机械原理试题

机械原理试题1

专业姓名学号成绩—

一.填空题

1.绕质心作变速转动的构件，其惯性力________，惯性力偶矩等于°

2.方牙螺纹的使动效率比三角螺纹,而从自锁的观点分析，三角螺纹联接比方牙螺纹联接自锁。

3.回转体的静平衡条件是,动平衡条件是»

4.双方向联轴节主动轴与从动轴能恒等速传动的条件1),2)___________________o

5.设计滚子从动件盘形凸轮廓线时，若发现工作廓线有变尖现象时，则在尺寸参数上应采取的措施是1),2)

6.正变位是指,正传动是指。

7.用标准齿条刀具加工标准齿轮产生根切的原因是o

8.在斜齿圆柱轮传动中，除r用变位方法来凑中心距外，还可用来凑中心距。

9.圆锥齿轮传动的正确啮合条件是：。

10.工作褥环图通常有如下三种形式：1)2)3)

计算驾示机构的自由度并确定机构的级别。所拆的杆组需画图表示，并指出该基本杆组的级别。

题图l-2a

三.某机械系统以其主轴为等轴构件，已知主轴稳定运转•个周期的等效阻力矩变化情况如图所示，平均角速度外=40rad/s,等效驱动

力矩为常数，运转不均匀系数方=1/40,不计飞空以外构件的转动惯量，试计算装我主轴上的飞轮转动惯量,F。

题图1-3

四.已知机构的位置，尺寸如图所示，句=20rad/s,用矢量方程图解法求构件2、3的角速度切力外及角加速度%%。（要

5=0.05（吗4=/包。

求：写出必要胸矢量方程式,并在方程式下面分析各矢量的大小及方向c否则,不给分C）:规定：

mm:mm

题图l-4a

五.图示为一凸轮连杆机构，凸轮为主动件，滑块上作用有工作阻力Q=50（W,各转动副处的摩擦圆用虚线圆表示，滑动摩擦角

°='5°,试求：

1）在简图上画出各运动副反力作用线，并标注清楚字符及方向；

“F=^0（——）

2）取力比例尺mm,画力多边形；

3）求出图示机构位置时需要的驱动力矩皿的大小及方向。

题图l-5a

六.设计•偏置曲柄滑块机构。已知曲柄长度’越=100mm.,偏距532mm,曲柄力8顺时针方向等速运动，g=100rad/s,当用9

杆位于9=3）时，滑块上较链点C的速度心=8m/s,水平向右。试求：

1）连杆长度5=?

2）当AB杆为主动件时，在图上标注出限=?

3）该曲柄滑块机构的行程速度变化系数4=?

题图1-6

七.用齿条刀具加工齿轮，刀具参数如下：槌数炉2mm,压力角C=20°,齿顶高系数'=J,径向间隙系数=。25,刀具

移动系数嗫=7.6mni/s,齿轮毛坯的角速度^=0.2rad/s,毛坯中心到刀具中线的距离工=4°mmo求：

1）被加工齿轮的齿数多？

2）变位系数总？

3）根圆半径0二?基圆半径“=?

八.在图示的轮系中，已知各轮齿数为zl=20,22=36,z2=1&z3=60fz3=z4=28,z5=14,/；l=60rpm（顺时针），

4=300rpm（逆时针）。试求轮5的转速叼的大小及方向。

一.填空

1.为零，一*Ca

2.高，容易

3.££=0：6=。，£M=0

4.两轴向角相等：主从动轴与中间轴位于同一平面内

5.加大基圆半径：减小基圆半径

6.一个齿轮的五＞°:一对传动齿轮的^+x2＞°

7.刀具的齿顶线超过「喷合极限点必

8.改变螺旋角B的大小

9.两轮大端上的m和a分别相等。

10.直线式工作循环图，圆周式工作循环图，直角坐标式工作循环图

二.解：

1)力=42=5Pk=1

.F=3n-2PL-J弓=1

2)高副低代，如图示

=奉，

O1级机构

【I级组

【1级组

题图l-2b

三.解：

1)确定尊效驱动力矩

M&2…%嗯＞

：.场山(Nm)

2)确定最大盈亏功

45251525

-—的WQ~+—柏W充;=+一西

44322

452050

=

也二-—糙W5-~~开；Wc"-畋=(

功的累积变化量为：

八.50、50

即尸0-(--^)--^F

/.44(Nm)

3)求,F

50

JF=与L=—J—=0982

4c(kgm2)

四.解：扩大构件3,以8点为重合点，

口产V

।)*/瞑3=%+g即

大小？叼AB?

