2014西南科技大学机械原理复习题

《机械原理》复习题

一、判断题（对者画√，错者画×）

1、 偏置的曲柄滑块机构有急回特性。（ ）

2、 一般机构的传动角越接近于0?，对传动受力越有利。（ ） 3、 两个相互啮合的直齿圆柱齿轮，必须满足基圆齿距相等。（ ） 4、 一对标准齿轮的分度圆相切时的中心距称为标准中心距。（ ） 5、 周转轮系转速分析时，应该先将其转化为定轴轮系。（ ）

6、 处于运动状态的高副接触，约束全反力的方向与接触点法向的夹角总是大于摩擦

角的。（ ）

7、 周期性速度波动的机器经过飞轮调节后，可以实现匀速转动。（ ） 8、 无偏置的导杆机构，以导杆为被动件时，压力角恒等于零。（ ）

9、 平行轴斜齿圆柱齿轮外啮合传动，两齿轮的螺旋角数值相等，旋向相同。（ ） 10、 周转轮系的自由度必须为1。（ ） 11、 凸轮机构中，从动件的运动加速度存在有限突变时，称其为柔性冲击。（ ） 12、 对于曲柄摇杆机构，当摇杆达到极限位置时，曲柄与机架共线。（ ） 13、 凸轮机构中，从动件的运动速度存在有限突变时，称其为柔性冲击。（ ） ．．

14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、

斜齿圆柱齿轮的端面模数应取标准模数。（ ）

限制两个构件之间完全相同运动的运动副，属于虚约束。（ ） 平底接触直动从动件盘形凸轮机构，其压力角一直保持不变。（ ） 在运动副中，高副对构件运动的约束限制要少于低副。（ ）

处于运动状态的转动副，其约束反力的作用线与摩擦圆总是不相交的。（ ） 动平衡转子也一定是静平衡转子。（ ）

若干个构件由若干运动副连接之后，构件之间总是可以做相对运动的。（ ）

二、填空

1、 由n个构件组成的机构，其速度瞬心的数目是（ ）。

2、 用滚齿机加工渐开线直齿圆柱齿轮，不发生根切的最小齿数为（ ）。 3、 平面机构中的一个高副运动副限制（ ）个运动自由度。 4、 为了减小飞轮的转动惯量，飞轮应装在（ ）轴上。 5、 蜗杆螺旋升角 的计算公式为（ ）。

6、 运动简图中，某转动副符号连接了k个构件，应该看做（ ）个转动副。 7、 分度圆直径不等于齿数与标准模数乘积的有（ ）、（ ）。 8、 在机构的死点位置处，传动角为（ ）。 9、 在垂直于蜗轮轴线并经过蜗杆轴线的剖面内，（ ）蜗杆传动相当于普通齿

条传动。 10、 从机械效率的观点分析，机构的自锁条件为（ ）。 11、 运动简图中，某转动副符号连接有k个构件，该符号应按（ ）个转动副

计算。

12、 槽时的瞬时速度方向与槽的方向（ ）。 13、 逆行程自锁的机构，正行程的效率应该（ ）。 14、 刚性转子动平衡时，应当选（ ）个平衡平面。 15、 用滚齿机加工标准直齿圆柱齿轮时，不发生根切的条件是齿轮齿数应

（ ）。 16、 一外啮合槽轮机构，槽轮的槽数为6，槽轮停歇时间为1秒，运动时间为2

秒，则销轮上圆销的数目应是（ ）。 17、 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是（ ）。 18、 运动简图中，某转动副符号连接k个构件，该符号应该为（ ）个瞬

心的重合点。 19、 飞轮一般都安装在高速轴上，这主要是为了减小飞轮的（ ）。 20、 槽轮机构是依靠（ ）保证槽轮停歇期间处于可靠的静止状态。 21、 平面低副限制了（ ）个自由度，平面高副限制了（ ）个自由度。 22、 由平面移动副连接的两个构件，其速度瞬心位于（ ）的无限远处。 23、 发生自锁的机器，它的效率（ ）。 24、 存在两个整转副的四杆机构，整转副是（ ）上的转动副。 25、 其他条件不变的情况下,增大基圆半径,凸轮机构的压力角会（ ）。 26、 为了避免槽轮在开始转动和停止转动时发生刚性冲击，应使圆销在进槽和出

