2022年机械原理考试试题及答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆试题 1 一、 挑选题 （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、机构组成情形C、原动件运动规律D、 原动件运动规律和机构的组成情形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,就该机构为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,当推杆运动规律采纳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

2、、 余弦加速运动规律4、平面机构的平稳问题中,对“ 动不平稳” 描述正确选项B ；A、 只要在一个平稳面内增加或出去一个平稳质量即可获得平稳 B、 动不平稳只有在转子运转的情形下才能表现出来C、 静不平稳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/D0.2 ）D、 使动不平稳转子的质心与回转轴心重合可实现平稳5、渐开线齿轮齿廓外形打算于D ；A、 模数名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆B、 分度圆上压力角 C、 齿数 D、 前 3 项 二、 填空题 （每空 2 分,共 2

3、0 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；3、 转动副的自锁条件是驱动力臂摩擦圆半径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2,就称为；,5、 在周转轮系中, 依据其自由度的数目进行分类：如其自由度为差动轮系如其自由度为1,就称其为行星轮系；棘轮等；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、三、 简答题 （15 分）1、 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；从运动角度讲是不行再分的单位 体；2、 何谓四杆机构的“

4、死点” ？答：当机构运转时,如显现连杆与从动件共线时,此时 =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；3、 用范成法制造渐开线齿轮时,显现根切的根本缘由是什么？防止根切的方法有哪些？名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆答：显现根切现象的缘由：刀具的顶线（不计入齿顶比一般齿条高出的一段 N1,就刀具将把被切齿轮齿根一部分齿廓切去；防止根切的方法：a减小齿顶高系数ha* b加大刀具角 c变位修正四

5、、 运算题 （45 分）c*m ）超过了被切齿轮的啮合极限点1、 计 算 如C D E F G 图 1 所示 机 构的自由度,留意事项应说 明 ？C （ 5*2 ）D A a B B 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；名师归纳总结 即n,3pl4 ,ph0 ,pF0；所以该机构自由度为：第 3 页,共 23 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆F3n2p lphp F33（2400）01小题 b：其中 A 、B、C、G、H 处各有一个转动副,F

6、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 副 记 作 一 个 移 动 副 ；即n 7 , p l ,9 p h ,1 p 0,F 1；所以该机构自由度为：F 3 n 2 p l p h p F 3 7（2 9 1 0）112、 如图 2 所示机构中,各尺寸为：lAB=30mm ,l AC=100mm,l BD=50mm,l DE=40mm,曲柄以等角速度 1=10 rad/s 运动, 试用图解法求机构在145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）3 2 D A 1 1B 1 4 E 图 2 名师归纳总结

7、 - - - - - - -第 4 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆图 a 图 b 图 c 解：以 l=0.0025m/mm 作机构的位置简图,如图a 所示；此机构中构件2 和摇块 3 组成移动副,且构件2 作平面一般运动,选C（C2 和 C3）为重合点,就Vc3=VC4=0,ac3=ac4=0, 3= 2, 3= 2；名师归纳总结 i.速度分析d 及 e；第 5 页,共 23 页v B1lAB100 . 030 . 3 m/svC2vBv C2Bv C3v C2 C3方向ABBC/BC大小？0？取v=0.005ms-1/mm 作上式

8、的速度图（图b）,再依据速度影像原理得点v Dvpd.000545 . 20 . 23 m/s（沿 pd 方向）v Evpe0 . 00534 4.0 . 17 m/s（沿 pe 方向）2vbc 20 . 00548 5.2 .00 rad/s（瞬时针）ii.lbc.0123加速度分析aBa B n2lAB1000 . 033 m/s21an C2B2 2lBC2. 0020. 1230.49m/s2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆ak2C323vC2C3220.00534.50 .69m/s2（方向DE）C以aC2aBn

9、a C2Bat2Ba C3t a C2C3r a C2C3C方向BACBBCBC/BC大小？0？a=0.04ms-2/mm 作加速度图（图c）,再加速度影像原理得点d 和 e ,由图可得：2aDap d.00465 . 142 . 61 m/s2（沿p d方向）aEape 0 . 0471 . 012 . 84 m/s2（沿p e 方向）t a C2Ba n 2c0 . 0425 . 85.8 41 rad/s 2（顺时针）2lCBlCB.0 1233、设计一对渐开线外啮合标准齿轮圆柱齿轮机构；已知* 与齿顶高系数 ah 为标准值,试求： （ 10 分）1 该圆柱齿轮机构的传动比 i 12z1

