华东理工大学机械原理（本）期末复习题及参考答案

机械原理（本）期末复习题1

一、单选题（共5题，每题2分，共10分）

1.刚性转子的动平衡是使（）。

A.惯性力合力为零；

B.惯性力合力偶矩为零；

C.惯性力合力为零，同时惯性力和力偶矩也为零。

2.钱链四杆机构有曲柄存在的必要条件是（）

A.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和

E.最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和

C.以最短杆为机架或以最短杆相邻的杆为机架

3.不发生根切的渐开线标准直齿圆柱外齿轮的齿根圆（）大于基圆。

A.一定；B.不一定；C.一定不。

4.当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角（）.

A.为0°B.为90°

C.与构件尺寸有关

5.机构具有确定运动的条件是（）.

A.机构自由度数小于原动件数.

B.机构自由度数大于原动件数.

C.机构自由度数等于原动件数.

二、填空题（共10题，每题2分，共20分）

1.组成机构的要素是和;构件是机构中的单元体。

2.组成周转轮系的基本构件有：,,o

3.凸轮轮廓的形状是由和决定的。

4.在对机构进行动态静力分析时,来求各运

动副的反力和未知平衡力（矩）。

5.机器产生速度波动的主要原因是。速度波动的类型

有和两

种。前者一般采用的调节方法是,后者一般采用的调

节方法是O

6.周转轮系根据自由度不同可分为和，其自由度分别

为和O

7.齿轮传动的重合度是指：o

8.在设计滚子从动件盘状凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数改变上

应采取的措施是o

9.运动链与机构的区别是：。

10.具有的等效构件的动能等于原机构的动能，而作用于其上

的瞬时功率等于作用在原机构上的所有合外力在同一瞬时的

功率。

三、问答题（共5题，每题5分洪25分）

1.何谓机器运转的“平均转速”和运转速度”不均匀系数”？俗］是否选得越小越好?

2.计算图（a）中所示机构的自由度（注意：若运动链中存在复合钱链、局部自由度及虚约束

的情况，应明确指出）。

3.图示两个回转构件是否符合静平衡条件？是否符合动平衡条件？为什么？

m1=30

rrh=20

a)b).

