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2025年大学机械原理（机构设计）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本卷共6题，每题5分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下关于机构自由度计算的说法，正确的是（ ）
A. 机构中若存在局部自由度，计算自由度时应将其去除
B. 机构中若存在虚约束，计算自由度时应将其计入
C. 机构自由度必须大于等于1
D. 计算平面机构自由度时，低副引入2个约束，高副引入1个约束
答案：A

2. 对于曲柄摇杆机构，当曲柄为主动件时，其传动角γ（ ）
A. 始终不变
B. 在一定范围内变化
C. 等于0°
D. 等于90°
答案：B

3. 在凸轮机构中，凸轮轮廓曲线的形状取决于（ ）
A. 凸轮的转速
B. 从动件的运动规律
C. 凸轮的形状尺寸
D. 凸轮的材料
答案：B

4. 一对渐开线标准直齿圆柱齿轮传动，中心距增大时，以下参数不变的是（ ）
A..传动比
B. 节圆半径
C. 啮合角
D. 分度圆压力角
答案：A

5. 渐开线齿轮连续传动的条件是（ ）
A. 重合度大于等于1
B. 重合度小于1
C. 重合度等于1
D. 重合度大于2
答案：A

6. 下列机构中，属于平面连杆机构的是（ ）
A. 凸轮机构
B. 齿轮机构
C. 曲柄滑块机构
D. 螺旋机构
答案：C

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（每题5分，共20分）
1. 平面四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于其余两杆长度之和时，若取最短杆为机架，则可得到______机构。
2. 凸轮机构中，从动件的运动规律取决于______的形状。
3. 渐开线齿轮的模数m越大，齿轮的承载能力越______。
4. 机构具有确定运动的条件是机构的自由度______且原动件数等于自由度。

三、简答题（每题10分，共20分）
1. 简述机构结构分析的步骤。
2. 说明渐开线的性质。

四、分析计算题（每题15分，共30分）
材料：已知一铰链四杆机构，各杆长度分别为AB = 100mm，BC = 16mm，CD = 120mm，AD = 140mm。
1. 若取AB杆为机架，该机构属于什么类型？
2. 若取AD杆为机架，该机构属于什么类型？

五、设计题（20分）
材料：设计一偏置曲柄滑块机构，已知滑块行程速比系数K = 1.5，滑块行程H = 50mm，请确定曲柄长度和偏距。

答案：
填空题：1. 双曲柄 2. 凸轮轮廓曲线 3. 大 4. 大于零

简答题：
1. 机构结构分析步骤：首先计算机构自由度，判断机构是否具有确定运动；然后确定机构中的构件和运动副类型；接着进行结构组成分析，将机构分解为基本杆组；最后确定机构的级别。
2. 渐开线性质：发生线沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长；渐开线上任意一点的法线必与基圆相切；渐开线齿廓上某点的压力角，是该点的法线方向与该点速度方向所夹的锐角；渐开线的形状取决于基圆大小；基圆内无渐开线。

分析计算题：
1. 因为AB为最短杆且AB + CD < BC + AD，取AB杆为机架，该机构为双曲柄机构。
2. 取AD杆为机架，最短杆为BC，且BC + AD < AB + CD，该机构为双摇杆机构。

设计题：
1. 计算极位夹角θ：由K = (180°+θ)/(180°-θ)可得θ = 36°。
2. 计算曲柄长度r：r = H(1 - cosθ)/(2sinθ)，代入数据可得r = 19.3mm。
3. 确定偏距e：一般取e = 0.1r = 1.93mm。