大学科目《机械原理》模拟试卷和答案（10套）

机械原理模拟试卷（一） 一、选择题（每题2分，共20分） 1. 两个运动构件间相对瞬心的绝对速度 o （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, a , hj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 o （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P。的关系是：P POo （①小于 ②等于 ③大于 ④大于等于） 7. 差动轮系是指自由度 a （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 O （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） I. 计算图示机构自由度，若有复合絞链、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（p= ; （2） 在图中画出楔块2的两个摩擦面上所受到的全反力Rl2,R32两个矢量。 3. 试在图上标出絞链四杆机构图示位置压力角a和传动角* 4. 如图所示，薄壁上有不平衡車Qi=10N> Q2=20N,所在半径分别为: n=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a=? 5. 试标注出在图示位置时机构中瞬心P12、P23、P14、P34、P24的位置。 三、设计一曲柄摇杆机构。已知LAD=75mm, LcD=60mm,当曲柄转角（p=150° 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，并已在图中写出它们之间包围面积所表示的功值（N-d）o （10分） 1. 试确定最大赢5功AWmax； 2. 若等效构件平均角速度com=50rad/s,运转速度不均匀系数6=0.1,试求 等效构件的3min及COmax的值及发生的位置。 五、 试在图示的偏心圆凸轮机构中表示岀： （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 位移増量。 六、一对直齿圆柱齿轮传动，已知传动比112=2,齿轮的基本参数：m=4mm, （13 分） a=20°, h\=1.0 o 1. 按标准中心距a= 120mm安装时，求： ①齿数zi、z2；②啮合角a'；③节圆直径d「、d2‘ ； 2. 若取齿数zi=15、Z2=30,中心距a' =92mm,试作： ① 求避免根切的小齿轮的最小变位系数Xminl； ② 求传动啮合角a'； ③说明属于何种变位传动。 七、图示轮系中，己知各轮齿数：zi=l, Z2=40, z/=24, Z3=72, Z3，=18, Z4=114O （12 分） 1. 该轮系属于何种轮系？ 2. 计算传动比iiH,并在图中标出系杆H的转向。 机械原理模拟试卷（一） 一、填空题 1. ③；2.②；3.②，③，①，③；4.④；5.②，①; 6.③； 7.③；8.② 9.③；②，①；10.① 二、简答题 1. 解：机构自由度为：F = 3n-2pi-ph=3X6-2X8-1= 1 在C处有复合絞链，在H处有局部自由度。 4. 解：因为：Qiri=2000Nmm, Q2r2=2OOONmm； 1) 所以：Qr= V (Q)ri)2+ (QirO2 即在r= 100mm半径的圆上，应加配重Q = 28.28N。 2) a = -45° o 三、解：选取绘图比例尺gL=0.002m/mmo 其中：G=180°X(K-l)/(K+l)=15° 按己知条件作出固定钗链点A和D；按(p=150°过A点作射线交由D点为 圆心，以Lcd为半径的C点所在圆(有两个交点，即两组解)，图中为C2点； 作ACi,使ZC2ACiM=I5°)，得到Ci点。因为： LAC2 = (Lab+ Lbc)/2 四、解：⑴作功变化图如右图所示。有△Wmax=130(N・d) 五、解：如图所示。 劣 ⑵ 因为：COm =(0)max+C0min)/2 ； 6 = (COmax — COmin)/ COm 所以：comax =52.5 rad/s, Omin =47.5 rad/s (Omax岀现在处b. (Dmin出现在e处。 六、解： 1. ① 因为：ii2=2 = Z2/zi, a = mx( Z2+ zi)/2= 120, [fl] m=4 所以：zi= 20, Z2= 40； ② 又因为是按标准中心距安装，所以有a，=a=20°, ③ di - di= mzi = 80mm» (12 - d2= mz2=16()mm。 2. ① Xminl= (z win- Zl)/ Z min =( 17-15)/17=0.11 8 ② 因为：acosa=a'cosa,,所以：a,=arc( acosa/ a1),即a-23.18° ； ③ 该传动为正传动。 七、解: 1. 该轮系是由齿轮1和2组成的定轴轮系加上由齿轮2，，3, 3\ 4和系杆H 组成的周转轮系而形成的混合轮系。 2. 