机械原理模拟试卷及答案.doc

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 。
（ 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，α，ha* 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 。
（ 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P0的关系是：P P0。
（ ① 小于 ② 等于 ③ 大于 ④ 大于等于）
7. 差动轮系是指自由度 。
（ 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 。
（ 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）
1. 计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。

Q
2
P
1
3
2题图
F
C
H
G
A
D
E
B
1题图

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j= ；
(2) 在图中画出楔块2的两个摩擦面上所受到的全反力R12, R32两个矢量。
3. 试在图上标出铰链四杆机构图示位置压力角a和传动角γ。
1
4
D
C
B
A
3
2
ω1
3题图
题4图
Q2
Q1
r2
O
r1
X
4题图

4. 如图所示，薄壁上有不平衡重Q1=10N、Q2=20N，所在半径分别为：r1=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。
4
2
1
3

三、设计一曲柄摇杆机构。已知LAD=75mm，LCD=60mm，当曲柄转角φ=150˚时摇杆处于右极限位置，要求机构行程速比系数K=1.18182。 (10分)

a b c d e f
φ
M
30
30
70
100
90
Md
Mr
四题图
φ
A
B
C
D
三题图

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)。(10分)
1. 试确定最大赢亏功ΔWmax；
B
A
ω
2. 若等效构件平均角速度wm=50rad/s，运转速度不均匀系数δ=0.1，试求等效构件的wmin及wmax的值及发生的位置。
五、试在图示的偏心圆凸轮机构中表示出：
(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，推杆的位移增量。

六、一对直齿圆柱齿轮传动，已知传动比i12=2，齿轮的基本参数：m=4mm，a=20º， h*a=1.0 。 (13分)
1. 按标准中心距a=120mm安装时，求：
① 齿数z1 、z2； ② 啮合角a′； ③ 节圆直径d1′、d2′；
2. 若取齿数z1 =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xmin1；
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，已知各轮齿数：z1=1，z2=40，z2′=24，z3=72，z3′=18，z4=114。
(12分)
1. 该轮系属于何种轮系？
2. 计算传动比i1H，并在图中标出系杆H的转向。
H
2′
3′
右旋蜗杆
1
2
4
3
ω1

Q
2
P
1
3
φ
φ
R12
R32
2题解图
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
4
D
C
B
A
3
2
ω1
a
γ
1. 解：机构自由度为：F = 3n-2pl-ph =3×6 - 2×8 –1= 1
在C处有复合铰链，在H处有局部自由度。
2. 解：(1) φ = arctgf；
(2) 如图所示。

3. 解：如图所示。

3题解图
a

4. 解：因为：Q1r1=2000Nmm，Q2r2=2000Nmm；
1) 所以：Qr =√(Q1r1)2+ (Q1r1) 2
即在r=100mm半径的圆上，应加配重Q = 28.28N。
2) α = -45°。
2
1
3
P12
P23
∞
P34
∞
P14
P24
5. 解
如图所示。

4

三、解：选取绘图比例尺mL=0.002m/mm。
其中： q =180˚×(K-1)/(K+1) = 15˚
按已知条件作出固定铰链点A和D；按j=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AC1，使∠C2AC1为q( =15˚)，得到C1点。因为：
D
C2
A
2
j=150°
C1
B1
B2
LAC2 = (LAB+ LBC)/2
LAC1 = (LBC- LAB)/2
LAC2= AC2×mL ，LAC1= AC1×mL
而
所以有：
LAB =97mm，LBC =15mm。

四、解：(1) 作功变化图如右图所示。有ΔWmax =130(N·d)
30
90
ΔWmax
100
70
30
(2) 因为：wm = (wmax+wmin)/2；
δ= (wmax - wmin)/ wm
所以：wmax =52.5 rad/s，wmin =47.5 rad/s
wmax出现在处b，wmin出现在e处。
B
A
ω
r0
h
a
Δs
基圆
偏置圆
理论廓线

