西工大機械原理模擬試題

1、機械原理模擬試題與自測題,第二套模擬試題,第一套模擬試題,自測題,一、填空題（每小題2分，共20分）,在平面機構中，一個高副引入 個約束，一個低副引入 個約束。受單力P驅動的移動副自鎖條件是 ；受單力P驅動的轉動副自鎖條件是 。機械效率等于 功與

2、 功之比。確定移動副中總反力方向的條件是 。平面四桿機構共有 個速度瞬心；其中 個是絕對瞬心。,1,2,單力作用在摩擦錐內,單力作用在摩擦圓內,阻抗,驅動,R21 與N21之間的夾角為當量摩擦角；R21與v12之間的夾角為鈍角,6,3,6. 當兩構件組

3、成轉動副時，其速度瞬心在 處，組成移動副時，其瞬心在 處。7. 一個采取正變位修正的直齒圓柱齒輪與同樣基本參數的標準齒輪相比較，其 及 變大了；而 的大小沒有變。 8. 在凸輪機構的推桿常用的運動規(guī)律中，具有剛性沖擊的是 ；具有柔性沖擊的是

4、 。9. 接槽輪機構中，已知主動撥盤的角速度為 rad/s, 則在主動撥盤運動一周的時間內，槽輪運動了 秒， 停歇了 秒。 10.機器產生周期性速度波動的主要原因是 ，其調節(jié)的方法是 。,轉動副中心,垂直道路的無窮遠處,齒頂圓

5、,齒根圓,分度圓,等速運動規(guī)律,等加速等減速運動規(guī)律,2,6,驅動功或阻抗功的變化,加裝飛輪,二、簡答題（每小題4分，共20分）,1. 什么叫漸開線齒輪傳動的重合度？其含義是什么？,2. 鉸鏈四桿機構成為雙搖桿機構的條件是什么？,答：漸開線齒輪傳動的重合度指的是實際嚙合線長與基節(jié)之比，其含義是表示每一時刻平均嚙合輪齒對數。,答：鉸鏈四桿機構成為雙搖桿機構的條件是：  a) 最短桿長＋最長桿長≤其余兩桿長之和，以最

6、短桿相對的桿為機架； b) 最短桿長＋最長桿長>其余兩桿長之和，以任意桿為機架。,3. 什么叫凸輪機構壓力角？在設計凸輪機構時，對壓力角有何限制？,4. 漸開線齒輪進行變位修正的目的是什么？,5. 何謂急回運動?試列出三種具有急回運動的連桿機構。,答：推桿所受的正壓力方向與受力點速度方向之間所夾的銳角，設計凸輪機構時，要求壓力角不超過許用值。,答：漸開線齒輪進行變位修正的目的是避免根切，提高強度，拼湊中心距等。,答：急回運動

7、指的是往復運動構件在空回行程的速度大于其工作行程的速度的現象；具有急回運動的連桿機構有曲柄搖桿機構，偏置曲柄滑塊機構，擺動導桿機構，其具有急回運動的條件是極位夾角不為零。,三、分析題（每小題10分，共20分）,1.在圖示的鉸鏈四桿機構中，已知各桿長分別為:,且AD為機架。試分析：,若此機構為曲柄搖桿機構， 的最大值；(2) 若此機構為雙曲柄機構， 的最小值；(3) 若此機構為雙搖桿機構， 的取值范圍。,解：,(1) A

8、BCD為曲柄搖桿機構時，AB必為最短：AB+500≤300+350, AB≤150(mm), 最大值為150mm,(2) ABCD為雙曲柄搖桿機構時，AD必為最短： 1) AB不是最長，即AB<500,且300+500≤AB+350, 所以450≤AB<500 2) AB為最長桿，即AB≥500, 且AB+300≤500+350, 所以500≤AB≤550所以最小值為450mm。,(3) ABCD

