝１或者Ｆ＝３×５－２×５－２－２＝１ 其中Ｂ、Ｄ处的磙子具有局部自由度。 2-3试计算如图所示各平面高副机构的自由度,如有局部自由度、虚约束或复合铰链，请指出。 第三章平面连杆机构及其分析与设计 3－1．试求题图所示各机构在图示位置时全部瞬心的位置． 答案： 瞬心P 12在A 点 瞬心P 23、 P 24均在B 点 瞬心P 34在C 点 P 14、 P 13均在垂直导路的无 瞬心P 23、 P 13均在B 点 穷远处 瞬心P 14、 P 24均在D 点 3-5在图示的齿轮-连杆组合机构中，试用瞬心法求齿轮1与齿轮3的传动比31/ωω。 答案：此题关键是找到相对瞬心Ｐ13． 3-6在图示凸轮机构中，已知mm r 50=，mm l OA 22=，mm l AC 80=，ο?901=，凸轮，凸轮 以角速度s rad /101=ω逆时针方向转动。试用瞬心法求从动件2的角速度2ω。 答案：找到１，２构件的相对瞬心Ｐ12 即有：ω1×AP12＝ω2×CP12……① 现在的关键是求出AP12的值。设AP12为 x ， 则OP12＝(222＋x 2)1/2 机械原理试题及答案(试卷+答案). 仅供测试与学习交流，请下载后24小时内删除。 Array 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，他们的渐开机械原理第 1 页共 32 页 Array 线齿形是（）。 试题1 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 1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，则该机构演化为曲柄摇块机构。 4、 传动角越大，则机构传力性能越好。 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： 212121n n n n m m ααββ==-=，，。 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机械原理课后答案-高等教育出版社
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