加工标准直齿圆柱齿轮时，刀具的分度圆与齿轮的分度园（ ）。 27、 斜齿圆柱齿轮的法面模数与端面模数的关系为（ ）。 28、 正变位齿轮的分度圆齿厚（ ），分度圆齿距（ ）。 29、 滚子接触的凸轮机构，滚子半径应当（ ）凸轮廓线上的最小曲率半径。 30、 达到动平衡的转子（ ）静平衡转子；达到静平衡的转子（ ）动平

衡转子。 31、

三、选择题

1、 能够实现运动合成的轮系中，应该包含有（ ）。

A. 行星轮系 B. 差动轮系 C. 混合轮系 D. 定轴轮系

2、 下列凸轮从动件运动规律中，没有刚性和柔性冲击的是（ ）运动规律。

A、等速运动 B、等加速等减速 C、正弦加速度 D. 余弦加速度

3、 存在整转副的铰链四杆机构，如果最短杆为连杆，则机构为（ ）。

A. 曲柄摇杆机构 B. 双曲柄机构 C. 双摇杆机构 D. 导杆机构 4、 直齿圆锥齿轮的当量齿数的计算公式为（ ）。

A、zv?zcos? B、zv?zsin? C、zv?zcos2? D、zv?zsin2?

5、 在考虑摩擦时，运动中的转动副上，约束反力的作用线（ ）。

A、与转动副相切 B、与摩擦圆相切 C、与转动副不相交 D、与摩擦圆不相交 6、 下列齿轮参数中，变位齿轮与标准齿轮的（ ）保持相等。

A. 齿顶圆 B. 分度圆齿厚 C. 基圆 D. 分度圆齿槽宽

7、 完全平衡法进行机构动平衡设计，平衡之后机构惯性力将满足（ ）。

A、合力与合力矩均为0 B、合力矩为0 C、合力为0 D、总动量矩不变

8、 下列凸轮从动件运动规律中，存在刚性冲击的是（ ）规律。

A、等速运动 B、等加速等减速 C、正弦加速度 D. 余弦加速度

9、 变位齿轮传动与标准齿轮传动相比较，不发生变化的参数是（ ）。

A、啮合角 B、节圆直径 C、重合度 D、传动比 10、 在其他条件不变的情况下，凸轮机构加大基圆半径，压力角会( )。

A、不变 B、减少

C、增加 D可能增加或减小 11、 同一个构件上的A、B两点，加速度的关系应为（ ）。

A、aB?aA?aAB?aAB B、aB?aA?aAB C、aB?aA?aBA D、aB?aA?aBA?aBA 12、 刚性转子满足动平衡的条件为（ ）。

A. ∑Pi=0 B. ∑mi=0

C、e=0，∑Pi=0 D. ∑Pi=0、∑mi=0 13、 以滑块为主动件的曲柄滑块机构，死点位出现置在（ ）处。

A、曲柄与连杆共线 B、曲柄与连杆垂直

C、曲柄与滑块运动方向平行 C、曲柄与滑块运动方向垂直 14、 下列四杆机构中，压力角可能恒为零的机构为（ ）。

A、曲柄滑块机构 B、摆动导杆机构 C、双滑块机构 D、正切机构 15、 斜齿圆柱齿轮的当量齿数计算公式为（ ）。

A、ZV?C、ZV?????k??????????kZZ B、ZV? cos?cos3?ZZ C、ZV? cos?cos3?16、 有急回特性的平面连杆机构，其行程速比系数K（ ）。