因为：Z1H=Z12XZ2H 而:zi2= Z2/ Zi=40 Z2H= 1- ZH24= 1-(-1) (Z3Z4)/(Z2 Z3)= 1 + 19=20 所以：iiH= 800o系杆H的转向如图所示。 0)2 (OH 机械原理模拟试莓蟲" ////^ 2* 一、填空题供20分，每题2分） 1-若忽略摩擦，一对渐开线齿廓啮合时，齿廓间作用力沿着 方向。 （①齿廓久切线 ②节圆会切线 ③中心线 ④基圆内公切线） 2. 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 o ②不同 ③不一定） （①相同 3. 刚性转子动平衡的力学条件是. （①惯性力系的主矢为零 ②惯性力系的主矩为零 ③惯性力系的主矢、主矩均为零） 4. 机械在周期变速稳定运转阶段，一个循环内的驱动功Wd 阻抗功 Wro （①大于 ②等于 ③小于 ④不一定） 5. 从机械效率的观点看，机构发生自锁是由于 。 （①驱动力太小②生产阻力太大③效率小于零④摩擦力太 大） 6. 差动轮系是指自由度 。 （①为2的周转轮系 ②为2的定轴轮系 ③为1的周转轮系） 7. 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） 8. 三心定理意指作平面运动的三个构件之间共有 瞬心，它们位 于 0 9. 在平面中，不受约束的构件自由度等于 ,两构件组成移动副后的 相对自由度等于 。 10. 在曲柄滑块机构中，以滑块为主动件、曲柄为从动件，则曲柄与连杆处于 共线时称机构处于 位置，而此时机构的传动角为 度。 二、完成下列各题（共20分，每题5分） 1.试计算图示机构的自由度（写出计算公式，指出复合絞链、局部自由度和虚 约束）。 2题图 题图 2. 图示轴颈与轴承组成的转动副，轴颈等速运转，已知：P为摩擦圆半径， Q为作用于轴颈上的外载荷。 (1) 写出轴颈所受总反力Rn的大小，并在图中画出其方向； (2) 写出驱动力矩Md的表达式，并在图中画出方向。 3. 图示为等效构件在一个穏定运转循环内的等效驱动力矩Md与等效阻力矩 M「的变化曲线，图中各部分面积的值代表功的值W(N- d)。 (1) 试确定最大盈亏功AWmax； (2) 若等效构件平均角速度3 50rad/s,运转速度不均匀系数6=0.1,试 求等效构件的3«^及3 0^的值及发生的 位置。 4. 在图示摆动导杆机构中，设已知构件1的角速度3 I顺时针转动及各构件尺 寸。试求： (1) 构件1、3的相对瞬心； (2) 构件3的角速度33； 三、图示薄盘钢制凸轮，已知重量为8N,重心S与回转轴心0点之距e=2mm, 凸轮厚度&=10mm,钢的重度Y =7.8 X105 N/m3,拟在R=30mm的圆周上钻 三个半径相同的孔(位置如图所示)使凸轮轴平衡，试求所钻孔的直径d。(10 分) 四、图示曲柄摇杆机构运动简图，所用比例尺u 1= Imm/mmo试作：(12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的摆角巾； (2) 标岀极位夹角0 ； (3) 计算行程速比系数K； (4) 将该机构进行修改设计：保持Lab、Lbc、K不变，使摆角W=20,试 用图解法求摇杆长度Lcd及机架长度LaDo 比例尺卩户0.001 m/mm 五、在图示凸轮机构中，已知凸轮以角速度CO逆时针方向转动，令凸轮的基圆 半径以ro表示，行程以h表示，偏心距以e表示，压力角以a表示，推杆位移 以s表示，凸轮的推程运动角以6。表示，回程运动角以6。’表示，远休止角 以6s表示，近休止角以5s'表示，a为实际廓线推程起始点，b为实际廓线 推程终止点，c为实际廓线冋程起始点，d为实际廓线回程终止点。试作图表 （12 分） (1) 凸轮的基圆并标注其基圆半径r。; (2) 推杆的行程h； (3) 当前位置时的压力角a和位移s； ⑷凸轮的偏心距e。 六、在图示中，有一对正常齿标准外啮合渐开线直齿圆柱齿轮 传动，己知中心距a = 100mm,传动比ii2=1.5,压力角a=20°。 （13 分） （1） 试求模数m和齿数zi、Z2。要求：①模数m不小于3, 且按第一系列（，…3,4,5,6,…）选择：②小齿轮齿数zi按不根切情 况下齿数最少选择。 -軻- 一隔一 示意图 （2） 分别计算两齿轮的ra. r、n>、"，并将计算结果在图中 标注出来；直接在试题纸上的图中作出理论啮合线和实际啮合 线，并标注出来。 七、在图示轮系中，已知各齿轮齿数分别为zi=18、zi =24、Z2=23、 Z3=22、Z3 =24、"=60、Z4 =80、zs=28 及 <*> i=120rad/s<> 试求： 分析此轮系的组成； 该轮系传动比hH； 行星轮的角速度35。 (2) (3) Z3 T iXXVJ Z3 (13 分) JtL 丄Z「 Z2 Zi 眼 乙 机械原理模拟诚卷（二）题解 一、填空题 1.④，2.①、②，3.③，4.②，5.③，6.①，7.③， 8. 同一直线上;9.业，_1； 10.疊,0. 二、完成下列各题 3. 解 F=3n-2Pi-Ph=3*8-2*l 1-1=1 在C处存在复合饺链；在F处有局部自由度；在J或I处有虚约束。 4.解. (1) Ri2=-Q,方向如图所示； (2) M/=Q*#,方向如图所示;