方向LBD1AB//CE

以外一(m/s)/mm作速度多边形

.•.嚷=Av(P^3)~。・05x42=2.1(Ms)

/R旭?=Ay,Q03)=。05x13.5=0.675⑺两

方向B-D±BDB-ALCE//CE

式中：

aB2~②/“q=40

cinB3=与2j切=13.78

CLB332=t/我a次2=&&S

4=&

以所作加速度多边形

（逆时针）

五.解：

|）画出充运动副反力的作用线，如图所示

题图l-5b

2）以构件4为示力体：

333

号4+Q+%=0

以仃:20（N/m）画力封闭多边形

3）以2构件为示力体：

wwW

&2+R52+R12=0

©氏32=一五34

以同样的比例尺作力封闭多边形。

..R]2=bd・fi=55x20=1100（、）

Md--R0f.%：-1100^15^0014=-165（Nm）

（逆时针方向）

六.解：

1）作速度多边形RC上尻，连杆长度：=BC^=264

2）〜以如图所示，a版。=30。

犬="土

3）8=7。:.12/-8

七.解:

_rnz

TVZyy-XXQ)=-----Q)z=也=々口

1)v2ma>2x02

40-38,

-----------=1

2)vh-r^x'm

f

rf=y-/jJd'+c'-x]m

3)=38-0.5=37.5(mm)

“二rcosa=cos20O

2

:38乂09397:35.7036(mm)

八.解:

1)1-2-2'-3组成定轴轮系

iJ3=-失学=-6

zlz2

”=6

«3%3=20

2)3,-4-5-H组成差动轮系

H_.z必§_a_「

席Z3Z4705

-10+300

为+3005...%=-750甲由〃5与"1反向

题图1-8

机械原理试题2

专业________姓名学号成绩_________

一.填空

1.绕质心作等速转动的构件，其惯性力____;惯性力偶矩。

2.从效率观点出发，机器发生自锁的条件是。

3.在动平衡机上，进行刚形转子动平衡实验时，一股应在个平衡基面内进行。已经动平衡的转子(一定/不一定)满足静平衡

条件。

4.常用的间歇机构有1)、2)、3)»

5.凸轮的基圆半径越小，机构的结构就越____，但过小的基圆半径会导致压力角____,从而使凸轮机构的传动性能变______。

6.经过位变位的齿轮比标准齿轮的分度圆齿厚，齿顶厚，齿顶高.

7.在设计一对渐开线变位齿轮传动时，既希望保证标准顶隙，又希望无侧隙传动，故需采用

8.圆锥齿轮的齿廓是渐开线。

9.斜齿轮在______上具有渐开线齿形，在上具有标准模数和标准压力角。

10.工作循环图就是。

二.计算图示机构的自由度(指出复合校链，局部自山度及虚约束)并确定机构的级别，所拆的杆组需画图表示，并指出该基本杆组的组

别。

题图2-2a

三.设计曲柄摇杆机构。已知其行程速度变亿系数K=l.4,曲柄长LAB=30(mm),连杆长LBC=80(mm),摇杆的摆角以=40"。求：摇

杆长度LCD=?机架长度LAD=?

四.在图示的曲柄导杆机构中,已知曲柄长LEA=20(mm).LAB=30(mm),LCD=30(mm),£CM=20(mm),LDE=100(mm),主

动件/以等角速度转动，6>1=40(rad/s),方向如图。试用矢量方程图解法确定位置：①VM、；②①3、度3的大小及方向。4=0.002

(m/mm)