五、解：如图所示。

六、解：
1. ① 因为：i12= 2 = z2/ z1，a = m×( z2+ z1)/2=120，而m=4
所以：z1= 20，z2= 40；
② 又因为是按标准中心距安装，所以有a′= a= 20º,
③ d1′= d1= mz1 = 80mm，d2′= d2= mz2=160mm。
2. ① xmin1= (z min- z1)/ z min =(17-15)/17=0.118
② 因为：acosa=a′cosa′，所以：a′=arc( acosa/ a′)，即a′=23.18º；
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。
H
2′
3′
右旋蜗杆
1
2
4
3
ω1
wH
w2
2. 因为：i1H=i12×i2H
而：i12= Z2 / Z1= 40
i2H = 1- iH2'4= 1-(-1)( Z3 Z4)/( Z2' Z3')= 1+19=20
所以：i1H= 800。系杆H的转向如图所示。

机械原理模拟试卷(二)
一、填空题 (共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 齿廓公切线 ② 节圆公切线 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 。
( ① 相同 ② 不同 ③ 不一定 )
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Wr。
( 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 。
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，指出复合铰链、局部自由度和虚约束)。
D
E
J
I
A
B
C
F
G
H
ω
Q
ρ
1
2
2题图

1题图

2. 图示轴颈与轴承组成的转动副，轴颈等速运转，已知：ρ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R12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稳定运转循环内的等效驱动力矩Md与等效阻力矩Mr的变化曲线，图中各部分面积的值代表功的值W(N·d)。
100
120
15
20
25
Md
Mr
M
φ
a
b
c
d
e
f
(1) 试确定最大盈亏功ΔWmax；
(2) 若等效构件平均角速度ωm= 50rad/s，运转速度不均匀系数δ=0.1，试求等效构件的ωmin及ωmax的值及发生的位置。

4
ω1
1
2
3
4. 在图示摆动导杆机构中，设已知构件1的角速度ω1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ω3；

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δ=10mm，钢的重度γ=7.8×10-5 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)
e
S
R
60°
60°
δ
d
0

四、图示曲柄摇杆机构运动简图，所用比例尺μl = 1mm/mm。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ψ；
(2) 标出极位夹角θ；
(3) 计算行程速比系数K；

C
比例尺μl=0.001m/mm
D
A
B
(4) 将该机构进行修改设计：保持LAB、LBC、K不变，使摆角ψ=2q，试用图解法求摇杆长度LCD及机架长度LAD。

五、在图示凸轮机构中，已知凸轮以角速度w逆时针方向转动，令凸轮的基圆半径以r0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δ0表示，回程运动角以δ0ˊ表示，远休止角以δs表示，近休止角以δsˊ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为实际廓线回程起始点，d为实际廓线回程终止点。试作图表示：
(12 分)
(1) 凸轮的基圆并标注其基圆半径r0；
(2) 推杆的行程h；
b
c
rb
d
o
a
e
(3) 当前位置时的压力角a和位移s；
(4) 凸轮的偏心距e。

O1
O2
a
示意图

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，已知中心距a = 100mm，传动比i12=1.5，压力角a=20°。
(13 分)
(1) 试求模数m和齿数z1、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z1按不根切情况下齿数最少选择。
(2) 分别计算两齿轮的ra、r、rb、rf ，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z1=18、z1′=24、z2=23、z3=22、z3′=24、z4=60、z4′=80、z5=28及ω1=120rad/s。试求： (13 分)
(1) 分析此轮系的组成；
ωH
H
ω1
Z4′
Z3
Z1
Z2
Z3′
Z4
Z1′
Z5
(2) 该轮系传动比i1H；
(3) 行星轮的角速度ω5。

机械原理模拟试卷(二)题解
一、填空题
1. ④ ，2. ① 、 ② ，3. ③ ，4. ②，5. ③ ，6. ① ，7. ③ ，
8. 三个， 同一直线上；9. 3， 1； 10. 死点，0。
二、完成下列各题
w
Q
ρ
1
2
R12
Md
3. 解
F=3n-2Pl-Ph=3*8-2*11-1=1
在C处存在复合铰链；在F处有局部自由度；在J或I处有虚约束。
4. 解
(1) R12 =-Q，方向如图所示；
(2) Md =Q*r，方向如图所示；

