西工大机械原理模拟试题教程

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1、机械原理模拟试题与自测题 第二套模拟试题 第一套模拟试题 自测题 一、填空题（每小题2分，共20分 ） 1. 在平面机构中，一个高副引入 个约束，一个低副 引入 个约束。 2. 受单力P驱动的移动副自锁条件是 ；受单力P驱动的转动副自锁条件是 。 3. 机械效率等于 功与 功之比 。 4. 确定移动副中总反力方向的条件是 。 5. 平面四杆机构共有 个速度瞬心；其中 个是 绝对瞬心。 1 2 单力作用在摩擦锥内 单力作用在摩擦圆内 阻抗 驱动 R21 与N21之间的夹角为当量摩擦角；R21与v12之间的夹角为钝角 6 3 6. 当两构件组成转动副时，其速度瞬心在 处， 组成移动副时，其瞬心在

2、处。 7. 一个采取正变位修正的直齿圆柱齿轮与同样基本参数的标 准齿轮相比较，其 及 变大了；而 的大 小没有变。 8. 在凸轮机构的推杆常用的运动规律中，具有刚性冲击的是 ；具有柔性冲击的是 。 9. 接槽轮机构中，已知主动拨盘的角速度为 rad/s, 则在主动拨盘运动一周的时间内，槽轮运动了 秒， 停 歇了 秒。 10.机器产生周期性速度波动的主要原因是 ，其调节的方法是 。 转动副中心 垂直道路的无穷远处 齿顶圆 齿根圆 分度圆 等速运动规律 等加速等减速运动规律 2 6 驱动功或阻抗功的变化 加装飞轮 二、简答题（每小题4分，共20分） 1. 什么叫渐开线齿轮传动的重合度？其含义是什么

3、？ 2. 铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件是什么？ 答：渐开线齿轮传动的重合度指的是实际啮合线长与基 节之比，其含义是表示每一时刻平均啮合轮齿对数。 答：铰链四杆机构成为双摇杆机构的条件是： a) 最短杆长最长杆长其余两杆长之和，以最短杆相对 的杆为机架； b) 最短杆长最长杆长其余两杆长之和，以任意杆为机架 。 3. 什么叫凸轮机构压力角？在设计凸轮机构时，对压力角 有何限制？ 4. 渐开线齿轮进行变位修正的目的是什么？ 5. 何谓急回运动?试列出三种具有急回运动的连杆机构。 答：推杆所受的正压力方向与受力点速度方向之间所夹的 锐角，设计凸轮机构时，要求压力角不超过许用值。 答：渐开线齿轮进

4、行变位修正的目的是避免根切，提高强度， 拼凑中心距等。 答：急回运动指的是往复运动构件在空回行程的速度大于其工 作行程的速度的现象；具有急回运动的连杆机构有曲柄摇杆机 构，偏置曲柄滑块机构，摆动导杆机构，其具有急回运动的条 件是极位夹角不为零。 三、分析题（每小题10分，共20分 ） 1.在图示的铰链四杆机构中，已知各杆长分别为: 且AD为机架。试分析： (1) 若此机构为曲柄摇杆机构， 的 最大值； (2) 若此机构为双曲柄机构， 的最 小值； (3) 若此机构为双摇杆机构， 的 取值范围。 解： (1) ABCD为曲柄摇杆机构时，AB必为最短： AB+500300+350, AB150(m

5、m), 最大 值为150mm (2) ABCD为双曲柄摇杆机构时，AD必为最短： 1) AB不是最长，即AB550 由机构组成条件得: AB1150 AB变化范围为(150,450)和(550,1150) 2在图示的凸轮机构中，试分析： (1)在图上画出该凸轮机构的基圆； (2)画出机构在图示位置时推杆的 位移s； (3)画出机构在图示位置时的压力 角。 答： (1)机构的基圆为以r0 为半径的圆； (2)推杆的位移s如图所示 ； (3)压力角如图所示。 四、计算题（每小题10分，共20分 ） 1求图示平面机构的自由度（若存在复合铰链、局 部自由度或虚约束应明确指出），如果以凸轮为原 动件，该

