2011年原理答案剖析

1、一、选择填空题1 给定图示六杆机构的加速度多边形，可得出 。(A) 矢量cd代表aC ， 一：；5是顺时针方向；(B)矢量c d代表acD，一：巧是逆时 针方向；(C)矢量cd代表aCD，二匚5是顺时针方向；(D)矢量cd代表acD，用5是逆时 针方向。B2利用相对运动图解法来求解图示机构中滑块2上D2点的速度vd2，解题过程的恰当步骤和利用的矢量方程可选择 。(A) vb3 =vb2 VB3B2，速度影像：pb2d .：CBD(B) VC2 =VC3 VC2C3 = VB2 VC2B2，速度影像-pb2d -CBD(C) Vd = Vb VdB， Vdb =Ibd Hi(D) vC2 - v

2、C3 vC2C3 =vB2vC2B2，速度影像：-c2b2d2 -CBDD3作连续往复移动的构件，在行程的两端极限位置处，其运动状态必定(A) v=O，a =0 ； (B)v=0，a = max； (C)v=0，a = 0 ； (D)v = 0，a = 0C4在图示连杆机构中，连杆 2的运动是。(A) 平动；(B)瞬时平动；(C)瞬时绕轴B转动；(D)般平面复合运动CL 3VA5图示连杆机构中滑块2上E点的轨迹应是(A) 直线；(B)圆弧；(C)椭圆；(D)复杂平面曲线。B6 两构件作相对运动时，其瞬心是指 。(A) 绝对速度等于零的重合点；(B) 绝对速度和相对速度都等于零的重合点；(C)

3、绝对速度不一定等于零但绝对速度相等或相对速度等于零的重合点(D) 绝对速度等于零且相对速度也等于零的重合点。C7 在机械中，因构件作变速运动而产生的惯性力 。(A) 一定是驱动力；(B) 一定是阻力；(C) 在原动机中是驱动力，在工作机中是阻力；(D) 无论在什么机器中，它都有时是驱动力，有时是阻力。D8 .风力发电机中的叶轮受到流动空气的作用力，此力在机械中属于。A）驱动力；B）生产阻力；C）有害阻力；D）惯性力。A9. 在空气压缩机工作过程中，气缸中往复运动的活塞受到压缩空气的压力，此压力属于。A）驱动力；B）生产阻力；C）有害阻力；D）惯性力。B10. 考虑摩擦的转动副，不论轴颈在加速、

4、等速、减速不同状态下运转，其总反力的作用线 切于摩擦圆。A）都不可能；B）不全是；C）一定都；D）无法判断。C11. 图示直径为d的轴颈1与轴承2组成转动副，摩擦圆半径为，载荷为Q，驱动力矩为Md，欲使轴颈加速转动，则应使 。A） M d =Q ； B） M d Q ； C） M d = Q ； D） M d Q：2 2D12. 图示轴颈1与轴承2组成转动副，细实线的圆为摩擦圆，运动着的轴颈 1受着外力（驱动力）Q的作用，贝峙由颈1应作运动。A）等速；B）加速；C）减速；D）自锁。A13. 设计一直动从动件盘形凸轮，当凸轮转速及从动件运动规律v二v s不变时，若fax由40减小到20,则凸轮尺

5、寸会。(A)不能确定；(B)减小；(C)不变。(D)增大D14. 对于转速较高的凸轮机构，为了减小冲击和振动，从动件运动规律最好采用运动规律。(A)等速；(B)等加速等减速；(C)正弦加速度；(D)余弦加速度。C15. 若从动件的运动规律选择为等加速等减速运动规律、简谐运动规律或 正弦加速度运动规律，当把凸轮转速提高一倍时，从动件的加速度是原来的倍。(A)1 ； (B)2 ； (C)4 ； (D)8。C16. 对能正确啮合传动的渐开线直齿圆柱齿轮必须满足 。(A)齿形相同；(B)模数相等，齿厚等于齿槽宽；(C)模数相等，压力角相等;(D) 压力角相等，全齿高相等。C17. 齿轮齿廓上的渐开线在

6、 上的压力角、曲率半径最小。(A)齿根圆；(B)基圆；(C)分度圆；(D)齿顶圆。B18. 渐开线齿轮的齿廓离基圆越远，渐开线压力角就 。(A)越大；(B)越小；(C)趋近于20 ； (D)趋近于90。A19. 一对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合线切于 。(A)两分度圆；(B)两基圆；(C)两齿根圆；(D)两节圆。B20. 渐开线直齿圆柱标准齿轮是指的齿轮。(A) 分度圆上模数和压力角为标准值；(B) 节圆等于分度圆；(C) 分度圆上齿厚等于齿槽宽，而且模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数 均为标准值；(D) 模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数均为标准值。C21 为保证一对渐开线齿轮可靠地连续定传动比