题图2-4a

五.图式为用力=0.001(m/mm)绘制的机构简图，已知圆盘9杠杆接触处的摩擦角。=30°,虚线圆为转动副的摩擦圆，悬挂点。处的

摩擦忽略不记设重物。=150(N),试用图解法求出在图示位置时需加在偏心圆盘上的驱动力矩Md的大小。

题图2・5a

六.现用〃尸10（mm）,d=20。，/G=l的齿条刀具切制Z=12的齿轮，试求：

I）不发生根切的变位量。

2）刀具变位加工后的齿轮分度圆齿厚，以及分度圆压力角。

3）如果要求此变位压轮与另一个齿轮采用零传动（高度变位）的传动类型，那么另外一个齿轮的最少齿数是多少？（取整数）

题图2-6

七.图示轮系中，轮川版时针转动，已知各轮齿数ZI=20,Z2=25,Z4=25,Z5=20,试求传动比iIII和II轴的转向。

题图2-7

A.图示为某机械换算到其主轴上的等效阻力矩Mr在一个工作循环中的变化规律。设等效驱动力矩加为常数，主轴转速〃=300（转/分）,

许可的速度不均匀系数［町=0.1,如机械中其他各构件的等效转动惯量忽略，试求，安装在主轴上的飞轮转动惯量JFn

M,

I

800I

试题答案（二）

一.填空

I.为零，为零

2.〃40

3.两个，必定

4.棘轮机构，槽轮机构，凸轮式间歇运动机构

5.紧凑，增大，差

6.小，大，小

7.将两轮齿顶降低△丁加

8.球面

9.端面，法面

10.用以表明在机械的一个工作循环中各执行构件运动配合关系的图形。

二.解：

*.*〃=6,PL=8»Ph=1

:.F=3〃-2PL-Ph=18-16-1=1

高副低代机构如上图所示

题图2-2b

・••此机构为H级机构。

三.解：

0=18CP^—^=3CP

1)求夕：k+l

2)Vb+a=110(nun),b-a=50(nun)

3)取"±=0.002(nvmm)作机构简图，得Cl,。点；

pTT9(T-2

4)作5%的中垂线，作/。(?2。=290°=70°,得交点Z)；

LCD=0K%=105(min),LAD==90(mm)

题图2-3

四.解：犷大构件3,得42、43重合点,

1）求VM、33

晨=匕+晨A2

大小？3TLAE?

方向±AD±.4E//BD

式中：VA2=VA1=31LAE=0.8m/s)

m/S

取：/y=0.02(mm)作速度多边形

根据速度影象总理，可求得，VM=0

组=0

33-LQ

题图2-4b

2)求

大小啊LQ?叼LAS2盯心^?

方向A-DLADA^ELBD//CE

式中：。%=°、aA3A2=0(V6>3=0)^aA2=402X0.02=32(m/s2)

m/s

取"a=1(mm)作加速度多边形

根据加速度影象原理，作△AOMsaa3，P，m，,得aM=13（m/s2）

a%34

“455x外

=373.63(rad/s2)

方向：逆时针方向

五.解：

1）在构件简图上画出各副反力的方向，如图所示

题图2-5b

2）以构件2为示力体：

号2+。+=。

取7nm）画出力封闭多边形

得：R\2=‘OK睦=71X3=213

3)求Md

Md=-7?21X/»X/j=-213X18X0.001=-3.83

方向：逆时针

六.解：

17-12

1),/Xmin=17=0.294

/.不发生根切的变位量(最小变位量)为Xm=0.294X10=2.94(mm)

S=—+2xmtana

2)2=17,89(mm)；a=20°

3)/.Z1+Z2^2Zmin12+Z2>2X1722222Z2=22

j7・Z]

[或：Vx2=-0.294,/x2=17:.Z2=22]

七.解:

I）根据同心条件确定Z3,Z6

Z3=Z1+2Z2=7O

Z6=Z4+2Z5=65

晶=jL——=—

2)在1-234组成的行星轮系中：幻2

Ml-j-46G-----F

3)在4.5-6-7组成的行星轮系中：了43

918

^XJ47=TX—

AzIII=N3=16.2

iIH为正，轴H的转向与轮/相同。

A.解:

1)在一个工作循环中Wd=Wr

/.A/dX2乃=300X2乃+3000X3

：.Md=800(Nm)

2)求最大盈亏功[W]

[W]=(3000+300-800)X3=833.33几

3)求JF

90qW]_900x83333充

JF=g2峭间>*光八0」=26.5(kgm?)