6、机构是否具有确定的运动？为什么 ？ (1) 机构有复合铰链，在C处；局部自由度F处；虚 约束E或E处。 机构原动件的数目，低副、高副个数分别为： 机构自由度 当以凸轮作为主动件时，该机构不具有确定的运动。 因为机构的自由度数不等于原动件的数目 解： 2在图示的轮系中，所有齿轮皆为渐开线标准直齿 圆柱齿轮，其模数皆为2mm，并已知齿数z1=20， z2=32，z2=18，z3=20 ，z4=30，试求： 齿轮3和齿轮5的齿数和该轮系的传动比i1H 。已知: 解：由同心条件可得： 同理： 将上述条件代入（1）、（2）两式，得 1. 设计一无急回运动的曲柄摇杆机构ABCD，已知摇 杆长 =120mm

7、，摇杆摆角为60度，摇杆右极位 与机架垂直；试用作图法设计该机构，求得曲柄 AB、连杆BC 和机架AD的长度。 五、设计题（每小题10分，共20分） 解:作图法设计该机构结果如下图所示。 求得曲柄 AB的长度为60，连杆BC的长度为180 和机架AD的长度为1203。 2.图示的平面六杆机构（其中CE、EF杆未画出）， 各杆尺寸由图中量出，A、D、F三铰链位于同一直线 上。 1)用作图法作出CD杆的摆角； 2)当要求CD杆以其摆角的角平分线对称左右摆动 时，EF杆也能以图中FG为对称线作1350摆角的摆动 （即以FG为角平分线，左、右摆动67.50）。用图解 法设计满足这一要求的CE杆和EF杆

8、的长度 解: 1. 在机构中，原动件指的是 ，从 动件指的是 。 2. 速度瞬心指的是 ；绝对瞬心指的是 。 3. 当两构件的相对运动为 动，牵连运动为 动 时，两构件的重合点之间将有哥氏加速度。 4. 对工作转速远小于其一阶固有频率的转子,当其轴 向尺寸较小时，应进行 平衡，当其轴向尺寸较大 时，应进行 平衡。 5. 运动副指的是 ；两构件通过点 、线接触而构成的运动副称为 。 一、填空题（每小题2分，共20分 ） 运动规律已知的构件 运动规律未知的构件 两构件上绝对速度相等的瞬时重合点 绝对速度为零的瞬心点 移 转 静 动 两构件间的可动连接 高副 6. 在建立单自由度的机械系统的等效动力

9、学模型时，确定 等效构件的等效转动惯量大小的原则是 ，确定等 效构件上作用的等效力矩的原则是 。 7. 一个采取负变位修正的直齿圆柱齿轮与同样基本参数的 标准齿轮相比较，其 及 变小了。 8. 若增大凸轮机构的基圆半径，对于直动平底推杆盘形凸 轮机构，则其压力角 ；对于直动尖顶推杆盘形凸轮 机构，则其压力角 。 9. 用于平行轴间的一对外啮合标准斜齿圆柱齿轮的正确啮 合条件是 、 、 。 10. 能将连续转动变为单项间歇转动的机构有 。 动能不变 功率不变 齿顶圆 齿根圆 不变 变小 法面模数相等 法面压力角相等 螺旋角相等，螺旋方向相反 槽轮机构 答：所谓标准齿轮是指具有标准模数、标准压力角

10、、标准 齿顶高系数、标准顶隙系数、且分度圆上齿厚等于齿槽宽 的齿轮。 二、简答题（每小题4分，共20分） 1. 什么叫机构自由度？机构具有确定运动的条件是什么？ 答：使机构具有确定运动时所必须给定的独立运动规律的数 目称为机构自由度。机构具有确定运动的条件是：机构的原 动件数目等于机构的自由度数目。 2. 什么叫速度瞬心？如何求不直接成副的两个构件间的瞬心？ 答：两构件上瞬时速度相等的重合点称为速度瞬心。求不直 接成副的两个构件间的瞬心时可用三心定理。 3. 什么样的齿轮称为标准齿轮? 4. 何谓机器的“运转速度不均匀系数” ? 机械的周期性速 度波动调节的实质和方法是什么? 5. 在高速凸轮