7、传动，应使实际啮合线长度基节。(A)大于；(B)等于；(C)小于；(D)没关系。A22. 计算机构自由度时，若计入虚约束，则机构自由度就会 (A)增多；(B)减少；(C)不变；(D)无法确定。B23. 原动件的自由度应为。(A) -1 ； (B)+1 ； (C)0； (D)无法确定。B24. 高副低代中的虚拟构件及其运动副的自由度应为 。(A)-1 ； (B)+1 ； (C)0； (D)6。A25. 要将一个曲柄摇杆机构转化成双摇杆机构，可以用机架转换法将。(A)原机构的曲柄作为机架；(B)原机构的连杆作为机架；(C)原机构的摇杆作为机架；(D)不能成为双摇杆机构。C26 .铰链四杆机构中若最

8、短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时， 则机构中。A) 一定有曲柄存在；B) 一定无曲柄存在；C)是否有曲柄存在还要看机架是 哪一个构件；(D)是否有曲柄存在还要看最短杆是哪一个构件。B27.连杆机构行程速比系数是指从动杆反、正行程 。A)瞬时速度的比值；B)最大速度的比值；C)平均速度的比值；(D)最小速度 的比值。C28 .机器运转出现周期性速度波动的原因是 。(A) 机器中存在往复运动构件，惯性力难以平衡；(B) 机器中各回转构件的质量分布不均匀；(C) 在等效转动惯量为常数时，各瞬时驱动功率和阻抗功率不相等，但其平 均值相等，且有公共周期；(D) 机器中各运动副的位置布置不合理。

9、C29. 机器中安装飞轮的一个原因是为了 。(A) 消除速度波动；(B) 达到稳定运转；(C) 减小速度波动；(D) 使惯性力得到平衡，减小机器振动。C30. 为了减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在 。(A) 等效构件上；(B) 转速较低的轴上；(C) 转速较高的轴上；(D) 机器的主轴上。C二、填空题1. 机构中的局部自由度是指不影响输入与输出件 的自由度。 运动关系2. 机构的自由度是指机构具有确定运动时必须给定的 。 独立运动数目3. 机构中的虚约束是指在特定的几何条件下，机构中不能起 作用的约束。独立限制运动4. 机构具有确定的相对运动条件是原动件数 机构的自由度。 等于5. 在平面机构中

10、若引入一个低副将引入 个约束。2个6. 组成机构的要素是构件和运动副， 构件是机构中的 单元体。 运动7在机构运动分析图解法中，影像原理只适用于已知同一构件上二点速度或加速度求的速度和加速度。求第三点8当求机构的不互相直接联接各构件间的瞬心时，可应用 来求。三心定理9当两构件组成转动副时，其速度瞬心在 处。转动副中心10. 速度瞬心法不能用于平面机构的 。加速度分析11. 当两构件组成纯滚动的咼副时，其瞬心就在 。接触点12. 相对瞬心与绝对瞬心的相同点是 。相对速度为零13. 设螺纹的升角，接触面的当量摩擦系数为fv，贝U螺旋副自锁的条件是。 - arctan fv14. 机械中三角带传动传

11、动用得更为广泛，从摩擦角度来看，其主要原因是属槽面摩擦性质，当量摩擦系数较平面摩擦系数大，因此三角带比平型带传递更大的力15. 设机器中的实际驱动力为 P，在同样的工作阻力和不考虑摩擦时的理想驱动力为Po，则机器效率的计算式是二。匚=,P0P16. 在四杆机构中 Iab =40mm，Ibc =40mm， Icd =60mm，丨 ad = 75mm，AD为机架，该机构是 。双摇杆机构17. 当铰链四杆机构各杆长为：a = 50mm，b = 60mm，c=70mm，6 = 30mm。则四杆机构就。双曲柄机构18. 通常压力角：是指在力的作用点处速度方向与 间所夹锐 角。该点受力方向。19. 一对心

