机械原理试题1.doc

机械是(机器和机构)的总称。
1． 构件是机构中的(运动)单元体。
2． 在平面机构中若引入一个高副将引入(1)个约束，而引入一个低副将引入(2)个约束。
3． 从机构结构观点来看，任何机构都是由机架、原动件和从动件三部分组成。
5．构件的自由度是指 (构件的独立运动参数)；机构的自由度是指(机构的独立运动参数)。
6．由两个构件直接接触而组成的(可动联接)称为运动副。
7．两个构件通过(点或线)接触而构成的运动副称为高副。
8．两个构件通过 (面)接触而构成的运动副称为低副。
9．运动链是指构件通过运动副的联接而构成的相对可动的系统称为运动链。
10．两个以上的构件在同一处以(转动)副相联接，就构成复合铰链。
11．机构中某些构件所具有的不影响其他构件运动的自由度称为
(局部自由度)。
12．不产生实际约束效果的重复约束称为(虚约束)。
13．当两个构件组成移动副时其瞬心位于 (垂直于导路的无穷远处)。
14．当两个构件组成转动副时其瞬心位于(转动副的中心)。
15．当两个构件组成纯滚动高副时其瞬心位于接触点处。
16．两互作平面运动的构件上绝对速度相等的瞬时重合点称为(速度瞬心)。
17．求机构的不直接相联接的各构件的瞬心时，可应用三心定理
来求。
18．从受力观点分析，移动副的自锁条件是驱动力作用线位于摩擦角内。
转动副的自锁条件是驱动力作用线与摩擦圆相交。
19．槽面摩擦力比平面摩擦力大，是因为当量摩擦系数大。
20．机械中，V带比平带应用广泛，从摩擦角度来看，其主要原因是V带为槽面摩擦。，当量摩擦系数 fv 大
21.运动副中法向反力（或正压力）和摩擦力的合力，称为运动副中的总反力。]
22.总反力与法向反力之间的夹角称为摩擦角 。
23．驱使机械运动的力称为驱动力阻止机械运动的力称为阻抗力。
24．机械的输出功与输入功之比称为机械效率 。
25．速度影象原理和加速度影象原理只能应用于同一构件上 的各点。
26．一个运动矢量方程只能求解2个未知量。
27．从效率来分析，机械的自锁条件是η≤0
28．在铰链四杆机构中，与机架相连的杆称为 —连架杆。
29．在平面四杆机构中，作平面复杂运动的构件称为—连杆。
30．在平面四杆机构中，与机架构成整转副的连架杆称为—曲柄，
与机架构成摆转副的连架杆称为 —摇杆。
31．铰链四杆机构的三基本形式为曲柄摇杆机构；双曲柄机构；双摇杆机构 。
32．对心曲柄滑块机构中若以曲柄为机架，则将演化成—导杆机构
33．在铰链四杆机构中，当最短杆和最长杆长度之和大于其他连杆长度之和时，只能得到—双摇杆机构。
34．在曲柄摇杆机构中，若将摇杆的长度增到无穷大就演化为—曲柄滑块机构。
35．凸轮机构的压力角是从动件所受的力与力作用点速度方向所夹的锐角。
36．凸轮机构推杆常用的四种运动规律为：A.等速运动，B.等加等减运动，C.余弦加速度，D.正弦加速度。其中，仅适用于低速运动的运动规律为等速运动规律。有刚性冲击的运动规律为等速运动规律。有柔性冲击的运动规律为等加速等减速运动规律和余弦加速度运动规律。适用于高速运动的运动规律为正弦加速度运动规律。
37．用于平行轴间传动的齿轮机构有直齿；斜齿 和人字齿轮机构
38．用于相交轴间传动的齿轮机构有(圆锥齿轮机构) 。
39．用于交错轴间传动的齿轮机构有交错轴斜齿轮机构和蜗杆蜗轮机构。
40．过两啮合齿廓接触点所做的两齿廓公法线与两轮连心线的交点称为两轮的节点。
41．渐开线的形状取决于基圆的大小。
42．过齿轮顶端所做的圆称为齿顶圆。过齿轮槽底所做的圆称为齿根圆。
43．沿任意圆周所量得的相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为该圆周上的齿距。
44．轮齿介于分度圆与齿顶圆之间的部分称为齿顶高。介于分度圆与齿根圆之间的部分为齿根高。
45．为了便于计算齿轮各部分的尺寸，在齿轮上选择一个圆作为计算的基准，称该圆为齿轮的分度圆。
46．齿轮分度圆上齿距与 π 之比称为模数。
47．一个齿轮的齿顶圆与另一个齿轮的齿根圆之间留有一定的间隙，称为顶隙。
48．两轮传动时，其节点的圆周速度方向与啮合线之间所夹的锐角称为—啮合角。
49．渐开线齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆为分度圆。
50．渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是(两齿轮的模数和压力角分别相等) 。
51．一对外啮合平行轴斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是模数相等，压力角相等，分度圆柱螺旋角相等、旋向相反。
52．斜齿轮的基本参数可分为：在垂直于轮齿方向的截面内定义的法面参数。在垂直于齿轮回转轴线的截面内定义的端面参数。
53．斜齿轮的法面参数是标准值。
54．斜齿轮的大部分尺寸，须按端面
参数进行计算。
55．表示斜齿轮轮齿倾斜程度的参数是螺旋角。
56．蜗杆分度圆直径与模数的比值，称为蜗杆特性系数。
57．从蜗杆或蜗轮的端面沿其轴向看去，若螺旋线是由左下斜向右上方，则为右旋。若螺旋线是由右下斜向左上方，则为左旋。
58．圆锥齿轮的大端模数和压力角为标准值。
59．机械运转的三个阶段是启动阶段；稳定运转阶段；停车阶段
60．调节机械的周期性速度波动时，可在机械中安装飞轮。
61．机械系统的速度做周期性波动时，在一个波动周期内的输入功等于输出功。
62．对轴向尺寸较小的回转体，只须进行静平衡；对轴向尺寸较大的回转体，只须进行动平衡。
63．刚性转子的静平衡条件为 转子上各惯性力的矢量和应等于零（或各质径积的矢量和应等于零
64．刚性转子的动平衡条件为转子上各惯性力的矢量和等于零，各惯性力矩的矢量和等于零
65．对于静不平衡的回转构件，不论它有多少个偏心质量，只需要在同一个平衡面内增加或除去一个平衡质量即可达到平衡。
答案
66．静平衡又称为 单 面平衡。
67．动平衡又称为双面平衡。
68．一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的—节圆——圆总是相切并相互作纯滚动。
69．标准齿轮除模数和压力角为标准值外，还应当满足的条件是 在分度圆上齿厚等于齿槽宽 。
70．重合度大于或等于 1 为齿轮的连续传动条件。
71．从加工原理来看，齿轮的加工方法有仿形法 和范成法。
72．用范成法切制渐开线齿轮齿廓时，可能会产生根切。
73．用范成法加工齿轮时，若刀具的齿顶部分把被加工齿轮齿根部分已经范成出来的渐开线齿廓切去一部分这种现象称为根切
74．一对标准齿轮无齿侧间隙安装时，其中心距 a= r1+r2，称为标准中心距
75．刀具中线不与被切齿轮分度圆相切，加工出的齿轮称为变位齿轮
二、 选择题
1．（ C）是机器中独立运动的单元体。
A．机器 B．机构 C．构件 D．零件
2．通过点或线接触的运动副称为（ C） 。
A．转动副 B．移动副 C．高副
3．高副引入（ A）约束。
A．1 个 B．2 个 C．3 个
4．（ A）是两个或两个以上的构件通过运动副连接而构成的相对可动的系统。
A．运动链，B．运动副，C．构件