3. 解
100
120
15
20
25
ΔWmax
(1) 依据图中值，可求得ΔWmax=125N·m；
(2) 因为：ωm=( wmax + wmin )/2
d = ( wmax - wmin )/ wm
所以： wmin =47.5 r/min，wmax =52.5 r/min
wmin出现在e处，wmax出现在b处。
4
ω1
1
2
3
P13
P14
P34
4. 解
(1) P13如图所示；
(2)ω3 =ω1*P14P13/ P34P13

三、解
此凸轮属于静平衡，凸轮不平衡重径积为Qe=8e，而每个钻孔的重径积为-Q′R=-(pd2/4)dgR，依据静平衡条件，并在y轴上投影，得d=20.9mm。
四、解
(1) 如图所示，两极限位置分别为AB1C1D和AB2C2D，摇杆CD的摆角ψ；
(2) 如图所示极位夹角q，且q=14°；
(3) K=(180°+q)/( 180°-q)=1.17；
(4) 在摆角ψ=2q时，作图如图示，求得LCD=85.5mm，LAD=110mm
比例尺ml=0.001m/mm
D
A
B
C
B1
B2
C2
C1
q
q
q
D′
ψ

b
c
rb
d
ω
o
a
h
S
a
e
五、解
(1)，(2)，(3)和(4)的解如图所示。

O1
O2
rb1
rb2
N2
N1
ra2
ra1
B1
B2
r2
r1
rf2
rf1
六、解
因为 a=100mm， i= z2/ z1=1.5
所以 100= m(z1+z2)/2，mz1= 80
(1) 由题意，模数m要求为自然数，而齿数本身也为自然数，故为使上式成立，取m=4，z1=20，所以z2=30；
r1=mz1/2=40mm，ra1=d1+h*am= 44mm，rf1=r1-(h*a+c*)m=35mm ，rb1= r1cosa=37.6mm ；r2= mz2/2 =60mm，ra2 = d2+h*a m = 64mm，rf2= r2- (h*a + c*)m = 55mm ，rb2 = r2cosa=37.6mm
(3) B1B2——实际啮合区，N1N2——理论啮合区。
七、 解：
此轮系由定轴轮系（z1、z2、z3、z3′和z4）和差动轮系（z1′、z5、H、z4）组成一混合轮系。
由定轴轮系，有：
i14 = w 1 / w 4 = (-1)3 z3 z4 / z1z3′ = -55/18 (1)
由差动轮系，有：
iH14′ = (w 1 –w H )/ (w 4′ –w H ) = - z4′/ z1′ = -10/3 (2)
联立解有：
w H / w 1 = -9/ 429 = -3/143
所以：i1H = w 1 / w H = -143/3
又因为：iH15 = (w1 –w H )/ (w 5 –w H ) = - z5/ z1′ = -28/24
所以： w5 =-107.53

机械原理模拟试卷(三)
一、填空题(每题2分，共20分)
1. 两个作平面运动的构件，相对瞬心的绝对速度 。
( ① 均为零 ② 不相等 ③ 不为零且相等 )
2. 机械自锁的条件是 。
( ① 效率大于零 ② 效率大于1 ③ 效率小于或等于零 )
3. 对于滚子从动件盘形凸轮机构，若两个凸轮具有相同的理论轮廓线，只因滚子半径不等而导致实际廓线不相同，则两机构从动件的运动规律 。
( ① 不相同 ② 相同 ③ 不一定相同 )
4. 差动轮系是指自由度 。
( ① 为1的周转轮系 ② 为2的定轴轮系 ③ 为2的周转轮系 )
5. 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 。
( ① 曲柄 ② 连杆 ③ 滑块 )
6. 对于动不平衡的回转构件，平衡重需加在与回转轴垂直的 回转平面上。
( ① 一个 ② 两个 ③ 三个 ④ 三个以上 )
7. 两构件组成平面转动副时，则运动副使构件间丧失了 的独立运动。
( ① 二个移动 ② 二个转动 ③ 一个移动和一个转动 )
8. 若忽略摩擦，一对渐开线齿轮啮合时，齿廓间作用力沿着 方向。
( ① 齿廓公切线 ② 节圆公切线 ③ 中心线 ④ 基圆内公切线 )
9. 机械是 和 的总称。
10. 若标准直齿圆柱齿轮与正变位齿轮的参数m，a，Z，ha*均相同，正变位齿轮与标准齿轮比较，其分度圆齿厚 ，齿槽宽 ，齿顶高 ，齿根高 。
二、简答题(每题6分，共24分)
1. 计算图示机构自由度，若有复合铰链、局部自由度及虚约束需指出。
D
E
J
I
A
B
C
F
G
H
w1
C
B
A
2
3
4
1
1题图