4.测得一渐开线直齿圆柱标准齿茏，其压力角&=20。，6=1,基节为=23.62mm,齿顶

圆直径或=176mm；试问：（1）该齿轮的模数及分度圆半径是多少？（2）用齿条插刀加工该

齿轮能否发生根切？为什么？

5.图示偏心圆盘凸轮机构，圆盘半径R=50mm,偏心距e=25mm,当凸轮从图示位置顺时

针方向转过90度时，试问：（1）在该位置时，凸轮机构的压力角为多大？（2）在该位置

时，从动件的位移为多大？（3）该凸轮机构从动件的行程h等于多少？

四、计算题（共3题，每题15分，共45分）

1.如图所示，渐开线直齿圆柱标准齿轮1与标准齿条作无侧间隙的啮合传动。齿条的参数

a=20°,ha*=l,C*=0.25,m=8mm。图中Cl、C2为两对轮齿的啮合点。如齿条为主动件，

运动方向如图所示。现要求：（1）画出轮1的分度圆，并标出其半径门；（2）在图上标注出啮

合线（理论啮合线乂〜、起始啮合点8、终止啮合点B2）；（3）在齿轮1齿廓上标出将与齿

条2齿廓上的点A2相啮合的点Ai的位置（要求写出作图过程）；（4）就图上所量得的长度，

试粗算该齿条齿轮传动的重合度8的值。（比例根据模数和图中尺寸估算）

2.己知一直径为300mm,壁厚为H=10mm的薄壁圆盘，其上有两个附加质量A和B,位

置如图示；mA=6g、ITIB=8g、RA=RB=100mmo现要在该圆盘上半径Rc=120mm处钻

一孔，使构件达到静平衡，试求所钻孔的半径和位置（圆盘的密度为7.6g/cm3）

3.如图所示轮系中，各齿轮均为标准齿轮且模数相同，已知各轮的齿数为：zi=20,Z2=48,

Z2=20O试求轮3的齿数Z3及传动比ilHo

2

机械原理（本）期末复习题1_答案

一、单选题（共5题，每题2分，共10分）

1.刚性转子的动平衡是使（）o

A.惯性力合力为零；

B.惯性力合力偶矩为零；

C.惯性力合力为零，同时惯性力和力偶矩也为零。

★标准答案：C

2.钱链四杆机构有曲柄存在的必要条件是（）

A.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和

B.最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和

C.以最短杆为机架或以最短杆相邻的杆为机架

★标准答案：A

3.不发生根切的渐开线标准直齿圆柱外齿轮的齿根圆（）大于基圆。

A.一定；B.不一定；C.一定不。

★标准答案：B

4.当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角（）.

A.为0°B.为90°

C与构件尺寸有关

★标准答案：B

5.机构具有确定运动的条件是（）.

A.机构自由度数小于原动件数.

B.机构自由度数大于原动件数.

C.机构自由度数等于原动件数.

★标准答案：C

二、填空题（共10题，每题2分，共20分）

1.组成机构的要素是和;构件是机构中的单元体。

★标准答案：1.构件2运动副3运动！；

2.组成周转轮系的基本构件有：,,o

★标准答案：1.太阳轮2行星轮3系杆（行星架）；

3.凸轮轮廓的形状是由和决定的。

★标准答案：1.圆半径2从动件运动规律；

4.在对机构进行动态静力分析时,来求各运

动副的反力和未知平衡力（矩

★标准答案：1.应计入各构件的惯性力；

5.机器产生速度波动的主要原因是。速度波动的

类型有和两种。前者一般采用的

调节方法是,后名一般采用的调节方法是

★标准答案：1.输入功不等于输出功2周期性3非周期性;4.飞轮;5.调速器；

6.周转轮系根据自由度不同可分为和，其自由度分别

为和0

★标准答案：1.差动轮系;2.行星轮系;3.2;4.1;

7.齿轮传动的重合度是指：____________________________________________________

★标准答案：1.实际啮合线长度与基圆齿距的比值；

8.在设计滚子从动件盘状凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象，则在尺寸参数改变上

应采取的措施是。

★标准答案：1.增大基圆半径或减小滚子半径；

9.运动链与机构的区别是：。

★标准答案：1.机构中有作为机架的固定构件，而运动链则没有；

10.具有的等效构件的动能等于原机构的动能，而作用于其上

的瞬时功率等于作用在原机构上的所有合外力在同一瞬时的

功率。

★标准答案：1.等效转动惯量2等效力矩；

三、问答题（共5题海题5分洪25分）

1.何谓机器运转的“平均转速''和运转速度”不均匀系数”？俗］是否选得越小越好？

★标准答案：机器运转的“平均转速”是指一个周期内等效构件转动速度的平均值。在实际

工程中，常近似的用其算术平均值来计算。运转速度“不均匀系数”是指速度波动的幅度与

平均值之比，即8=（（Omax-（Omin）/（Omo许用的同不是越小越好，要根据不同类型的机械提出

不同的要求

2.计算图（a）中所示机构的自由度（注意：若运动链中存在复合较链、局部自由度及虚约束

的情况，应明确指出）。

★标准答案：图⑶:B处滚子为局部自由度，E、D之一为虚约束，H为复合钱链;