9、為雙搖桿機構時，機構只有不滿足桿長條件時才成為雙搖桿機構。,AB是最短桿，即AB 300 +350, 所以150AB+350, 所以300500+350, 所以AB>550由機構組成條件得: AB<1150AB變化范圍為(150,450)和(550,1150),2．在圖示的凸輪機構中，試分析：,(1)在圖上畫出該凸輪機構的基圓；,(2)畫出機構在圖示位置時推桿的位移s；,(3)畫出機構在圖示位置時的壓力角α。,答：,

10、(1)機構的基圓為以r0為半徑的圓；,(2)推桿的位移s如圖所示；,,(3)壓力角?如圖所示。,四、計算題（每小題10分，共20分）,1．求圖示平面機構的自由度（若存在復合鉸鏈、局部自由度或虛約束應明確指出），如果以凸輪為原動件，該機構是否具有確定的運動？為什么 ？,(1) 機構有復合鉸鏈，在C處；局部自由度F處；虛約束E或E’處。,機構原動件的數目，低副、高副個數分別為：,機構自由度,當以凸輪作為主動件時，該機構不具有確定的運動。因

11、為機構的自由度數不等于原動件的數目,解：,2．在圖示的輪系中，所有齒輪皆為漸開線標準直齒圓柱齒輪，其模數皆為2mm，并已知齒數z1=20，z2=32，z2’=18，z3’=20 ，z4=30，試求：齒輪3和齒輪5的齒數和該輪系的傳動比i1H 。已知:,解：由同心條件可得：,同理：,將上述條件代入（1）、（2）兩式，得,1. 設計一無急回運動的曲柄搖桿機構ABCD，已知搖桿長 =120mm，搖桿擺角為60度，搖桿右極位與機架

12、垂直；試用作圖法設計該機構，求得曲柄 AB、連桿BC 和機架AD的長度。,五、設計題（每小題10分，共20分）,解:作圖法設計該機構結果如下圖所示。求得曲柄 AB的長度為60，連桿BC的長度為180 和機架AD的長度為120?3。,,2.圖示的平面六桿機構（其中CE、EF桿未畫出），各桿尺寸由圖中量出，A、D、F三鉸鏈位于同一直線上。 1)用作圖法作出CD桿的擺角； 2)當要求CD桿以其擺角的角平分線對稱左右擺動時，

13、EF桿也能以圖中FG為對稱線作1350擺角的擺動（即以FG為角平分線，左、右擺動67.50）。用圖解法設計滿足這一要求的CE桿和EF桿的長度,解:,1. 在機構中，原動件指的是 ，從動件指的是 。2. 速度瞬心指的是 ；絕對瞬心指的是

14、 。3. 當兩構件的相對運動為 動，牽連運動為 動時，兩構件的重合點之間將有哥氏加速度。4. 對工作轉速遠小于其一階固有頻率的轉子,當其軸向尺寸較小時，應進行 平衡，當其軸向尺寸較大時，應進行 平衡。5. 運動副指的是 ；兩構件通過點、線接觸而構成的運動副稱為 。,一、填空題

15、（每小題2分，共20分）,運動規(guī)律已知的構件,運動規(guī)律未知的構件,兩構件上絕對速度相等的瞬時重合點,絕對速度為零的瞬心點,移,轉,靜,動,兩構件間的可動連接,高副,6. 在建立單自由度的機械系統(tǒng)的等效動力學模型時，確定等效構件的等效轉動慣量大小的原則是 ，確定等效構件上作用的等效力矩的原則是 。7. 一個采取負變位修正的直齒圓柱齒輪與同樣基本參數的標準齒輪相比較，其

16、 及 變小了。8. 若增大凸輪機構的基圓半徑，對于直動平底推桿盤形凸輪機構，則其壓力角 ；對于直動尖頂推桿盤形凸輪機構，則其壓力角 。 9. 用于平行軸間的一對外嚙合標準斜齒圓柱齒輪的正確嚙合條件是 、 、