5．机构中给定已知运动规律独立运动的构件称为（B ） 。
A．从动件 B．原动件 C．固定件
6．一个作平面运动的构件具有（ C）自由度。
A．1 B．2 C．3
7．下列两构件组成的运动副中，（B ）是低副。
A．一对齿轮 B．轴与轴承 C．凸轮与推杆
8．机构有确定运动的条件是机构原动件的数目（B ）机构自由度的数目。
A．大于 B．等于 C．小于
9．铰链四杆机构有四个构件，共有（ C）个瞬心。
A．4 B．5 C．6
10．三个彼此作平面平行运动的构件具有（B 个瞬心，且必定在同一直线上。
A．2 B．3 C．4
11．齿轮渐开线的形状取决于（B ）的大小。
A．齿根圆 B．基圆 C．分度圆
12．一对标准直齿圆柱齿轮按标准中心距安装时，其齿侧间隙（C ）零。
A．大于 B．小于 C．等于
13．对于单独一个齿轮来说，只有（ A） 和（D ）。
A．分度圆 B．节圆 C．啮合角 D．压力角
14．在曲柄摇杆机构中，若改取曲柄为机架，则将成为（ A）。
A．双曲柄机构 B．双摇杆机构 C．曲柄滑块机构
15．用齿条刀具加工标准齿轮时，齿轮分度圆与齿条刀具中线（A ）。
A．相切 B．相交 C．相离
16．一对渐开线直齿圆柱齿轮啮合传动时，两轮的（C ）总是相切并相互作纯滚动。
A．齿顶圆 B．齿根圆 C．节圆
17．一对外啮合斜齿圆柱齿轮传动，两轮的分度圆柱螺旋角应（ A）。
A．等值反向 B．等值同向 C．不等值反向
18．渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数中，（ A）不是标准值。
A．齿数 B．模数 C．分度圆压力角
19．一对标准齿轮的中心距（A ）两分度圆半径之和时，称为标准中心距。