10、=18, z2=36,模数 m=3,压力角2 两轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分度圆上齿厚3 求两轮的中心距答：a该圆柱齿轮机构的传动比362336108 mmi12z 2z 118b两轮的分度圆直径：d2mz 2d 1mz 131854 mm齿顶圆直径：名师归纳总结 da1z 1* 2 h am 1821 363mm第 6 页,共 23 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆da2z 22h*m3621 3117mma齿根圆直径：df1z 1* 2 h a* 2 c m 18212.025 346 5. m

11、mdf2z 2* 2 h a* 2 c m36212.0 25 3100 5. mm基圆直径：d b 1d1cos54cos2050. 74mmdb2d2cos117cos20109. 94mm分度圆上齿厚：c两轮中心距：sm.31434 . 71 mm224、在图示轮系中,已知：ad12d254108 281 mmZ 1=22,Z3=88,Z3=Z 5；试求传动比 i15；（10 分）884（1）5 4 图 3 H 2 答：齿轮 1、2、 3、H 组成行星轮系部分；31 齿轮 3 、4、5 组成定轴轮系部分；3 其中行星轮系部分的传动比：H i 131Hz2z3z33Hz 1z2z 122定

12、轴轮系部分：名师归纳总结 i353z 4z 5z 51（2）第 7 页,共 23 页5z 3z 4z 3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆由图中可知：5H（3）又有：33（4）由式 1、2、 3、4 联立可得：i 15 9五、 设计题 （10 分）设计一导杆机构,已知机架长度100mm,行程速比系数K=1.5 ；（要求保留作图轨迹,以及必要的文字说明）解：导杆机构的极位夹角180KK1180 .151 3611 . 51依据导杆机构的特性知：；其中为导杆的摆角作图步骤：名师归纳总结 a作mDn第 8 页,共 23 页b作mDn

13、 的角平分线,在该线上取l DAd100 mm（即机架长度）c过 A 点作导杆任一极位的垂线AC 1（或 AC2）,其即为曲柄,故- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆adsin/2 100sin 36/2 30 . 90mm试题 2 一、填空题 （每题 2 分,共 20 分）名师归纳总结 1、 机构具有确定运动的条件：机构自由度数= 机构的原动件数；第 9 页,共 23 页2、速度影像的相像原理只能应用于同一构件上的各点；3、 对心曲柄滑块机构, 如以滑块为机架, 就该机构演化为定块机构 （或直动导杆机构）- - - - - -

14、 -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆4、 移动副的自锁条件是：驱动力作用在移动副的摩擦角内；5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中,一次多项式 运动规律有刚性冲击；6、 渐开线的外形取决于 基圆 的大小；7、 直齿圆柱齿轮机构的正确啮合条件是：模数相等、压力角相等；8、有一外槽轮机构,已知槽轮的槽数 z 4,转盘上装有一个圆销,就该槽轮机构的运动系数 k= 0.25 ；9、 回转构件进行动平稳时,应在 两个平稳基面 上加平稳质量；10、 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；二、简答题 （每道题 5 分,共 25 分）

15、1、简述构件和零件的区分和联系？答：a 构件：从运动角度讲是不行再分的单位体；b 零件：从制造角度讲是不行再分的单位体；c 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：为了运算摩擦力简便,把运动副元素几何外形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；3、 实现往复移动或往复摇摆的机构有哪些？答：（1）连杆机构（2）凸轮机构（3）螺旋机构（4）齿轮齿条机构（5）组合机构4、 机械的“ 平稳” 与“ 调速” 都可以减轻机械中的动载荷,但两者有何本质区分？答： 1机械平稳是通过排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

16、运动躲开其共振区域,从而减小轴的挠度,获得减轻机械中动载荷的目的；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆5、 简述渐开线圆柱斜齿轮机构主要有哪些优缺点？答：优点：（1）啮合性能好：逐步啮入,逐步啮出,传动平稳,噪音小；（2）重合度大：降低每对齿轮的载荷,提高承载才能；（3）结构紧凑：防止根切的最小齿数小；缺点：运转时有轴向力；三、运算题（共 45 分）1、绘制缝纫机下针机构简图（草图）；5 分 D C 3 4 B A 2 1 2、图示为一内燃机的机构简图,试运算其自由度,并分析组成此机构的基

17、本杆组及机构级别； 10 分 答： 见图所示；活动构件n=7；低副 pl=10 ；B C E F G D H 所以机构的自由度为F3 n 2p lp hpFA 37210100 01以 AB 为原动件：级机构机构可分解成下图；H 名师归纳总结 A B C 级组D 级组E F G 级组第 11 页,共 23 页机架与原动件- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆因此该机构为：级机构3、试求机构在图示位置的全部瞬心；5 分 C 2 3 P23 A P13 B P12 1 答： A 点为 P13；B 点为 P12；P23由三心定理求得,见