2题图

2. 用速度瞬心法求图示机构在该位置时滑块3的瞬时速度v3(用符号表示)。
3. 重量G=40N的滑块1，在倾角b=30°的驱动力P作用下沿水平面做等速运动。接触面间摩擦系数f = 0.286，试用图解法求力P。

P
G
b
1
2
3题图
100mm
200mm
150mm
R=150
孔去重Q2=0.3N
Q1=0.25N
Q2=0.25N
O
4题图

4. 均质圆盘上装有二个螺钉并钻有一个孔，它们的不平衡重及位置如图所示，为使该圆盘平衡，拟在R=150mm的圆周上加一重块Q，试求Q的大小及其所在方位（画在图上）。
800
200
p/4
2p
j
M
0
Mr
三、已知某机械一个稳定运转循环内的等效阻力矩Mr如图所示，等效驱动力矩Md为常数，等效构件的最大及最小角速度分别为nmax=200r/min 及nmax=180r/min。试求：
1. 等效驱动力矩Md的大小；
2. 运转的速度不均匀系数d；
3. 当要求d 在0.05范围内，并不计其余构件的转动惯量时，应装在等效构件上飞轮的转动惯量Jf。 (10分)
C
H
B
A
e
示意图
四、试设计一偏置曲柄滑块机构。设已知其滑块的行程速比系数K=1.5，滑块的冲程H=40mm，偏距e=15mm。并求其最大压力角amax。 (12分)

五、 图示为一移动盘形凸轮机构，滚子中心位于点B0时为该凸轮的起始位置。试在图中作出： (10分)
(1) 基圆及基圆半径；
(2) 当滚子与凸轮廓线在点B′1接触时，所对应相对于B0接触时的凸轮转角j1；
(3) 当滚子中心位于点B2时，所对应的凸轮机构的压力角a2；
(4) 升距h。
0
ω
B0
B2
B1
′
01
e
五题图
nⅢ
z4
H
z2
Ⅲ
Ⅰ
Ⅱ
z3
z1
z5
z6
nⅡ
六题图

六、 如图所示的轮系中，已知各齿轮的齿数z1 =56，z2 =62，z3 =58，z4 =60，z5 =35，z6=30，若nⅡ =70r/min，nⅢ =140r/min，两轴转向相同，试分析轮系的组成，求n1 =？并判断其转向。 (10分)

七、已知一对渐开线直齿圆柱齿轮传动，m = 2.5mm，a =20°，h*a=1.0，c*=0.25，z1 =20，z2 = 40。 (14分)
(1) 求出齿轮尺寸d1、da1、df1、s和中心距a；
(2) 求重合度ea；
(3) 画出理论啮合线和实际啮合线；
(4) 画出单齿啮合区和双齿啮合区。