F=7x3-9x2-2xl=l

3.图示两个回转构件是否符合静平衡条件？是否符合动平衡条件？为什么？

m产30

TF9

10J

i5l,右!!^

—0m3=4

m2=20m，=4

a）b)~

★标准答案：

图a所示转子符合静平衡条件，但不符合动平衡条件〃

力舌=30x4-20x6=0,

但惯性力偶矩不等于0。，

图b所示转子符合动平衡条件，

2-^^=4x15-10x10+4x10=0

期与的惯性力合力与瑕惯性力等值共线反向。“

惯性力偶矩等于0。~

4.测得一渐开线直齿圆柱标准齿轮，其压力角仪二20。，6=1,基节热=23.62mm,齿顶

圆直径4=176mm；试问：（1）该齿轮的模数及分度圆半径是多少？（2）用齿条插刀加工该

齿轮能否发生根切？为什么？

★标准答案：

=71WCOS0；

⑴因为：…为或=制3+2父）

所以：m=8mm,z=20,

r--mz--x8x20=80

22

Z>Z

⑵m”，丕根切。〃

5.图示偏心圆盘凸轮机构，圆盘半径R=50mm,偏心距e=25mm,当凸轮从图示位置顺时

针方向转过90度时，试问：（1）在该位置时，凸轮机构的压力角为多大？（2）在该位置

时，从动件的位移为多大？（3）该凸轮机构从动件的行程h等于多少？

★标准答案：（1）30度

⑵25便-1）=183加

（3）h=50

四、计算题（共3题海题15分，共45分）

1.如图所示，渐开线直齿圆柱标准齿轮1与标准齿条作无侧间隙的啮合传动。齿条的参数

a=20。,ha*=l,C*=0.25,m=8mmo图中Cl、C2为两对轮齿的啮合点。如齿条为主动件，

运动方向如图所示。现要求：（1）画出轮1的分度圆，并标出其半径口；（2）在图上标注出啮

合线（理论啮合线乂乂、起始啮合点Bi、终止啮合点B2）;（3）在齿轮1齿廓上标出将与齿

条2齿廓上的点Az相啮合的点Ai的位置（要求写出作图过程）；（4）就图上所量得的长度，

试粗算该齿条齿轮传动的重合度£的值。（比例根据模数和图中尺寸估算）

⑴从齿条齿距P=25・l3nlm知W=，/TI=81NM由

s="fi/2得到中线及小，

（2）M、/、4、员见图；~

⑶4位置见图；，

（4）£=&&/（痴co$a）=41/23617=1.736“

2.己知一直径为300mm,壁厚为H=10mm的薄壁圆盘，其上有两个附加质量A和B,位

置如图示；mA=6gsrr）B=8g、RA=RB=100mmo现要在该圆盘上半径Rc=120mm处钻

一孔，使构件达到静平衡，试求所钻孔的半径和位置（圆盘的密度为7.6g/cm3）

★标准答案：偏心质量A、B产生的质径积分别为:IBARA=600g.mm,方向:与水平正方向

（即x轴正方向）成135。；mBRB=800g.mm,方向:与水平正方向（即x轴正方向）成45。；

质径积矢量和大小为lOOOg.mm,方向:如图所示

所以为平衡偏心质量A、B产生的离心惯性力，需要在y轴正方向右偏8.13度，Rc=120

mm处挖孔，其质径积为:mRc=1000g.mm,即

2式中，，

pirrHRc=1000,

3

p=7.6g/cm,H=10mm,Rc=120mm

求得上式中r=5.91mm。所以，所钻孔的半径为5.91mm,位置为y轴正方向右偏8.13度。

3.如图所示轮系中，各齿轮均为标准齿轮且模数相同，已知各轮的齿数为：z,=20,Z2=48,

Z2=20o试求轮3的齿数Z3及传动比ilH。

★标准答案：

①根据图中可知，有如下关系成立：--彳=/*3-方,

由于所有齿数模数均相同，g川二2-；g=J帆二3-J吟“

带入齿数可以解得：=3=48”

②由图中可知，整个轮系为一单一平面周转轮系：珞=纥迎=+2

w3—11H-1-2,

现轮3固定不动,故：&:见=_2+1=1一七二竺四~

-nHfitj20x20

解得：加=-4.76说明轮1与系杆H的转向相反。

机械原理（本）期末复习题2

一、单选题（共5题，每题2分，共10分）

1.蜗杆的标准模数是指（）模数。

A.端面；B.法面；C.轴面。

2.机构中只有一个（）.