A、大于0 B、大于1

C、大于0，小于1 D、小于1 17、 曲柄摇杆机构中，当曲柄为主动件时，最小传动角出现在（ ）位置。

A、曲柄与连杆共线 B、摇杆与机架共线 C、曲柄与机架共线 D、摇杆与连杆共线 18、 斜齿圆柱齿轮的当量齿数计算公式为（ ）。

A、ZV?C、ZV?ZZ B、 Z?V3cos?cos?ZZZ? D、 V3cos?cos?19、 正变位齿轮与标准齿轮相比，齿距（ ）。

A、变小 B、变大

C、不变 D、变化关系不定 20、 构件1和2上，某瞬时重合点A1和A2，加速度合成关系为（ ）。

A、aA2?aA1?aA1A2 B、aA2?aA1?aA2A1 C、aA2?aA1?aA2A1?aA2A1 D、aA2?aA1?aA1A2?aA1A2 21、 周期性速度波动一般用（ ）调节其速度波动。

A、飞轮 B、调速器 C、加大构件的质量 D、换挡 22、 下列机构中，压力角恒定不变的机构为（ ）。

A：滚子从动件直动盘形凸轮机构 B：所有的摆动导杆机构 C：齿轮机构 D：平底直动盘形凸轮机构 23、 （ ）肯定有急回特性。

A: 曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构 B: 摆动导杆机构和偏置曲柄滑块机构 C: 曲柄滑块机构 D: 凸轮机构 24、 阿基米德蜗杆机构在中间平面内的啮合，相当于（ ）啮合。

A：内外齿轮 B：两圆柱齿轮 C：斜齿轮 D：普通齿条与齿轮 25、 平行轴外啮合斜齿圆柱齿轮传动，正确啮合条件为（ ）。

A：重合度ε>1 B：mt1=mt2,ɑt1=αt2

C：m1=m2,α1=α2 D：mn1=mn2,αn1=αn2,β1=-β2 26、 斜齿圆柱齿轮的法向齿形与（ ）的直齿圆柱轮齿形最为接近。

A：齿数为Z/cos3β、m=mn B：齿数为Z/cos2β、m=mn C：齿数为 Z/cosβ、m=mt D：齿数为Z、m=mt 27、 直齿圆锥齿轮的标准模数（ ）。

A：小端模数 B：大端模数 C：平均模数 D：当量模数 28、 蜗杆机构反行程自锁条件是蜗杆（ ）。

??????????k????k

A：螺旋角大于当量摩擦角 B：螺旋角小于当量摩擦角 C：蜗杆导程角大于当量摩擦角 D：蜗杆导程角小于当量摩擦角 29、 考虑摩擦时，转动副中反力的作用线（ ）。

A：与转动副相切 B：通过转动副中心 C：与摩擦圆相切 D：转动副相割 30、 以摇杆为被动件的曲柄摇杆机构，最大压力角出现在（ ）位置。

A：曲柄与连杆共线 B：曲柄与机架共线 C：摇杆两极限 D：机架与摇杆共线

四、简答题

1、 简述四杆机构的分类。

2、 何谓机构自由度？如何计算平面机构的自由度？

3、 为什么不能为了机构紧凑，而任意减小滚子接触盘形凸轮的基圆半径？

4、 简述机构自由度计算中的复合铰链、虚约束、局部自由度的意义和计算时的处理

方法。

5、 简述四杆机构的分类。 6、 试证明三瞬心定理。

7、 什么是虚约束？虚约束的类型有哪些？计算自由度是应当如何处理？

8、 简述渐开线齿廓能保持瞬时传动比恒定、传动平稳较好以及中心距可分的原因。 9、 简述齿轮插齿加工的切削循环过程和插齿加工的主要优缺点。 10、 简述齿轮滚齿加工的基本过程和发生根切的条件。 11、 简述标准渐开线直齿圆柱齿轮滚切加工的基本过程和产生根切的原因。 12、 槽轮机构设计中为了避免刚性冲击，应注意什么问题？ 13、 什么是斜齿轮的当量齿轮？斜齿轮的当量齿轮有什么用处？ 14、 简述建立机器等效动力学模型的等效条件。