A．等于 B．大于 C．小于
20．当两齿轮的实际中心距与标准中心距不相同时，两轮的（ B）是相切的。
A．分度圆 B．节圆 C．基圆
21．斜齿轮的 （ C）为标准值。
A．分度圆柱 B．端面模数 C．法面模数
22．下列情况中（C ）使用斜齿圆柱齿轮的当量齿数Zv。
A．计算传动比 B．计算中心距 C．选择盘形铣刀
23．蜗杆传动的传动比为 （C ）。
A．i=n1/n2 =d2/d1 B．i =n1/n2 =z2/z1 =d2/d1 C．i=n1/n2 =z2/z1
24．用范成法加工下述标准齿轮时，齿数（ A）不根切。
A．Z=20 B．Z=15 C．Z=10
25．蜗杆的分度圆直径为 （B ）。
A．d=mz B．d=mq
26．蜗轮和蜗杆轮齿的螺旋线方向一定 （ A ）。
A．相同 B．不同
27．图示的凸轮机构名称为（ B ）。
A．对心直动滚子推杆盘形凸轮机构。
B．偏置直动滚子推杆盘形凸轮机构。
C．摆动滚子推杆盘形凸轮机构。
28．机械系统中安装飞轮可使其周期性速度波动（B ）。
A．不变 B．减小 C．消除
29．若只从减轻飞轮的质量上看，飞轮应安装在（A ）上。
A．高速轴 B．低速轴 C．任意轴
30．机械系统的等效转动惯量（或质量）是根据（A ）的原则确定的，等效力（或力矩）是根据（ B）的原则确定的。
A．动能相等 B．功相等
31．（ B）平衡的构件一定是（ A）平衡的。
A．静 B．动
32．静平衡需要（ A ）个平衡平面。动平衡需要（ B ）个平衡平面。
A．1 B．2
33．图示机构为 （A ）。
A．转动导杆机构 B．摆动导杆机构 C． 曲柄滑块机构
34．平面四杆机构中，连架杆能绕回转中心作360°转动，则此杆称为（A ）。
A．曲柄 B．摇杆 C．连杆
三．简答题
机构具有确定运动的条件是什么？如果不满足这一条件将会产生什么结果？
答案 机构原动件的数目等于机构的自由度数目；
如原动件数小于机构的自由度数目，机构的运动规律将不确定；如原动件数大于机构的自由度数目，将导致机构中最薄弱环节的损坏。
1． 什么是约束？
答案 对独立运动的限制。
2． 什么是速度瞬心？
答案 作相对平面运动的两构件上瞬时相对速度为零的重合点。
3． 什么是三心定理？
答案 三个彼此做平面运动的构件的三个瞬心必位于同一直线上。
4． 机械中的磨擦是否全是有害的？
答案 否；
在带传动和摩擦轮传动中就是靠摩擦力来工作的。
5． “自锁”与“不动”这两个概念有何区别？“不动”的机构是否一定自锁？
答案 若机构中的主动力无论增加到多大都不会使构件产生运动，这种现象称为自锁。
一个构件在外力作用下不能运动，并不一定就是自锁，不能动的原因可能由于主动力不够大，也可能是由于其他因素而使运动受阻，这时只需适当加大主动力或排除阻碍运动的因素，就能使构件运动，因而不能称之为自锁。
6． 试举出自锁机构的实例。
答案 斜面压榨机；偏心夹具等。
7． 铰链四杆机构的基本形式有几种？
答案 曲柄摇杆机构 ；双曲柄机构；双摇杆机构，
8． 试举三种通过铰链四杆机构演化的机构。
答案 曲柄滑块机构；转动导杆机构；摆动导杆机构；偏心轮机构；曲柄摇块机构；正切机构；正弦机构；双滑块机构等，以上机构中任选三种。
9． 铰链四杆机构曲柄存在的条件是什么？
答案 最短杆和最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和。
10． 何谓齿廓啮合基本定律？
答案 相互啮合传动的两齿轮的瞬时角速度之比等于节点所分连心线的两线段的反比。
11． 何谓标准圆柱直齿轮？
答案 模数、压力角、齿顶高系数、径向间隙系数皆为标准值，且在分度圆上齿厚等于齿槽宽的齿轮。
12． 斜齿轮的当量齿数有何用处？
答案 ①用仿形法加工斜齿轮时，应按Zv选择铣刀刀号；
②计算齿根弯曲强度时用Zv求齿形系数；
③计算不根切最少齿数。
13． 研究机械平衡的目的是什么？
答案 设法消除或减少在机械运动中产生的不平衡力和不平衡力偶。
14． 周期性速度波动用什么方法加以调节？
答案 周期性速度波动调节方法是安装飞轮，
15． 何谓静平衡，动平衡？各需要几个平衡平面？
答案 静平衡指转子的轴向宽度与其直径之比小于1/5，它的质量可以近似认为分布在垂直于其回转轴线的同一平面内。
动平衡指转子的轴向宽度与其直径之比大于等于1/5，这时偏心质量往往分布在若干个回转平面内。静平衡需要一个平衡平面，动平衡需要两个平衡平面。
16． 机械不平衡有那些类型？
答案 有动不平衡和静不平衡两种类型。
17． 与直齿轮比较，斜齿轮传动有那些优点和缺点？
答案 斜齿轮的优点是啮合性能好；重合度大；承载能力高；其不根切的最少齿数小，可使机构结构紧凑等优点；斜齿轮的缺点是存在轴向分力。
18． 要使一对齿轮的瞬时传动比不变，其齿廓应符合什么条件？
答案 相互啮合传动的一对齿轮的两齿廓无论在任何位置接触，过接触点所作的公法线与两齿轮的连心线必须相交于一固定点。
19． 节圆与分度圆有何区别？
答案 一对齿轮啮合时，才有节圆存在，而单个齿轮只有分度圆，当一对标准齿轮按照标准中心距安装时，节圆与分度圆重合。
20． 在计算机构自由度时，应注意那些事项？
答案 复合铰链、局部自由度和虚约束。
21． 说明仿形法和范成法加工齿轮所用的机床。
答案 仿形法是在卧式铣床上用盘形铣刀加工，也可在立式铣床上用指状铣刀加工（大模数齿轮）；范成法采用齿轮插刀以及滚刀在插齿机上和滚齿机上加工齿轮。
四．应用题
1． 计算图示机构的自由度。