12、式曲柄滑块机构，若以滑块为机架，则将演化成机 构。移动导杆20. 在摆动导杆机构中，导杆摆角=30，其行程速度变化系数 K的值为。1. 421 .对心曲柄滑块机构曲柄长为a，连杆长为b，则最小传动角 min等于。aarccosb22.铰链四杆机构具有急回特性时其极位夹角二值。大于023 .偏置曲柄滑块机构具有急回特性时其极位夹角二值。大于024. 摆动导杆机构具有急回特性时其极位夹角 二值。大于025. 在推程过程中，对凸轮机构的压力角加以限制的原因是 、 改善受力情况。提高机械效率26. 设计滚子从动件盘形凸轮机构时，与滚子相包络的凸轮廓线称为。实际27. 在直动滚子从动件盘形凸轮机构中，凸

13、轮的理论廓线与实际廓线间的关系是。等距曲线28 .平底从动件盘形凸轮机构中，凸轮基圆半径应由凸轮廓线全部 来决定外凸的条件29.在偏置直动从动件盘形凸轮机构中，当凸轮逆时针方向转动时，为减小机构压力角，应使从动件导路位置偏置于凸轮回转中心的 侧右30 .直动从动件盘形凸轮的轮廓形状是由从动件的运动规律、从动件的导路位置与从动件的端部结构型式决定的。基圆大小；31 .凸轮机构中，使凸轮与从动件保持接触的方法有力封闭法和 两种。几何封闭法32. 凸轮机构中，从动件根据其端部结构型式，一般有滚子从动件；平底从动件和等三种型式。尖端从动件33. 用图解法设计滚子从动件盘形凸轮轮廓时，在由理论轮廓曲线求

14、实际轮廓曲线的过程中，若实际轮廓曲线出现尖点或交叉现象， 则与的选择有关。滚子半径34. 渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是两轮的 相等。 模数和压力角35. 共轭齿廓是指一对满足 的齿廓。啮合基本定律36. 当一对渐开线直齿圆柱齿轮传动的重合度太小且要求中心距保持不变，传动比不变时，可采取增加齿数 的办法来提高重合度。减少模数37. 标准齿轮除模数、压力角、齿顶高系数和顶隙系数为标准值外，还应当满足的条件是分度圆上的 。齿厚等于齿槽宽38. 当两外啮合直齿圆柱标准齿轮啮合时，小齿轮轮齿根部的磨损要比大齿轮轮齿根部的磨损。大39. 对渐开线直齿圆柱齿轮传动，其啮合角的数值与 上的 压力角总是相

15、等。节圆40. 用范成法切制渐开线齿轮时，为了使标准齿轮不发生根切，应满足被切齿轮的齿数。大于最少齿数41 .齿条刀具与普通齿条的区别是具有刀刃的齿条且刀具齿顶高 为。(h； +c* m42. 渐开线直齿圆柱齿轮传动的主要优点为具有 和轮齿间正 压力的大小和方向始终不变。中心距可变性43. 已知一斜齿圆柱齿轮的齿数z=24，螺旋角=12，则它的当量齿数zv 二 。25. 6444. 斜齿轮在上具有标准数和标准压力角。法面45. 在斜齿圆柱齿轮传动中，为不使轴向力过大，一般采用的螺旋角8 1546. 直齿圆锥齿轮的当量齿数 j二。zcos 47. 对直齿圆锥齿轮传动的正确啮合条件是在大端面上 相

16、 等。模数、压力角48. 若两轴夹角为90的渐开线直齿圆锥齿轮的齿数为：zi = 25 , Z2 =40 , 则小齿轮的分度圆锥角二。32. 00549. 在周转轮系中，行星齿轮的动轴线所在的构件称为 。行星架50. 组成周转轮系的基本构件有：中心轮，行星轮和 。行星架51. 所谓定轴轮系是指齿轮的轴线相对机架的。都是固定52. 静平衡只需在 平衡平面中增减平衡质量。1个53. 回转构件的轴向宽度b和直径D之比-符合条件的回转D 构件，只需满足静平衡条件就能平稳地回转。小于等于0. 254. 动平衡只需在 平衡平面中增减平衡质量。2个55. 设某机器的等效转动惯量为常数，作变速稳定运转的条件是

17、一个运动周期，驱动功。等于阻抗功56. 用飞轮进行调速时，若其它条件不变，则要求的速度不均匀系数越小，飞轮的转动惯量将越。大57. 机器中安装飞轮的原因，一般是为了调节周期性 。速度波动58 .在机器稳定运转的一个运动循环中，运动构件的重力作功等于。零59.某机器的主轴平均角速度 m =100rad/s，机器运转的速度不均匀系数-=0.05，则该机器的最大角速度 max等于r a/cS。102. 560在满足同样的速度不均匀系数条件下，为了减小飞轮的转动惯量，应将飞轮安装在轴上。高速三、计算题1 计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链、局部自由度和 虚约束。解：n =6 （1 分）P