机械原理试题3

专业_____________姓名学号成绩

一.填空

1.虚约束是指。

2.相对运动瞬心是相对运动两刚体上为零的重合点。

3.从效率的观点分析，机械自锁的条件是。

4.所谓标准齿轮是指°

5.用范成法加工齿轮时，发生根切的根本原因是

6.斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件是o

7.在曲柄摇杆机构中，极位夹角是指

8.在设计直动滚子从动件盘形凸轮机构的工作廓线时发现压力角超过了许用值，且廓线出现变尖现象。此时，应采取措施是：1)

2)o

9.回转构件平衡的条件是：o

10.为了减少机器稳定运转中周期性速度波动的程度，应在机器中安装o为了调节机器稳定运转中非周期性速度波动的程度,

应采用安装的方法.

二.计算引示机构中的自由度，并拆杆组进行结构分析，所拆的基本杆组必须面图表示，注明杆组的级别，最后，需确定机构的级别。

题图3-2a

三已知羽示机构按长度比例尺为二"8(m/mm)绘制，与二:值以)。用矢量方程图解法求机构在图示位置时构件3上C点的速度%

和加速度气。规定：

1)必须列出速度及加速度矢量方程式，并在各矢量的下面分析其大小及方向。否则不给分。

2)%(m/s)/mm；%一0.050n/s2ymm

题图3-3”

四.图示是用=0001(m/mm)绘制的结构简图，已知圆盘与杠杆的摩擦角30°,各转动副处的虚线小圆为摩擦圆，悬挂点。处

的摩擦忽略不计。设重物。=150N,试用图解法求出在图示位置时需加在偏心圆盘上的驱动力矩的大小及方向。要求：解题步骤要清楚。

题图3Ya

五.图示为开关的分合闸机构。已知：/AB=15（）mm,/BC=200mm,/CD=4（M）mm,/AD=531.5mnu试回答:

1）该机构属于何种类型的机构：

2）当以AB为原动件时，标出机构在虚线位置时的压力角a和传动角?：

3）分析机构在实线位置（合闸）时，在触头接合力Q作用下，机构会不会打开，为什么？

题图3-5

六.一对外啮合圆柱齿轮传动的实际中心距490mm,两轮分度圆半径分别为口=30mm,々=60mm，小齿轮的齿顶圆半径

3=36gm,齿根圆半径上=27mm,齿顶高系数〃J=」，顶隙系数为丁=。25压力角a=20°,试求:

I）两轮的模数为多少亳米？

2）两轮的齿数与，Z?

3）按无根切条件，该对齿轮必须采用何种传动类型

4）按无根切条件，计算两轮的最小变位系数。

n

七.在图示轮系中，已知力=20z2=4az2=4az3=3Qz3=20=30,齿轮/的转速巧=iooo转/分，求H,

并指出系杆H的转向与齿轮/的转向是否相同。

题图3-7

八.某机械系统以其主轴为等效构件，已知主轴稔定运转一个周期的等效阻力矩变化情况如图3-8所示，平均角速度①双=40rad/s,等效

驱动力矩为常数，运转不均匀系数6=1/40,若不计飞轮以外构件的转动惯量，试计和装在主轴上的飞轮转动惯量%.

M

40

15

0

题图3-8

试题答案（三）

一.填空

1.机构中不起独立限制作用的约束

2.相对速度

3.

4均为标准值，且e=s的齿轮。

5.刀具的齿顶线超过了啮合线与轮坯基恻的切点（即啮合极限点）N1

6.①居=一无（外啮合时）：②门总=",*近=an2

7.机构在两个极位时，原动件48所处两个位置间所夹的锐角"

8.加大基圆半径；减小滚子半径

9.Z用y=o：2M,=0

10.飞轮：调速器“

二.解：

1)n=l,PL=10,P=0F=3n-2PL-P=3x7-2x10=1

2）进行而副低代（如图所示）

3）分解基本杆组，此杆组为HI级杆组

三.解：

1）速度分析

以2=*加+B2囱

大小？叫B?

方向〃BCLOB//AB

-4x।.=①dca=2*0.2=0.4,...