a） b）
答案 a）F=3n-2Pl-Ph = 3×4—2×5—1 = 1
b）F=3n-2Pl-Ph = 3×5—2×7—0 = 1
答题时间 10
难度 易
2． 图示是流水线上用于阻挡工件前进的挡箱机构的设计方案。虚线位置可以挡住工件，实线位置工件可以通过，问该设计方案能否实现上述要求？如不能如何改进？

答案 不能。改进如图示。

答题时间 10
难度
3．试求曲柄滑块机构在图示a)位置的全部瞬心。
a) b)
答案 如图b)。
答题时间 10
难度 中

4．在图示焊接用的楔形夹具中，夹具把两块要焊接的工件1及1ˊ预先夹紧以便焊接，图中2为夹具体，3为楔块。如已知各接触面间的摩擦系数均为 f ，试确定夹具夹紧后，楔块不会自动松脱的条件 。

答案 α≤2φ
tgφ=f
答题时间 15
难度 难
5．图示摆动导杆机构中，已知构件1以等角速度ω1 顺时针转动及各构件尺寸。
比例尺为μ
试求：
（1）构件 1 ，3 的相对瞬心；
（2）构件 3 的角速度 ω3；
（3）E点的速度 VE ；
（4）构件 2 的角速度 ω2。

a） b）
答案 1）如图b）
2）w3=w1* P14P13 / P13P34
3）Ve=w3*EP34*μ
4）w2=w3
答题时间 10
难度 中

6．图示机构中，已知LoA =100mm，构件1 以等角速度ω1=10 rad/s逆时针转动，
φ=45°，试求杆 3 的速度V3。

答案 V3=V1/cosφ=10*100/cos45=1.414 m/s
答题时间 8
难度 中
7。在图示机构中，已知一对直齿轮的效率η1=0．95，一对圆锥齿轮的效率η2=0．93，试求该机构的总效率。