11、机构，宜采用哪一种形状的推杆和哪种推杆运 动规律？为什么？ 答：运转速度不均匀系数 ，机械的周期 性速度波动调节的实质是加大机械的转动惯量，方法是加飞 轮。 答：在高速凸轮机构，宜采用平底形状的推杆和正弦加速度 或345次多项式推杆运动规律，因为这样振动小。 1. 在图示的四杆机构中，已知各 杆长分别为: 试分析： (1) 杆AB能否整周转动？为什么？ (2) 在图中画出机构在图示位置时 的压力角； (3) 在图中画出机构的最小传动角 。 三、分析题（每小题10分，共20分 ） (1) 杆AB能整周转动。 因为30706050 ，故杆AB为曲柄。 (2) 机构在图示位置时 的压力角为角a； (

12、3) 机构的最小传动角 为角1。 答： 2. 在图示凸轮机构中，试分析: (1) 该机构的名称； (2) 画出该机构的基圆； (3) 标出机构在图示位置时的压力角和位移； 答： (1) 该机构的名称为摆动滚子推杆盘形凸轮机构; (2) 该机构的基圆如图1所示； (3) 机构在图示位置时的压力角和角位移如图2所示； 图1图2 1. 试计算图示冲床机构的自由度，若存在局部自由度、复合 铰链或虚约束，请指出其位置；判定该机构是否具有确定的 运动。 四、计算题（每小题10分，共20分 ） (1) 机构有复合铰链，在J处；局部自由度B处；虚 约束G、H或F处。 机构原动件的数目，低副、高副个数分别为：

13、机构自由度 当以小齿轮作为主动件时，该机构具有确定的运 动。因为机构的自由度数等于原动件的数目。 解： Me Nm Mer 2 /34 /320 100 2. 已知某机器主轴转动一周为一个稳定运转循环，若取主 轴为等效构件，其等效阻抗力矩 如图所示。设等效驱动 力矩 为常数，试求： (1) 该机器的最大盈亏功。并指出最大和最小角速度 及 出现的位置； (2) 设主轴的平均角速度 ，在主轴上装一 个转动惯量 的飞轮，试求其运转速 度不均匀系数（不计其他构件的等效转动惯量）。 = / ( JF) =0.02 1002 /3+100 /3=Md2 , Md=50 Nm. =100 /3 J 在0、2

14、 处； 在2 /3、4 /3处。 解： Me Nm Mer 2 /34 /320 100 (1) (2) Med (-) (+) (-) (+) 五、设计题（每小题10分，共20分） 1. 在图示对心直动尖顶推 杆盘形凸轮机构中,已知 基圆（由图中直接量取） 和凸轮推程轮廓曲线。当 凸轮以1绕o点等速转动 时，对应凸轮转角BOC ，推杆以等速运动规律由 最高点B下降到最低点C 。用作图法设计凸轮回程 轮廓曲线；并说明凸轮轮 廓是否合理？为什么？ 解： 图示为凸轮回程轮廓曲线 的设计过程；凸轮轮廓不 合理，因为在B点有变尖 现象。 2. 试设计一图示的铰链四杆机构ABCD，已知AB和 AD的长度

15、（由图中直接量取），要求满足AB1、AB2 与DE1、DE2两组对应位置，并要求满足摇杆CD在第 2位置为极限位置。试用作图法设计该四杆机构。 解： 一、填空题（每小题2分，共20分） 1. 在平面机构中，作为运动参考的构件称为机架， 从机构以外获得独立运动的构件称为 ，而其余的 构件称为 。 2. 三个构件作平面运动时有 个速度瞬心，这些 速度瞬心的位置关系是 。 3. 驱动力作用在 角以内，平面移动副就处于 自锁状态；驱动力作用在 圆以内，转动副就处于自锁状态。 4. 低于一阶临界转速运转的转子称为 转子，高 于一阶临界转速运转的转子称为 转子。 5. 周期性速度波动的调节采用 方法，非 周期性速度波动的