机械设计原理试题

一、填空题(每题2分，共20分)

1.两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）

2.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）

3.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）

4.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）

5.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）

6.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）

7.差动轮系是指自由度。

（①为1的周转轮系②为2的定轴轮系③为2的周转轮系）

8.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）

9.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）

10.周转轮系的传动比计算应用了转化机构的概念。对应周转轮系的转化机构乃是。

（①定轴轮系②行星轮系③混合轮系④差动轮系）

二、简答题( 每题 5 分，共25 分)

1.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。

2.图示楔块机构，已知：P为驱动力，Q为生产阻力，f为各接触平面间的滑动摩擦系数，试作：

(1) 摩擦角的计算公式φ= ；

(2) 在图中画出楔块2的两个摩擦面上所受到的全反力R12, R32两个矢量。

3.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。

4.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= ？

5.试标注出在图示位置时机构中瞬心P12、P23、P14、P34、P123的位置。

三、设计一曲柄摇杆机构。已知LAD=75mm，LCD=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。(10分)

四、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)。(10分)

1)试确定最大赢亏功ΔWmax；

2)若等效构件平均角速度wm=50rad/s，运转速度不均匀系数δ=0.1，试求等效构件的wmin 及wmax的值及发生的位置。

五、试在图示的偏心圆凸轮机构中表示出：(10分)

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。

六、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。(13分)

1.按标准中心距a=120mm安装时，求：

①齿数Z1、Z2；

②啮合角a′；

③节圆直径d1′、d2′；

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：Z1=1，Z2=40，Z2′=24，Z3=72，Z3′=18，Z4=114。(12 分)

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。

模拟卷<二>

一、填空题(每题2分，共20分)

1.速度与加速度的影像原理只适用于上。

（①整个机构②主动件③相邻两个构件④同一构件）

2.两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）

3.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% ）

4.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）

5.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）

6.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）

7. 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）

8. 周转轮系有和两种类型。

9. 就效率观点而言，机器发生自锁的条件是。

10. 图示三凸轮轴的不平衡情况属于不平衡，应选择个平衡基面予以平衡。

二、简答题( 每题 5 分，共25 分)

1.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。

2.图示楔块机构，已知：P为驱动力，Q为生产阻力，f为各接触平面间的滑动摩擦系数，试作：

(1) 摩擦角的计算公式φ= ；

(2) 在图中画出楔块2的两个摩擦面上所受到的全反力R12, R32两个矢量。

3.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。

4.图示凸轮机构。在图中画出凸轮的基圆、偏距圆及理论廓线。

三、图示正弦机构的运动简图。已知：原动件1以等角速度ω1=100rad/s转动，杆长LAB= 40mm，φ1=45，试用矢量方程图解法求该位置构件3的速度V3和加速度a3。(取比例尺μv =0.1ms-1/mm，μa=10ms-2/mm) (10分)

四、图示曲柄摇杆机构运动简图，所用比例尺为μl=1mm/mm。试作：(15分)

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；

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

五、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。

(13 分)

1.按标准中心距a=120mm安装时，求：

①齿数Z1、Z2；

②啮合角a′；

③节圆直径d1′、d2′；

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α′；

③说明属于何种变位传动。

六、图示轮系中，已知各轮齿数：Z1=1，Z2=40，Z2′=24，Z3=72，Z3′=18，Z4=114。(12 分)

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。

七、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。(10分)

模拟卷<三>

一．完成下列各题（每题7分, 共56分）

1.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。

2.重量G=40N的滑块1，在倾角β=30°的驱动力P作用下沿水平面作等速运动。接触面间摩擦系数f=0.286, 试用图解法求力P 。

3.图示导杆机构运动简图。已知原动件1的角速度为ω1=1rad/s, 试用瞬心法求导杆的角速度ω3。

4.在图上画出凸轮从当前位置依ω1方向转过60°时推杆的位移S。

5.按照图示曲柄导杆机构的运动简图及速度多边形，试写出哥式加速度的表达式，并在图中指出其方向.