五、作图计算题

1. 图示机构，由曲柄1、连杆2、摇杆3及机架6组成铰链四杆机构，轮1′与曲柄

1固接，其轴心为B，轮4分别与轮1′和轮5相切，轮5活套于轴D上。各相切轮之间作纯滚动。试用速度瞬心法确定曲柄1与轮5的角速比ω1/ω5。

4 1? C 2 3 B 5 1 D A 6

1654P132注：为求P13，只需再求P15即可。33P56P45P24P255P232P124P16P141P15P36P356?3??1?P16P13P36P13

2. 画出图示油泵机构的运动简图，计算其自由度，并作出所有速度瞬心。

3. 在图示摆缸机构中，已知lAB=50mm，lAD=250mm,图示位置Φ1=60°。AB杆逆时针

方向等速转动，转速ω1=300rad/s。求解方法不限，试完成：（1）写出机构速度分析的速度矢量合成关系式以及各速度矢量的方向和大小；（2）写出机构加速度分析的加速度矢量合成关系式以及各加速度矢量的方向和大小。（提示：请先将机构简图画作摇块机构或导杆机构）

B A Φ1 C D

4. 如图所示正切机构,尺寸及瞬时位置如图，且构件1的角速度ω1=6rad/s，角加速度

α1=0，请完成：（1）并标明所有的瞬心。（2）求构件3的瞬时速度和加速度（提示：建议先求构件3的位移，然后求1阶和2阶导数求速度和加速度）。

2 1 3 30° 400mm 5. 已知主动件4的角速度及角加速度，写出求出构件2的角速度及角加速度度矢量

方程。（仅要求列出向量方程，指明各项向量的大小和方向）

6. 在题图机构中，已知曲柄AB的等角速度?1为常数，转向如图所示，用相对运动图

解法求构件3的?3角速度和角加速度?3。（仅要求列出向量方程，指明各项的大小和方向）

???A 1 B 2 3 C

7. 在图试铰链四杆机构中，已知LAB=10mm,LBC=50mm,LCD=30mm。请完成：（1）要

是机构为曲柄摇杆机构时，LAD的范围；（2）若LAD=40mm，用作图法求当LAB杆主动件时的摇杆的两个极限位置；（3）若LAD=40mm，用作图法求当LAB杆主动件时的最小传动角γmin。

C B

A D

8. 图示用铰链四杆机构作为加热炉炉门的启闭机构。炉门上两铰链的位置已知，炉

门打开后成水平位置时，要求炉门的外边朝上，固定铰链装在xy轴线上，其相互位置的尺寸如图上所示。试设计此机构。

9. 偏置曲柄滑块机构如图所示，e=20mm，lAB=40mm，lBC=100mm。请完成：（1）画

出滑块的两个极限位置；（2）准确计算（不要在图上测量）出极位夹角θ和行程速比系数K。

B A e C

10. 试用图解法设计一曲柄摇杆机构，要求满足行程速比系数K=1.2，摇杆长度300mm，

摇杆最大摆角范围30°，曲柄与摇杆长度之和为300mm。试确定曲柄、连杆和机架的长度。

11. 某铰链四杆机构ABCD，AD为机架。已知各杆长度LAB=25mm，LBC=65mm，

LCD=55mm，LAD=85mm。试完成：（1）该机构为何种类型；（2）作图求出CD杆的两个极限位置，并在图上标出极位夹角??；（3）当AB杆件为主动件，CD杆为被动件时，作图求出传动角的最大值和最小值。