答案 η=η1×η2×η2×η2×η2=0.95×0.93³=0.764
答题时间
难度

８．在图示的电动卷扬机中，已知每对齿轮的效率及鼓轮的效率均为0.95，滑轮的效率为0.96，载荷Q=50 KN，以匀速V12 m/min上升，试求所需电动机的功率。

答案 η=Nr /Nd
η=0.95×0.95×0.95×0.96=0.823
Nr=Q×V=50×1000×12/60=10000 W
Nd=Nr/η=10000/0.823=12149 W
答题时间 10
难度 中
9。已知四杆机构中各杆长为 a=150mm，b=500mm，c=300mm，d=400mm。试问：
（1）当取d杆件为机架时，是否存在曲柄？如存在，则哪一杆件为曲柄？
（2）如选取别的杆件为机架，则分别得到什么类型的机构？

答案 (1) 存在曲柄 a杆是曲柄
(2) 取a机架,为双曲柄机构
取b机架,为曲柄摇杆机构
取c机架,为双曲柄摇杆机构
答题时间 10
难度 易
10。判断以下各铰链四杆机构的类型。
a） b） c） d）

答案 a） 双曲柄机构 b） 曲柄摇杆机构 c） 双摇杆机构 d） 曲柄摇杆机构
答题时间 10
难度 易

11。测得一个标准直齿轮的齿顶圆直径da=208mm，齿根圆直径df=172mm，求齿轮
的模数 m与齿顶高系数ha*。
答案 da=d+2ha=mZ+2ha*m
df=d—2hf=mZ—2（ha*+c*）m
将已知数据代入得 m=8 mm ha*=1
答题时间 10
难度 中
12。测得一标准直齿轮的齿顶圆直径da=84mm，Z=40，求其模数m为多少？
答案 da=m（Z+2×ha*）
ha*=1
84=m（40+2）
m=2 （mm）
答题时间 5
难度 易
12。渐开线圆柱直齿轮外啮合传动，已知Z1=40，传动比i=25，ha*=1，c*=0.25，
α=20°，m=10mm。在标准安装时，试求大齿轮齿数Z2，大小齿轮的分度圆直径以及中心距a。
答案 Z2=Z1×I=40×2.5=100
d1=ｍ×Z1=10×40=400 ｍｍ
d2=ｍ×Z2=10×100=1000 mm
a=(d1+d2)/2=(400+1000)/2=700 mm
答题时间 5
难度 易
13。一个标准圆柱斜齿轮减速器，已知Z1=22，Z2=77，mn=2mm，han*=1，
β=8°6′34″，求中心距a。
答案 a=mn（Z1+Z2）/cos β=200 mm
答题时间 5
难度 易
14。蜗杆头数 Z1=2，蜗轮齿数Z2=40，蜗杆轴向齿距pa=15.708mm，蜗杆齿顶圆直径da1=60mm，试求模数m，q，d2，a。
答案 Pa=πm m=Pa/π=15.708/3.14=5 mm
d1=da1—2ha=da1—2mha*=60—2×5×1=50 mm
q=da1/m=50/5=10
d2=m Z2=5×40=200
a =（d1+d2）/2=（50+200）/2= 125 mm
答题时间 10
难度 中
16。图示为一齿轮机构，已知此机构各齿轮Z1=20，Z2=40，Z2′=20，Z3=40。设作用在齿轮3上的阻力矩M3=100Nm，问若不计摩擦时，齿轮1上的驱动力矩M1为多少？
又各齿轮对其回转中心的转动惯量分别为 J1=0.001kgm²、 J2=0.004kgm²、
J2′=0.0015kgm²、J3=0.006kgm²，试求该机构所有齿轮转化到齿轮轴上的等效转动
惯量。

答案 n1/n3=Z3Z2/Z1Z2'=40*40/20*20=4
M1*n1=M3*n3
M1=M3*n3/n1=100/4=25Nm
ω2/ω1=Z1/Z2=1/2 ω3/ω1=Z1Z2'/Z2Z3=1/4
Je=J1+(J2+J2')(ω2/ω1) ²+J3(ω3/ω1) ²=0.0028 kgm²
答题时间 15
难度 难
17。在图示的两根曲轴中，设各曲拐的偏心质径积相等，且各曲拐均在同一轴平面上，试说明两者处于何种平衡状态。
a）
b）

答案 a） 动平衡 b） 静平衡
答题时间 5
难度 中
20