A.闭式运动链B.原动件C.从动件D.机架

3.与其它机构相比，凸轮机构最大的优点是（）。

A.可实现各种预期的运动规律；

E.便于润滑；

C.制造方便，易获得较高的精度；

D.从动件的行程可较大。

4.较链四杆机构有曲柄存在的必要条件是（）

A.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和

B.最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和

C.以最短杆为机架或以最短杆相邻的杆为机架

5.当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（）确定的运动.

A.有B.没有C.不一定.

二、填空题（共10题，每题2分，共20分）

I.机器产生速度波动的主要原因是。速度波动的类型有

和两种。前者一般采用的调节方法

是，后者一般采用的调节方法是。

2.渐开线齿轮的可分性是指：o

3.机构具有确定运动的条件是：o

4.在机械中安装飞轮的目的是和°

5.在机械运转的启动阶段，总驱动功总阻力功；在停车阶段，总驱动功

总阻力功。

6.飞轮在机械中的作用，实质上相当于一个o

7.蜗杆传动时齿面间相对滑动速度V与蜗杆圆周速度Vi蜗轮圆周速度V2的关系为：

8.当采用法切制渐开线齿轮轮廓时，可能会产生根切,

9.移动副的自锁条件是，转动副的自锁条

件是O

10.机构要能够运动，自由度必须机构具有确定相对运动的条

件是________________________.

三、问答题（共5题，每题5分洪25分）

1.求图示机构的所有速度瞬心，并用瞬心法求构件3的角速度。

2.在渐开线直齿圆柱标准齿轮中，基圆是否一定小于齿根圆，试论述两者之间相对大小关

系的变化规律。

3.在图示凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过90。时凸轮机构的压力角

4.分析图示运动链，说明是否满足曲柄存在的条件，如何选择机架才能使其分别构成双曲

柄机构、双摇杆机构和曲柄摇杆机构。

5.计算图示机构的自由度，并画出该机构的全部速度瞬心。

四、计算题（共3题，每题15分，共45分）

1.在如图轮系中，己知各轮齿数为：Zi=Zi=40,Z2=Z4=30,Z3=Z5=100O试求传动比i|Ho

2.图示为等效力矩在稳定运动的•个周期中的变化规律，运动周期为2兀。设等效驱动力

矩Md为常数，等效构件（主轴）的平均转速加二300r/min,许用速度不均匀系数3=0.05。若

机器中除飞轮以外的构件的等效转动惯量均略去不计，试求：（1）等效驱动力矩Md；（2）

nmax与nmin出现的位置；（3）安装在主轴上的飞轮转动惯量JF。

3.一对渐开线直齿标准齿轮齿条传动，齿轮齿数Z=30,模数m=5mm,试求：齿轮的分度

圆直径、节圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、基圆齿距、分度圆齿距；齿条

的齿顶高，齿根高、全齿高；按1；1的比例作图，在图上标出理论啮合线N|N2及实际啮

合线8B2,并量取B1B2的长度估算重合度£;在图上标出单齿哦合区和双齿啮合区，计算

单齿啮合和双啮合的比例各是多少。

机械原理（本）期末复习题2一答案

一、单选题（共5题，每题2分，共10分）

1.蜗杆的标准模数是指（）模数。

A.端面；B.法面；C.轴面。

★标准答案：C

2.机构中只有一个（）.

A.闭式运动链B.原动件C.从动件D.机架

★标准答案：D

3.与其它机构相比，凸轮机构最大的优点是（）。

A.可实现各种预期的运动规律；

B.便于润滑；

C.制造方便，易获得较高的精度；

D.从动件的行程可较大。

★标准答案：A

4.钱链四杆机构有曲柄存在的必要条件是（）

A.最短杆与最长杆长度之和小于或等于其他两杆长度之和

B.最短杆与最长杆长度之和大于其他两杆长度之和

C.以最短杆为机架或以最短杆相邻的杆为机架

★标准答案：A

5.当机构的原动件数目小于或大于其自由度数时，该机构将（）确定的运动.