12. 某铰链四杆机构如图所示，要求机构运动过程中连杆必须经过两个运动位置S1和

S2, 连杆上铰链中心B和机架上固定铰链中心D已经确定。试确定机架上的固定铰链中心A和连杆上铰链中心C，并连接各构件构成铰链四杆机构ABCD。

D S1

B1 B2

S2

13. 设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块的行程速度变化系数K=1.5，滑块的冲程

lC1C2=50mm，导路的偏距e=20mm，求曲柄长度lAB和连杆长度lBC。

B A e C1 C2 lC1C2 14. 用图解法设计图示用于控制装置的摇杆滑块机构，要求摇杆和滑块满足三组对应

位置?1=600时S1=80mm，?2=900时S2=60mm，?3=1200时S3=40mm，偏距e=20。确定摇杆上转动副的位置以及摇杆和连杆的长度。

E??E??E??C??C??C???????????A?S??S?? 15. 在图示的偏心为0的凸轮机构上标出理论廓线、基圆半径、最大位移、推程运动

角、远休止角、回程运动角、近休止角、图示位置压力角。（10分）

S??e?

??? 16. 图（a）和图（b）分别为滚子对心直动从动件盘形凸轮机构和滚子偏置直动从动件

盘形凸轮机构，已知：R=100mm，OA=20mm，e=10mm，rT=10mm，试用图解法确定；当凸轮自图示位置（从动件最低位置）顺时针方向回转90°时两机构的压力角及从动件的位移值。（15分）

图（a） 图（b）

17. 在图示的轮系中，各齿轮齿数分别为Z1 =17，Z2 =Z2' =17，Z3=51，Z4 =52，齿轮1

的转速为120r/min。试求其它个齿轮和转臂H的转速。

18. 图示为纺织机中的差动轮系，设已知各齿轮的齿数Z1 =30、Z2 =25、Z3 =Z4 =24、

Z5=18、Z6 =121；齿轮1的转速n1 =200r/min，系杆H的转速nH =316 r/ min，且转向相同。试求各齿轮的转速，并在图中标出各轮的转动方向。

19. 在图示复合轮系中，已知各齿轮齿数Z1=36、Z2=60、Z3=23、Z4=49、Z4' =69 、Z5 =31、

Z6=131、Z7=94、Z8=36、Z9 =167，主动齿轮1的转速n1 =3000 r/ min，试求行星架H的转速nH 和其它各齿轮的转速。

20. 某铣床的转盘行星减速装置如图所示。已知各齿轮的齿数分别为Z1=Z2=17，Z3=51，

试求当手柄转90度，转盘H和齿轮2转过的角度及方向。

3 2 H 1 21. 在图示轮系中，各齿轮的齿数为Z1=20、Z2=40、Z?2=Z3=30、Z4=90，齿轮1的转速

n1=300r/min。求出其它各齿轮和系杆H的转速，并标出转动方向。

4 1

3

2 2????????????????????

22. 一对按标准中心距安装的外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮，已知主动轮1作顺时

针方向转动，Z1?22,Z2?34，中心距a?140mm。请完成：（1）计算该对齿轮的模数m，各轮的节圆直径；（2）作图标出理论啮合线N1N2，实际啮合线B1B2，节点P，啮合角?。（3）在实际啮合线B1B2上，注明单对齿啮合区和双对齿啮合区，并从图中粗略算出重合度??。

23. 在图示的凸轮机构中，高副的摩擦角φ=15o，转动副的摩擦圆和高副接触的法线如图中细线所示，凸轮在驱动力矩M1推动下顺时针转动，工作阻力Pr=50N。请完成：（1）画出凸轮和从动件的受力图；（2）图解法运动副反力和平衡力矩M1。

Pr M1 ' 24. 图示楔块机构中，已知：γ=β=60°，Q=1000N，各接触面摩擦系数f=0.15。如Q为

有效阻力，试求所需的驱动力F。

25. 图示为一夹紧机构。设已知夹紧力Q=1KN，楔块斜角α=6o， lBC =100mm，lCD

=300mm。各移动副摩擦系数为f=0.1，忽略转动副摩擦。请完成：（1）画出斜块1、2的受力图；（2）图解法计算驱动力P的大小和各移动副中约束反力的大小。

26. 图示为一双滑块机构，已知主动力P=100N，移动副的摩擦角φ=15，转动副的摩

擦圆如图中细线圆所示。忽略惯性力和重力，用图解法求工作阻力Q。

Q P