O1
O2
rb1
rb2
ml = 0.001m/mm
w1
w2

机械原理模拟试卷(四)
一、选择及填空题（每题2分，共20分）
1. 拟将曲柄摇杆机构改换为双曲柄机构，则应将原机构中的 作为机架。
（① 曲柄 ② 连杆 ③ 摇杆）
2. 高速凸轮机构，为减少冲击震动，从动件运动规律应采取 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）
3. 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盘形凸轮机构，其从动件的运动规律 ，凸轮的实际廓线 。
（① 相同 ② 不同 ③ 不一定）
4. 一对啮合的渐开线斜齿圆柱齿轮的端面模数 ，且 于法面模数。
（① 相等 ② 不相等 ③ 无关系 ④ 大 ⑤ 小 ⑥ 等）
5. 蜗轮的螺旋角与蜗杆的螺旋升角 。
（① 相等 ② 不相等 ③ 无关系 ④ 之和为90º）
6. 对心曲轴滑块机构的曲柄长度为a，连杆长度为b，则最小传动角＝ 。
7. 螺旋升角为的螺旋副，若接触表面间的摩擦系数为f，则机构的自锁条件是： 。
8. 计算等效转动惯量的原则是： 。
9. 所谓定轴轮系是指： 。
10. 标准斜齿圆柱齿轮传动的中心距与 ， 和
参数有关。
二、选择及填空题（每题5分，共20分）
1. 计算图示机构的自由度，若含有局部自由度、复合铰链及虚约束需指出。

B
A
C
D
D′
E
F
G
H
J
K
1题图
B
A
0
2题图

2. 图示凸轮机构。在图中画出凸轮的基圆、偏距圆及理论廓线。
3. 试画出定轴轮系及周转轮系的示意图各一种。
4. 图示为刚性转子的质量分布情况，不平衡质量m1与m2在同一轴面内。
① 说明该转子属于哪类不平衡问题。
② 计算m2在平衡平面Ⅰ、Ⅱ上的代换质量m2Ⅰ和m2Ⅱ。
a
Ⅱ
Ⅰ
a
a
m1=4kg
m2=6kg
m2Ⅰ
m2Ⅱ

三、在图示机构运动简图中，已知：L＝400mm，＝30º，原动件1以等角速度ω1＝1rad/s转动，试用图解法求机构3的速度v3和加速度a3。 （15分）

A
L
ω1
μl=10mm/mm
1
2
3

A
B
C
D
∠ABC=90º时示意图
三题图
四题图

四、试设计铰链四杆机构。已知：LAB=500mm，LBC=300mm，要求满足：∠ABC=90º时，∠BCD=90º；当AB杆从垂直位置按顺时针转动45º时，∠ABC增加30º。 （10分）
五、图示双滑块机构的运动简图，滑块1在驱动力P的作用下等速移动，转动副A、B处的圆为摩擦圆，移动副的摩擦系数f＝0.18，各构件的重量不计，试求： （15分）
1. 不计摩擦时所能克服的生产阻力Q0；
2. 考虑摩擦时所能克服的生产阻力Q；
3. 机构在图示位置的瞬时机械效率η。
建议取力比例尺。
4
3
2
1
P=500N
Q
B
A

30º

六、图示滑移齿轮变速机构。已知齿轮参数：m=2mm，a=20º，ha*=1.0，齿轮2的变位系数＝-0.2，其余如图示，试确定： （10分）
1. 齿轮副1与2、2与3的传动类型；
Z1=33
Z2=36
Z3=36
a′=71mm
2. 齿轮3的变位系数。
注：无侧隙啮合方程式：
inva′= 2(x1+x2)/(z1+z2)+inva

七、机械在一个稳定运转循环内的等效驱动力矩Md和等效阻力矩Mr(为常数)如图示，等效转动量为常量(含飞轮在内)，且Je=0.314kg·m2，等效构件初始角速度ω0=20rad/s。试作：
1. 画出机械动能变化的示意线图E(φ)；
2. 求等效构件的最大、最小角速度：ωmax，ωmin；
φ
2π
3π/2
π
π/2
0
40
80
M(Nm)
Md
Mr
0
ΔE
φ
3. 计算机械运转的不均匀系数δ。 （10分）