A.有B.没有C.不一定.

★标准答案：B

二、填空题（共10题海题2分，共20分）

1.机器产生速度波动的主要原因是。速度波动的

类型有和

两种。前者一般采用的调节方法是

，后者一般采用的调节方法是

★标准答案：1.输入功不等于输出功2周期性3非周期性;4.飞轮;5.调速器；

2.渐开线齿轮的可分性是指：____________________________________________

★标准答案：1.中心距的改变不影响传动比；

3.机构具有确定运动的条件是：____________________________________________

★标准答案：1.机构的自由度大于零，且等于原动件数；

4.在机械中安装飞轮的目的是和o

★标准答案：1.储存能量2释放能量；

5.在机械运转的启动阶段，总驱动功总阻力功；在停车阶段，总驱动功

总阻力功。

★标准答案：1.大于；2.小于；

6.飞轮在机械中的作用，实质上相当于一个o

★标准答案：1.储能器；

7.蜗杆传动时齿面间相对滑动速度V答案：与蜗杆圆周速度V蜗轮圆周速度V2的关系

为:O

★标准答案：1.；V二府而

8.当采用法切制渐开线齿轮轮廓时，可能会产生根切c

★标准答案：1.范成；

9.移动副的自锁条件是，转动副的自锁

条件是o

★标准答窠：1.传动角小于摩擦角或当量摩擦角2外力作用线与摩擦圆相交或柑切;

10.机构要能够运动，自由度必须机构具有确定相对运动的条

件是.

★标准答案：1.大于或等于12机构原动件数目与机构自由度数相等；

三、问答题（共5题海题5分，共25分）

1.求图示机构的所有速度瞬心，并用瞬心法求构件3的角速度

★标准答案:

2.在渐开线直齿圆柱标准齿轮中，基圆是否一定小于齿根圆，试论述两者之间相对大小关

系的变化规律。

★标准答窠：

在渐开线直齿圆柱标准齿轮中，基圆不一定小于齿根圆。~

基阿真径4=mzcosa

齿根圆直径：df-d-2hf=mz-2.5m

当4="/时，则有mzcosa=/〃二一2.5加；因此：z=———=41.45»

l-cosa

当■时，R!|Wmzcosa<mz—2.5m；因此：z>41.45»

当4>当时，则有咤cosa>/wz-2.5阳；因此：z<41.45,

因此，当z242时，基圆小于齿根圆；~

当zW41时，基圆大于齿根圆：~

3.在图示凸轮机构中，画出凸轮从图示位置转过90。时凸轮机构的压力角口。

★标准答案：（1）画出转过90。的位置。（2）标出压力角a。

4.分析图示运动链，说明是否满足曲柄存在的条件，如何选择机架才能使其分别构成双曲

柄机构、双摇杆机构和曲柄摇杆机构。

★标准答案：因最长杆与最短杆之各小于其它两杆长度之和，故满足曲柄存在的条件。AD

为机架构成双曲柄机构，BC为机架构成双摇杆机构，CD或AB为机架构成曲柄摇杆机

构。

5.计算图示机构的自由度，并画出该机构的全部速度瞬心。

★标准答案:F=3*3-2*4=l,

四、计算题（共3题，每题15分，共45分）

1.在如图轮系中,已知各轮齿数为：Zi=Zr=40,Z2=Z4=30,Z3=Z5=1001,试求传动比i】H。

★标准答案：

z15=1-4=1-(-2.5)=3.5

"%=(珥-%)/(〃

盘=-2.5=i/3.5-nHy

%

.%

,•l\H-=24.5/12=2.04

71H

2.图示为等效力矩在稳定运动的一个周期中的变化规律，运动周期为2兀。设等效驱动力矩

Md为常数，等效构件（主轴）的平均转速愠二300r/min,许用速度不均匀系数6=0.05。若机

器中除飞轮以外的构件的等效转动惯量均略去不计，试求：（1）等效驱动力矩Md；（2）

nmax与nmin出现的位置；（3）安装在主轴上的