机械原理测试题
一．判断题（正确的填写“T”，错误的填写“F”）
1、根据渐开线性质，基圆内无渐开线，所以渐开线齿轮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 ） 11、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 ） 12、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 ）
13、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 ） 14、一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ F ） 15、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 ） 16、对于刚性转子，已满足动平衡者，也必满足静平衡。 （ T）
17、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 ）
18、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 ） 19、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 ） 20、对于单个标准齿轮来说，节圆半径就等于分度圆半径。 （ F ） 二、选择题
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 = 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。
4、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。 6、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。
7、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。
8、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。
9、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。 10、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。 三、填空
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。 6、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 ）。 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?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? 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。 25.平面低副具有 个约束， 个自由度。
26.两构件组成移动副，则它们的瞬心位置在 。 27.机械的效率公式为 ，当机械发生自锁时其效率为 。 28.标准直齿轮经过正变位后模数 ，齿厚 。
29.曲柄摇杆机构出现死点，是以 作主动件，此时机构的 角等于零。 30.为减小凸轮机构的压力角，可采取的措施有 和 。
31.在曲柄摇杆机构中，如果将 杆作为机架，则与机架相连的两杆都可以作____ 运动，即得到双曲柄机构。
32.凸轮从动件作等速运动时在行程始末有 性冲击；当其作 运动时，从动件没有冲击。 33.标准齿轮 圆上的压力角为标准值，其大小等于 。 34.标准直齿轮经过正变位后齿距 ，齿根圆 。
35.交错角为90的蜗轮蜗杆传动的正确啮合条件是 、 、 。
36.具有一个自由度的周转轮系称为 轮系，具有两个自由度的周转轮系称为 ________________轮系。
1．原动件数目 2．相似于 3．质径积 4．等效转动惯量，等效力矩 5．0，1 6．90 7．
8．增大 9．等加速；等减速 10．不变；增大 11．相反；相同12．定轴13．3；一条直线。14．9015．机架；低副16．扩大转动副半径17．小于等于0。18．偏心质量产生的惯性力和惯性力矩矢量和为019．曲柄；机架20．大于21．余角；差22．z/cosβ23．标准值；模数24．2 25．2；1 26．垂直移动路线的无穷远处27．η=输
3
0
出功/输入功=理想驱动力/实际驱动力；小于等于0 28．不变；增加29．摇杆；传动角30．增加基圆半径；推杆合理偏置31．最短；整周回转32．刚性；五次多项式或正弦加速度运动33．分度圆；2034．不变；增加35．mt2=mx1=m； αt2=αx1=α； γ1=β236．行星；差动
0
四、简答题：
1．图示铰链四杆机构中，已知lAB=55mm，lBC=40mm，lCD=50mm，lAD=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？
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。 五、作图计算题 1、
计算下列机构的自由度 （10分）
F = 3×7－2×9－1-1=1 F = 3×6－2×7－2-1= 1 2、瞬心法图解图4-2所示凸轮机构从动件的线速度。 （10分）
‘
∞ P23解： ：过凸轮与平底的接触点作法线n-n。由“三心定理”，P13、P23和P12共线，得P12点。2v3n1∞ P23图4-2 由瞬心定义：
P13P12n3、由图4-3所示直动盘形凸轮的轮廓曲线，在图上画出此凸轮的基圆半径 rb、各运动角即升程角Φ、远休止角ΦS、回程角Φ′、和ΦS 近休止角 及从动件升程 h 。（10分）
′
4、已知如图4-4所示轮系各齿轮的齿数Z1 = 60、 Z2 = 20、 Z2 = 25、 Z3 = 45、n1 = 50 转/分 、n5= 50 转/分，方向如图示，求nH 的大小和方向。（10分） 解：此轮系是一差动轮系。
′
n1?n3nHnH??nHnHnHnHn1?n3nHnH?1???135
5n1?3n35?50?3???30?35?nH??? n转向与n相同。
884H
1
5、如图4-5所示，已知机架AD = 50 mm，摇杆CD离机架最近极限位置的夹角β = 45°，CD = 40 mm。 该机构为曲柄摇杆机构，K = 。求曲柄AB和连杆BC的长度。 （10分） 解：求出极位夹角 ??180??6、
K?1?30? K?1标准正常齿圆柱齿轮与一齿形角为20°的标准齿条无侧隙啮合，已知 Z1 = 20，m = 6 mm。用图解法求实际啮合线长度及重合度。
（10分）
mZ1?r??60mmr?r?h解：1 a11am?66mm2作图步骤： 1） 2） 3） 4）
作直线CO1 = r1, 过C点作水平线即齿条中线。 过O1点作倾斜线即啮合线的垂线。
作齿顶圆交啮合线于B1点，作距中线齿顶高度的平行线即齿顶线与啮合线于B2点。B1 B2即为实际啮合线长度。 重合度为
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