机械原理模拟试卷(四)题解
一、选择及填空题
1. ①； 2. ④ ； 3. ① ，② ； 4. ① ，④ ； 5. ①； 6. arcsin(a / b)；
7. l ≤ arctgf ； 8. 等效构件所具有的动能等于系统的动能；
9. 轮系中所有齿轮回转轴线固定的轮系； 10. 模数， 齿轮齿数，螺旋角。
B
A
0

理论廓线
基圆
偏距圆
二、选择及填空题
1. 解
F=3n-2Pl-Ph=3*6-2*8-1=1
在F处有局部自由度；在D或D′处有虚约束。
2. 解
如图所示。
3. 解：轮系型式有很多，现举两例如图示。
周转轮系
定轴轮系

4. 解
① 属于动不平衡问题
② m2Ⅰ= m2*a/3a=2kg
m2Ⅱ= m2*2a/3a=4kg
三、解：
设构件2与3之铰链处为B，于是在B处有B1、B2和B3，其中B2和B3的运动规律一致。取B2为动点，动系建立在构件1上，其速度和加速度的矢量方程分别为：
vB2 = vB1 + vB2B1
大小 ？ LAB*w1 ？
方向 水平 ⊥AB ∥AB
aB2 = aB1 + vkB2B1 + vrB2B1
大小 ？ LAB*w21 2 vB2B1*w1 ？
方向 水平 B→A ⊥AB ∥AB
μv=10mm/s/mm
P
b1
b2 (b3)
μa=20mm/s2/mm
P′
b2′(b3′)
b1′
k′
作速度多边形和加速度多边形分别如下：

于是有：
A
B1
B2
C2
C1
D
v3 = 0.54m/s，a3 = 0.62m/s2。
四、解
依题意作图如下：先作出机构两要求位置，得C1和C2点，由于C点轨迹为以D点为中心的圆弧，故作C1和C2点连线的垂直平分线，得固定铰链点D，即：LCD=380mm。

P
mp=10N/mm
R43
R21
R043
R021
R023
R23
R041
R41
Q0
Q
五、解
作运动副上受力如图示。取构件1和3分别为受力体，有力平衡方程式分别为：
P + R41+R21=0 ； Q + R43+R23=0
而：j=arctgf=10.2°。作此两矢量方程图解如图示，得到：
1. 不计摩擦时 Q0=1020N
2. 考虑摩擦时 Q=670N
3. 瞬时机械效率
η= Q / Q0 = 0.657

Q

3

R23
B

R43
2

j
P=500N
1

R21
30º
A

R41
4
j

六、解：
3. 齿轮1与2的传动类型：正传动，
齿轮2与3的传动类型：负传动，
4. a = m(Z2+Z3) / 2 = 72mm
a′= arcos•(acosa/a′)=17.65°
inv a′= tg a′- a′= 0.010128
inv a = tg a - a = 0.014904
所以：x3 = (inv a′- inv a)• (Z2+Z3) / 2tg a - x2 = -0.27
七、解：
4. 见图
5. 运动方程的积分形式
∫0p/2(Md - Mr)dj = ( w2min - w20 ) Je / 2
wmin = 14.14 rad/s
∫p/23p/2(Md - Mr)dj = ( w2max - w2min ) Je / 2
wmax = 24.49 rad/s
6. wm = (wmin + wmax ) / 2 = 19.32 rad/s
d = (wmin - wmax ) / wm = 0.536
φ
2π
3π/2
π
π/2
0
40
80
M(Nm)
Md
Mr
0
ΔE
φ

机械原理模拟试卷(五)
一、 选择及填空题（每题2分，共20分）
1. 以构件3为主动件的摆动导杆机构中，机构传动角是 。
（① 角A ② 角B ③ 角C ④ 角D）
1
2
3
C
主动
D
B
A

2. 阿基米德蜗杆的标准模数与压力角规定在 。
（① 法面 ② 端面 ③ 轴面）
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. 凸轮轮廓曲线出现尖顶时的滚子半径　　 　　该点理论廓线的曲率半径。
（① 大于等于 ② 小于 ③ 小于等于）
5.