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

7.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。

8.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。

二．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？（10分）

三、如图所示正弦机构。已知LAB=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。（14 分）

四、图示飞机起落架用铰链四杆机构，连杆长度LBC＝300mm ，预定的两位置是：实线B1C1表示降落放下机轮的位置，虚线B2C2表示飞行时收回机轮的位置，要求连架杆AB的铰链A位于B1C1延长线上，连架杆DC的铰链D位于B2C2延长线上。试设计该铰链四杆机构。（10分）

答：LAB= mm，LAD＝mm，LDC＝mm。

五、一对标准斜齿圆柱齿轮传动。已知：齿轮参数Z1=18，Mn=2.5，αn=20°，hαn*=1.0 ，Cn*=0.25，传动比i12=2，中心距a＝68mm, 试求：

1．齿数Z2 , 螺旋角β；

2．分度圆直径d1,d2；

3．齿顶圆直径da1，da2；

4．基圆直径db1，db2；

5．端面分度圆周节Pt。（10分

模拟卷<四>

一、选择及填空题（每题2分，共20分）

1.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）

2.高速凸轮机构，为减少冲击震动，从动件运动规律应采取运动规律。

（①等速②等加等减速③余弦加速度④正弦加速度）

3.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不同③不一定）

4. 一对啮合的渐开线斜齿圆柱齿轮的端面模数，且于法面模数。

（①相等②不相等③无关系④大⑤小⑥等）

5.涡轮的螺旋角与蜗杆的螺旋升角。

（①相等②不相等③无关系④之和为90o）

6.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＝。

7.螺旋升角为的螺旋副，若接触表面间的摩擦系数为f，则机构的自锁条件是：。

8.计算等效转动惯量的原则是：。

9.所谓定轴轮系是指：。

10.标准斜齿圆柱齿轮传动的中心距与，，参数有关。

二、选择及填空题（每题5分，共20分）

1.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。

2.图示凸轮机构。在图中画出凸轮的基圆、偏距圆及理论廓线。

3.试画出定轴轮系及周转轮系的示意图各一种。

4.图示为刚性转子的质量分布情况，不平衡质量m1与m2在同一轴面内。

①说明改转子属于那类不平衡问题。

②计算m2在平衡平面Ⅰ、Ⅱ上的代换质量m2Ⅰ和m2Ⅱ。

三、在图示机构运动简图中，已知：L＝400mm，＝30o，原动件1以等角速度ω1＝1rad/s

转动，试用图解法求机构3的速度v3和加速度a3。（15分）

四、试设计铰链四杆机构，已知：LAB=500mm，LBC=300mm，要求满足：∠ABC=90o时，∠ BCD=90o；当AB杆从垂直位置按顺时针转动45o时，∠ABC增加30o。（10分）

五、图示双滑块机构的运动简图，滑块1在驱动力P的作用下等速移动，转动副A、B处的圆为摩擦圆，移动副的摩擦系数f＝0.18，各构件的重量不计，试求：

1.不计摩擦时所能克服的生产阻力Qo；

2.考虑摩擦时所能克服的生产阻力Q；

3.机构在图示位置的瞬时机械效率η。

建议取力比例尺μp=10N/mm。（15分）

六、图示滑移齿轮变速机构。已知齿轮参数：m=2mm，α=20o，ha*=1.0，齿轮2的变位系数x2＝-0.2，其余如图示，试确定：

1.齿轮副1与2、2与3的传动类型；

2.齿轮3的变位系数x3。注：无侧隙啮合方程式：（10分）

七、图示齿轮机构，已知：Z1=20，Z2=40，齿轮的转动惯量J1=0.01kg·m2，J2=0.04kg· m2，作用于齿轮1的驱动力矩M1=10N·m，齿轮2上的阻力矩Mr=0。试求：

1.以2位等效构件时的等效驱动力矩Md的等效转动惯量Je；

2.等效构件的角加速度ε2；

3.齿轮2的角速度ω2从0上升到100rad/s所需时间t；

4.齿轮2从启动开始1秒后瞬时角速度ω2。（10分）