18、图；4、在图示导杆机构中,BAC90,lAB60mm,lAC120mm,曲柄 AB 以等角速度130 rad /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 B 2 解：以 l=0.001m/mm 作机构的位置简图,如图a 所示；A 1 lBCl2l22 1202 60134 mmACAB4 3 a速度分析求v B2C v B2vB 11 lAB30.0061 . 8 m/s（方向垂直AB 转向同 1）名师归纳总结 求vB3第 12 页,共 23 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆vB2vB3vB2B3取

19、v=0.01m方向ABBC/AB大小18.？.s-1/mm 作上式的速度图（图b）v B3vpb 30 . 0180 . 36.08 m/s（方向见图）v B2B3vb 2b 3.0 01161 . 071 . 6 m/s（方向见图）3vB308.36rad/s逆时针lBC13410aB2aa加速度分析3020. 0654m/s2方向BB3A）B3r a B2B3n22 1 lABBan3B32lBC620.1344 .8 m/s方向BCB3ak B23v B2B3261 6.19 2.m/s 方向v B22aB2an3t a B3k a B2B3B方向BABCBCv B2/BC大小544 8

20、.19 2.？以a=1ms-2/mm 作加速度图（图c）名师归纳总结 at3ae b 3129 .0829 m/2 s（方向见图）第 13 页,共 23 页B3t a B3290 . 134216 rad/2 slBC- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆5、图示轮系中, 已知：z 160 ,z2z 2z 3z 420,z 5100；名师归纳总结 试求传动比i 41；（10 分）2010051（1）2H 2 第 14 页,共 23 页答：Hz 2z 51 3 iH14 150Hz 1z 260203iH1Hz2z 3z 42020

21、（2）5 14Hz 1z 2z3602034- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆由式 1、2 联立可得：i 41 1 5.四、设计题（ 10 分）如下列图,设已知破裂机的行程速比系数K=1.2 ,颚板长度lCD300mm,颚板摆角35 ,曲柄长 60mm；试设计该四杆机构；解：作图步骤：d由给定的行程速比变化系数K,得曲柄摇杆机构的极位夹角名师归纳总结 180KK11801 . 2116 .36第 15 页,共 23 页11 . 21e作出摇杆两个极限位置C1D 和 C2D,使C 1DC235f连接 C1、C2,并作 C1M 垂

22、直于 C1C2；g作C 1 C2N909016 . 3673 . 64,N 与 M 相交于 P 点,由图可见,C 1PC 216 . 36；h利用余弦定理求AC 1（令为 x）cos2lAB2x22 xxl21 C2C2lABx量得lC1 C2180.42mm代入求得连杆的长度：x225.44mmi以 C1为圆心, x 为半径作圆,与前述外接圆的交点即为所求的A 点；j量得机架长： 309.43mm - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆试题 3 一、填空题 （每空 2 分,共 20 分）1、机构中按给定的运动规律对立运动的构件称

23、为 原动件；而其余活动构件称为 从动件；2、 转动副的自锁条件是：驱动力作用在摩擦圆内；3、 对心曲柄滑块机构,如以曲柄为机架,就该机构演化为 导杆机构；4、 机构的压力角是指 力与速度所夹锐角；5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中,余弦加速度运动规律有 柔性 冲击；6、 齿轮机构的重合度愈大,说明同时参与啮合的轮齿对数愈 多；7、 棘轮机构的主要组成构件有：棘轮、棘爪、止动爪 等；8、 机器速度波动的类型有：周期性速度波动、非周期性速度波动；9、设计滚子推杆盘形凸轮轮廓线时,如发觉工作廓线有变尖现象时,就尺寸参数上应采取的措施是：加大基圆半径；10、在曲柄摇杆机构中,当 曲柄 与 机架 两次共

24、线位置时显现最小传动角；二、简答题 （每道题 5 分,共 25 分）1、何谓运动副及运动副元素？答：运动副是指两构件直接接触具有确定的相对运动关系的一种联结；（书本）：两个构件直接接触而组成的可动的联接；运动副元素：参与接触的部分；两构件上能够参与接触而构成运动副的表面；名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆2、 列举 5 种能实现连续回转运动的机构；答：1） 摩擦传动机构：如带传动、摩擦轮等 2） 啮合传动机构：如齿轮传动、蜗杆传动、链传动等 3） 连杆机构：如双曲柄机构、平行四边形机构等