A1!1：&1（m/s）/mm

按4一0'（m/s）/nim作速度欠量多边形

题图3-3b

VB2=%,（P^2）=。Oix24=0.24（m/s）

.・.=Av@M）=0.8x46=0.46（nVsj

,%=展=%=02Jws）

2）加速度分析

胤2=+/B2B1+/B2BI

大小？2%VB2W?

方向〃8CB-*0_LA8〃AB

式中：°即=磁匿=22x0.2=0.8（ni/s2）

a'B2W=2e丫B2m=2x2x046=184（向$2）

按%二口必m/s2）/mm作加速度矢量多边形

aB2~^o.,（P^2）~0.05x26=1.5（向$2）

ac-aB2-aB2~（nVs2）

四.解：

I）写出叫3的方向。

2）作出6点的约束反力R12（R21）的方向线。

3jW

3）R/Q交于e点。

3W3

4）以构件2为示力体，得&2+Q+/2=0作出/的方向线（过汇交点e且同时切于C处摩擦圆的左边）

题图3Yb

取"尸=3（N/mm）作力封闭三角形〃加为2=国广外或=3x75=225例）

3W

5）以构件/为示力体，得R21+R32=0作出网的方向线（切于a处摩擦圆的上方）.

6）量出我=23mm.•.驱动力矩如:四内2=5%（Nm）逆时针方向

五.解：

I）0^+iAD>/3C+/0D即681.5>600不满足曲柄存在条件，

・••此机构为双摇杆机构。

2）当以AB为原动件时：压力角。及传动角Y如图所示。

3）当机构合闸时，在触头接合力。作用下，机构不会打开。原因是此时⑦杆是原动件，连杆以与从动件共线，机构处于死点位置，因此

机构不会自动打开。

六.解：

I）求两轮的模数

人=攵：+1）=%-加

_36-27

t%

2hQ^c'2^0.5

mm

2）两轮的齿数

mz,2。2x30

ri=­z」-----=------------=23

mm4

mz

2=3。

mm4

3）按无根切条件，:Z1=15<17发生根切

my、八八

a=-(zj^z2)=90

2Va,=90

要采用等移距变位齿轮传动（即高度变位齿轮传动）

4）计算两轮的最小变位系数

17-Z217-15…

_17-Z2_17-30

X2MQX=-Q76

jy17

七.解:

1）在定物轮系1-2中

z_40_.

---------------=-2

“Zj20

2）在行星轮系2'-3-3'-4-H中:

.4_..H_»/Z3Z4_,JQx20_\7

=

V2H户=j-[2四4=j-12^-3T)=j+--4--0--x--2--0--—8

hH=­T[212'H=-2x丁=--

nH24

rii1000

M2-二F"23529

hH也

(rpm)

系杆〃的转向与齿轮/的转向相反。

八.解:

I）确定等效驱动力矩

必为=%+少

f/

.x30rr

M=----=175r

：.2斤(Nm)

2)确定最大盈亏功

45251525

K

Wi=+—^»郎2=一7公iv3=+~2^^4=~~

求功的累积变化量：

e4520..r50_

=—招啊=—mWc=—招町=0

444

例7=次石一。=丝开

44(Nm)

3)求JF

50

4

JF=-=穴0982

，同402^—

4。(kgm2)