17、 。10. 能將連續(xù)轉動變?yōu)閱雾楅g歇轉動的機構有 。,動能不變,功率不變,齒頂圓,齒根圓,不變,變小,法面模數相等,法面壓力角相等,螺旋角相等，螺旋方向相反,槽輪機構,答：所謂標準齒輪是指具有標準模數、標準壓力角、標準齒頂高系數、標準頂隙系數、且分度圓上齒厚等于齒槽寬的齒輪。,二、簡答題（每小題4分，共20分）,1. 什么叫機構自由度？機構具有確定運動

18、的條件是什么？,答：使機構具有確定運動時所必須給定的獨立運動規(guī)律的數目稱為機構自由度。機構具有確定運動的條件是：機構的原動件數目等于機構的自由度數目。,2. 什么叫速度瞬心？如何求不直接成副的兩個構件間的瞬心？,答：兩構件上瞬時速度相等的重合點稱為速度瞬心。求不直接成副的兩個構件間的瞬心時可用三心定理。,3. 什么樣的齒輪稱為標準齒輪?,4. 何謂機器的“運轉速度不均勻系數” ? 機械的周期性速度波動調節(jié)的實質和方法是什么?,5. 在

19、高速凸輪機構，宜采用哪一種形狀的推桿和哪種推桿運動規(guī)律？為什么？,答：運轉速度不均勻系數 ，機械的周期性速度波動調節(jié)的實質是加大機械的轉動慣量，方法是加飛輪。,答：在高速凸輪機構，宜采用平底形狀的推桿和正弦加速度或3－4－5次多項式推桿運動規(guī)律，因為這樣振動小。,在圖示的四桿機構中，已知各桿長分別為:試分析：(1) 桿AB能否整周轉動？為什么？(2) 在圖中畫出機構在圖示位

20、置時的壓力角；(3) 在圖中畫出機構的最小傳動角。,三、分析題（每小題10分，共20分）,(1) 桿AB能整周轉動。因為30＋70<60＋50，故桿AB為曲柄。(2) 機構在圖示位置時的壓力角為角a；(3) 機構的最小傳動角為角1。,答：,2. 在圖示凸輪機構中，試分析:(1) 該機構的名稱；(2) 畫出該機構的基圓；(3) 標出機構在圖示位置時的壓力角和位移；,答：,(1) 該機構的名稱為擺動滾子推桿盤形凸輪機構;

21、(2) 該機構的基圓如圖1所示；(3) 機構在圖示位置時的壓力角?和角位移?如圖2所示；,圖1,圖2,1. 試計算圖示沖床機構的自由度，若存在局部自由度、復合鉸鏈或虛約束，請指出其位置；判定該機構是否具有確定的運動。,四、計算題（每小題10分，共20分）,,,(1) 機構有復合鉸鏈，在J處；局部自由度B處；虛約束G、H或F處。,機構原動件的數目，低副、高副個數分別為：,機構自由度,當以小齒輪作為主動件時，該機構具有確定的運動。因為機

22、構的自由度數等于原動件的數目。,解：,,,,,,2. 已知某機器主軸轉動一周為一個穩(wěn)定運轉循環(huán)，若取主軸為等效構件，其等效阻抗力矩 如圖所示。設等效驅動力矩 為常數，試求：,該機器的最大盈虧功。并指出最大和最小角速度 及 出現的位置；(2) 設主軸的平均角速度 ，在主軸上裝一個轉動慣量

23、 的飛輪，試求其運轉速度不均勻系數（不計其他構件的等效轉動慣量）。,= / ( JF) =0.02,100×2 /3+100× /3=Md×2 , Md=50 Nm. =100 /3 J 在0、2 處； 在2 /3、4 /3處。,解：,(1),(2),,Me

24、d,五、設計題（每小題10分，共20分）,1. 在圖示對心直動尖頂推桿盤形凸輪機構中,已知基圓（由圖中直接量?。┖屯馆喭瞥梯喞€。當凸輪以?1繞o點等速轉動時，對應凸輪轉角?BOC，推桿以等速運動規(guī)律由最高點B下降到最低點C。用作圖法設計凸輪回程輪廓曲線；并說明凸輪輪廓是否合理？為什么？,解：,圖示為凸輪回程輪廓曲線的設計過程；凸輪輪廓不合理，因為在B點有變尖現象。,2. 試設計一圖示的鉸鏈四桿機構ABCD，已知AB和AD的長度（由圖