18、l =8 （ 1 分）Ph = 1 （ 1 分）F =3n - 2Pl Ph =3 6 - 2 8 1 =1 （2 分）2 计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链、局部自由度和 虚约束。n =7,Pl =9, Ph =2,F =1,B为局部自由度；C（或D）为虚约束；G为复合铰链3 计算图示机构的自由度，并在图上指出其中的复合铰链、局部自由度和 虚约束。n 6 ,Pl =8 , pH =1F =3n ：2 pL pH =3 6 12 8 1 = 14 .在图示轮系中，已知各轮的齿数 Z1 =17 , Z2 = 23 , Z3 = 60 , z? 3 =20 ,z4 =40 , nB

19、=200r / min，转向如图示。试求轴 A转速nA的大小和方向。y-r7777解：构件1、2、2、3、B组成行星轮系（1分）B为系杆，构件3、4组成定轴轮系。（1分）i43Hi13Z3Z41769r23 60z z217 20Z2Z3转向与nB相同。j5 （2 分）19,（3 分）（2 分）（17 I（17 I门4 = 0.5n. = 0.5门3 = -0.5 1 + = -0.5 1 + ix 200 = 124.64r / min （2I 69丿i 69丿分）方向与nB相反（1分）5 .在图示轮系中，已知各轮齿数为 Z1 =引=60 , Z2 = Z5 = 20 , z2 = z5 =

20、 30 ,Z3二乞=70，试求传动比血。1、2、2、3、4组成行星轮系（1分）4、5、5、6组成定轴轮系。（1分）-4i134n3门1_门4 Z2Z3门3 _ 门4Z1Z220 70 _ 760 30 _ 9（4 分）i14n1n429（ 2 分）门4 _ Z5Z6 _ 20汉 70 _ 7i46n6乙z56030 9i16 瓷14“9 9=0.173（2 分）6.图示轮系中，已知Z1= 24，Z2= 26，Z2= 20 ,Z3= 30，Z3= 26，Z4= 28， nA =1000r /min，求nB的大小及方向。解:2131LU A777构件1、2、2、3、A组成周转轮系（1分）构件3、4

21、组成定轴轮系（1 分）3124 203A43An1n3nA500013n4n3Z3Z230 2613（4 分）13（1 分）r /min （1 分）買Z3Z426132814（2 分）135000=n41413= 357.14r/min（1 分）方向与nA相反。（1分）7 在一对渐开线直齿圆柱齿轮传动中，主动轮中心距 a =126mm，勺=17， z2 =25，: =20， h； =1（1）确定模数m ;1作逆时针转动。已知标准，c* =0.25，要求：(2) 选择适当长度比例尺画图，确定理论啮合线Nd?位置;(3) 在图上标出节点P和啮合角；(4) 确定齿顶圆半径rai， 02 ；(5)在图

22、上标出齿顶压力角aa1 ,aa2 (以中心角表示)；(6)确定实际啮合线B1B2位置;(7)求重合度解：(1)确定模数2a乙-Z2(有关尺寸可直接由图上量取)。m ；2 1266mm （2 分）1725(2)选择适当长度比例尺画图，确定理论啮合线N1N2位置;1 1r1mz16 17 = 51mm2211r2mz26 25 二 75mm22rb1 = r,c0 =51 cos20 = 47.92mmrb2 二 a cos ： -75 cos20 = 70.48mm （4 分）（3）在图上标出节点P和啮合角:；（ 3 分）（4）确定齿顶圆半径ra1 , ra2 ；ra1 = r1 mha =51

23、6 1 = 57mm* mha = 75 6 1 = 81mm （ 2 分）(5)在图上标出齿顶压力角aa1 , a (以中心角表示)；(2 分)(6)确定实际啮合线B1B2位置；(2 分)(7)求重合度；(有关尺寸可直接由图上量取)。(3 分)B1B2B1B2=1 44Pb 6- cos20O1烁J52EE8.已知一对渐开线直齿圆柱标准齿轮传动，m=6mm, ? =20 , ha =1 ,*c =0.25 , zi =27 , z2 =104 ,（1）计算两齿轮的分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、分 度圆齿厚和齿槽宽；（2）计算标准中心距、啮合角和顶隙；（3）若实际中心距比标准中

24、心距大6mm,保证无侧隙啮合，计算啮合角和 两齿轮的节圆半径。解：（1）d mz, =6 27 = 162mmd2 =mz2 =6 104 = 624mmda1 =d1 2h；m =162 2 1 6=174mmda2 = d2 2h；m =624 2 1 6 = 636mmdf1 二d1 -2 入 c* m =162 -21 0.25 6 =147mmdf2 =d2 -2 1 AC B_ BCC D _CDaE =ac,n,+ aEC +taEC大小？VV?方向水平VE C_CEac pc%t,acBn2a ,tacD -n 3Ca,aEC - ittnnJan4ea, aE = ped2.