25、；3、 简述进行质量代换需要满意的三个条件？动代换和静代换各应满意什么条件？答：质量代换法需满意三个条件：1、 代换前后构件的质量不变；2、 代换前后构件的质心位置不变；3、 代换前后构件对质心轴的转动惯量不变；其中：动代换需要满意前面三个条件；静代换满意前两个条件便可；名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆4、齿轮传动要匀速、平稳地进行,必需满意哪些条件？答：1） 对齿廓的要求：齿廓满意定传动比的齿廓啮合基本定律；2） 对重合度要求：齿轮啮合的重合度大于 1；3） 对正确啮合要求：满意正确

26、啮合条件；5、有一滚子推杆盘形凸轮机构,在使用中发觉推杆滚子的直径偏小,欲改用较大的滚子,问是否可行？为什么？答：不肯定；令滚子半径为 rr ；凸轮理论轮廓线的最小曲率半径为 min当：rr min 时：工作廓线显现交叉,显现失真现象；这时不行行；当：rr min 时：工作廓线显现尖点,凸轮轮廓在尖点处易磨损而导致失真；这时也 不行行；当：rr min 时：这时也不行行；三、运算题（共 45 分）1、绘制唧筒机构简图（草图）；（5 分）B C 3 2 4 D 1 A 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘

27、,思而不学就殆2、图示为一内燃机的机构简图,试运算其自由度；以 本杆组及机构级别； （10 分）EG 为原动件时分析组成此机构的基答： 活动构件 n=7；低副 pl=10；1B C E F G D H 所以机构的自由度为F3 n 2p lp hpFA 37210100 0以 AB 为元动件：机构可分解成下图；为级机构E H C D B F G 级组级组机架与原动件A 3、试求机构在图示位置的全部瞬心；（5名师归纳总结 分）B 点,见图；P23B P13A 3 1 P34C 4 D P24P14第 19 页,共 23 页答： A 点为 P12；2 B 点为 P23；C 点为 P34；D 点为 P

28、14；P12P13由三心定理求得为D 点,见图；P24由三心定理求得为- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆4、图示铰链四杆机构中,已知lBC50mm ,lCD35mm ,lAD30mm ,AD为机架,（15 分）（1）如此机构为曲柄摇杆机构,且 AB 为曲柄,求lAB的C （2）最大值；lAB的最小值；如此机构为双曲柄机构,求B （3）如此机构为双摇杆机构,求lAB值的范畴；A D 解： 1）曲柄摇杆机构要求满意“杆长条件 ”；曲柄为连架杆且最短三个条件；由“ 杆长条件 ”知：lABlBClADlCD5015mm即：lABlAD

29、lCDlBC3035所以lAB的最大值为： 15mm 2）为双曲柄机构有两种情形：满意 “杆长条件 ”；最短杆为机架； ；满意平行四边形机构条件；（lBClAD排除）当 BC 为最长杆时：由“杆长条件 ”知：lADllBClABlCD45mm即：lABlADlBCCD305035当 AB 为最长杆时：名师归纳总结 所以由“杆长条件 ”知：lADlABlBClCD55mm第 20 页,共 23 页即：lABlBClCDlAD503530lAB的最小值为： 45mm - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆3）为摇杆机构有两种情形：满意

30、 “杆长条件 ”；BC 为最短杆（lBClCD排除）；不满意 “杆长条件 ”当 AD 为最短杆时：要求：lADlBClABlCD；lAB50得：45lAB50或lADlABlBClCD；lAB50得：lAB55当 AB 为最长杆时：要求：lBClABlADlCD；lAB30得：15lAB30b 使齿轮5、在图示的车床变速箱中,移动三联齿轮a 使齿轮 3 和 4 啮合；又移动双联齿轮5 和 6 啮合；已知各轮的齿数为z 142,z 258,z 338,z 442,z 550,z648,电动机的转速n 11445 r/min,求带轮转速的大小和方向； 10 分 解：i16n 1z2z4z 6584

31、248.147n6z 1z 3z 5423850n6n 11445983 r/mini161. 47四、设计题（ 10 分）名师归纳总结 试设计一铰链四杆机构；已知其摇杆；CD 的长度l CD75mm,行程速度变化系数第 21 页,共 23 页K1 .5,机架 AD 的长度l AD100 mm145是摇杆 CD 的一个极限位置与机架ADlAB和连杆的长度lBC；间较小的一个夹角；试用图解法求曲柄的长度- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解：作图步骤：名师归纳总结 k极位夹角180KK1180.1513649 . 31 mm第 22 页,共 23 页11 5.1l作AD100 mm70 .84m 作线段 DC 1,使C 1DA45n作线段 AC 2,使C 1AC236o量得 AC 1=70.84mm; AC 2=169.46mm p曲柄和连杆的长度lAB、lBC为l ABAC 22AC 1169 . 462lBCAC22AC 1169 . 46270 . 84120 . 15 mm- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 23 页