25、中直接量取），要求滿足AB1、AB2與DE1、DE2兩組對應位置，并要求滿足搖桿CD在第2位置為極限位置。試用作圖法設計該四桿機構。,解：,一、填空題（每小題2分，共20分）1.    在平面機構中，作為運動參考的構件稱為機架，從機構以外獲得獨立運動的構件稱為 ，而其余的構件稱為 。2.    三個構件作平面運動時有 個速度瞬心，這些速度

26、瞬心的位置關系是 。3.     驅動力作用在 角以內，平面移動副就處于自鎖狀態(tài)；驅動力作用在 圓以內，轉動副就處于自鎖狀態(tài)。4.    低于一階臨界轉速運轉的轉子稱為 轉子，高于一階臨界轉速運轉的轉子稱為 轉子。5.    周期性速度波動

27、的調節(jié)采用 方法，非周期性速度波動的調節(jié)采用 方法。,6. 平面鉸鏈四桿機構各桿的長度分別為 ， ， ， 。以 桿為機架可以得到雙曲柄機構，以 桿為機架可以得到雙搖桿機構。7. 盤形凸輪的基圓半徑增加，滾子推桿的壓力角隨之 ，而平底推桿的壓力角則

28、 。8. 直齒圓柱齒輪的壓力角是指 圓上的壓力角，其螺旋角等于 。9. 齒數為23、螺旋角為的斜齒圓柱齒輪的當量齒數等于 ；齒數為23、分錐角為的直齒圓錐齒輪的當量齒數等于 。10.在外槽輪機構中，主動撥盤上只有一個圓銷，槽輪上徑向槽數至少為 ，槽輪運動時間和撥盤等速運轉一周的時間之比的最小值為 。,，，，,1. 什么是曲柄？在平面鉸鏈四桿機構中，曲柄存在的條件

29、是什么？ 2．凸輪機構中的剛性沖擊和柔性沖擊的含義是什么？怎么避免出現這兩類沖擊？ 3．標準直齒圓柱齒輪的含義是什么？設兩個標準直齒圓柱齒輪的分度圓半徑分別為 和 ，怎樣安裝這兩個齒輪，才能保證齒側間隙為零，同時齒輪具有標準的頂隙 ？ 4．說明周轉輪系傳動比計算原理。,二、簡答題（每小題5分，共20分）,三、分析、計算和設計題（每小題12分，共60分）,1.   

30、; 圖示偏置曲柄滑塊機構中，已知各構件尺寸（從圖上量取，其中 =0.001m/mm），當主動件AB以角速度 逆時針等速轉動時，試分析：1）該機構有無急回運動？為什么？2）標出圖示位置機構的傳動角 ；3）標出機構最小傳動角 ；4）畫出該機構在圖示位置的速度多邊形（大小不要求按比例）。,2．在圖示偏置直動滾子推桿盤形凸輪機構中：1）畫出基圓，標出半徑rb；2）標出圖示位置時推

31、桿的位移 和壓力角 ；3) 凸輪再轉過90o后推桿的位移 和壓力角 ；4）標出此凸輪機構的行程 。,3．圖示輪系中，所有齒輪皆為標準齒輪，且為標準安裝，已知 ，齒輪1角速度為齒輪3的角速度的2倍。試求：1)    該輪系的自由度F；2)    齒輪3的齒數z3；3）齒輪1和齒輪3轉

32、向相反時 ；4) 齒輪1和齒輪3轉向相同時 。,4. 某機器的主軸為等效構件，在一個穩(wěn)定運轉周期2π內，主軸上的等效驅動力矩 隨主軸轉角φ的變化曲線如圖所示，等效阻力矩 為常數，主軸以平均轉速 運轉。如果要保證主軸運轉的速度不均勻系數 ，試求：1）等效阻力矩 ；2）不計機器中其他各構件的轉