机械原理试题4

专业___________姓名学号____________成绩

一.填空趣

1.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0

2.正变位是指:正传动是指0

3.圆锥齿轮的齿廓是____渐开线。

4.周转轮系中的基本构件是指。

5.为了使从动件获得间歇的传动，则可以采用机构，_________机构。

6.若不考虑其它因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在o

7.凸轮机构从动件采用等加速等减速运动规律运动时，将产生。

8.从效率的观点来说，机构自锁的条件是:所谓自锁机构，即在时不能运动。

9.曲柄滑块机构是改变机构中的而形成的。

10.相对瞬心和绝对瞬心的相同点是,不同点是。

二.图示机构在组成卜.是否合理？指出其错误所在，针对错误处更改局部运动矶和构件，使之成为合理的机构，确定改进后的机构的级别。

（要画出其所含的基本杆组，并注明这些基本杆组的级别。）

题图4-如

二.如图所示铁链机构.已知杆长’46=30mm,JCD=60mm,R为CD杆中点,曲柄AR以均勺角速度句=1rad/s顺时针旋转.当

杆5处于图示水平位置时，距离。E=AC。试求：

1）杆5上。点的速度和加速度。

2）杆笳勺角速度和角加速度。规定：=0001（m/s）/mm,"2=0・的,（m/）/mm（要列出速度及加速度方程，并在方程式下面分析

各矢量的大小及方向，否则不给分）

题图4-3a

四.作用在图示机构各构件上的外力如图所示，构件/以31的角速度逆时针方向转动，考虑运动副中的摩擦，设摩擦角°=15。，图中虚

线小圆为摩擦圆，阻力。=100N,求驱动力夕的大小。要求：I）要写清楚简单的解题过程。

五.已知一曲柄摇杆机构的曲柄长仞mm,连杆长=450mm。摇杆在某一极限位置时的传动角尸66°,行程速比系数

K=L试用图解法设计该机构，求出摇杆18杆机架的长度及机构的最小传动角％幻。（要写出解题步骤）

六.已知一对中心距可调整的渐开线标准直指圆柱齿轮，模数切=2,齿数zl=z2=20,分度圆压力角&=20°,齿顶高系数孔=1。现

根据工作需要对中心距进行适当调整，当满足重合度时，该中心距为多少？

E=—[z2（tan-tana）+z2（tan-tancc）]

提示：2/r

七.在图示的轮系中，己知各轮的齿数zl=2（右旋）、22=60.24=40.25=20.z6=40,且各轮均为正确安装的标准齿轮，各轮的模数相同。

当轮/以川=900转/分，按图示方向转动时，求轮6的转速成的大小和转向（“6的转向以从右向左看，是逆时针转还是顺时针来判别）。

黑图4-7

八.今有一薄壁转盘重量为Q，经静平衡试验测定其偏心距为「，方向如图垂直向下。由于该回转面不允许安装平衡重，只能在I,II面上

试题答案（四）

一.填空

1.刀具齿顶线，啮合线交点，不超出被切齿沱的极限哨合点，或Z3I7

2.一个齿轮的X>°；一对传动齿轮的320

3.球面

4.轴线与主轴线重合，且能直接承受外力矩的构件

5.棘轮；槽轮

6.高速轴上

7.秉性冲击

8.〃W0

9.曲柄摇杆：摇杆的长度

10.两构件的同速点：相对瞬心：绝对速度不为零：绝对瞬心：绝对速度为零。

二.解：

1)图示机构在组成上不合理.，因为

力=5P]=7、P%=1

...F=3n-2PL-Pk=3x5-2x7-1=0

2)错误原因及更改措施：运动副元素02只能作圆周运动，运动副元素只能沿着导路作直线运动，两运动副元素在

点组成转

动副时不能同时实现上述两种运动。修改方案如图a所示，其

F=3x6-2x8-l=l

3)要确定该机构的级别；要先进行高副低代.然后再分解基本杆组：如图b所示。

网仞

题图4-2b

・•・此机构为II级机构。

三.解:

1)速度分析员=%+@

大小？叼.‘AB?

方向〃ACLBDLCB

式中心=”'AB=0.03m/s

以%=0001(m/s)/mm作速度多边形，得

丫。=>.西=0.0424mi,

@=4.命=0。3mzs

根据速度影象原理求VD2(VD2=VD4)

%2=%(P&)=00424*S

大小?J?

方向IDEJ〃DE

%003rad/s

VD5_0.0424_1

'L^~0.0424~

2）加速度分析

_rrr

aC=aB+aCB+aCB

大小？晒“?

方向//ACB-^AC-BA.CB

式中：aB=^2=o.O3m/s2

a%=4%=o.O3m/s2

按院=0001（m/s2）/mm作加速度多边形

得：aC=^（P，c，）=0.0424m/s2

题图4-3b

根据加速我影象原理.，求

aD2（aD2=aD4）aD5~aD5+aD5D^+aD5D4

大小源DE?JO?

方向D-E工DEJ//DE

a=

式中：D5斓w=°04241nzs2

按同样的/作加速度多边形，得:

两=00611Vs2

*）5=底（"四）=0.04241nzs2

a%5