25、 (15分)图示为一铰链四杆机构的运动简图、速度多边形和加速度多边 形。要求：(1) 根据两个矢量多边形所示的矢量关系，标出多边形各杆所代表的矢量， 并列出相应的矢量方程；(2) 求出构件2上速度为零的点以及加速度为零的点。图中pb代表vB （1分）pc代表Vc （ 1分）be代表Vcb （1分）Vc = Vb Vcb （ 2 分）图中二b 代表aB （1分） 二e 代表ac （1分）bn?代表 a；B （0.5 分）n2e 代表 aCB （0.5 分） n3 代表 aCD （0.5 分）gc 代表 a；D （0.5 分）ac=aBa；B = a；D a；D （2 分）作 BCE bep ,

26、vE =0 （2 分）作-BCF 4c 二，aF =0 （2 分）3. （15分）在图示机构中，已知各构件的尺寸，1 =60 ,构件1的角速度r等于常数，试用矢量方程图解法求：Vc , ac ; （2） 2 , 2 ；Ve ,aE。一、速度分析VB = I AB1Vc = Vb + Vcb （ 2 分）大小 ？IabY ？方向 水平_ AB _ BC2 =纽，顺时针方向（1分）1 BC用影像法求vE （ 1分）、加速度分析aB=1 AB1 ,n2aCB - 1 BC（1 分）ac = 3b + acB + acB （2 分）大小 ？ VV?方向 水平B； A C ； B _ BC用影像法求3e

27、（ 1 分）t=-3cb，逆时针方向（1分）1 BC（3 分）（3 分）4. （15分）已知铰链四杆机构机架长度I ad = 30mm ;其它两个连架杆长度分别为 b =20mm , Icd =40mm，冋：（1）其连杆BC的长度须满足什么条件才能使该四杆机构为曲柄摇杆机构；（6分）（2）按上述各杆长度并选Ibc =35mm，用适当比例尺画出该机构可能出现最小传动角的位置，并在图上标出min。（ 9分）（1）当Ibc为最长杆时，要使机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列条件：20+1BC w 30+4040mmlBC w 50mm （3 分）当lCD为最长杆时，要使此机构成为曲柄摇杆机构还应满足下列

28、条件：20+40w 30+Ibc , 30mmw Ibc 40mm （3 分）（作图ABCD得4分），（作图AB2C2 D得2分），（作图ABQD得3分）5. （15分）在图示铰链四杆机构中， 已知a=100mm，b=300mm，200mm，（1）若此机构为曲柄摇杆机构，试求d的取值范围；（2）若以a为原动件，当d =250mm时，用作图法求该机构的最小传动角min的大小。如使该机构成为曲柄摇杆机构，若d : b，贝U a b 乞 c d , 100 300 乞 200 d , 200mm 乞 d 300mm （3 分） 若d . b，则 a d mb c , 100 d 乞300 200 ,

29、 300 乞 d 400 （3 分） 得200 Ed 空400 （1 分）当d = 250mm时，作图得机构最小传动角为min =26 （2分）（作图ABCD得3分，作图AB1C1D得3分）6. （15 分）在铰链四杆机构中，已知 l AB =30mm，Ibc =110mm，Icd =80mm，Iad =120m m，构件1为原动件。（1）判断构件1能否成为曲柄;（2）用作图法求出构件3的最大摆角- max ；（3）用作图法求出最小传动角min ；（4）当分别固定构件1、2、3、4时，各获得何种机构?l! + l2=150mml2 + l4=190mm,且构件mb为连架杆，所以构件1能成为曲柄（3分）最大摆角- max如图示。（4分）如图，当机构处于AB C D位置时有最小传动角 min - BC D= min（ 4 分） 当固定构件1时，得双曲柄机构（1分）当固定构件2时，得曲柄摇杆机构（1分）当固定构件3时，得双摇杆机构（1分）