機械原理考試_試題

1、機械原理考試題機械原理考試題 考點一：考點一： 自由度的分析與計算自由度的分析與計算 機械原理考試題機械原理考試題2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 二、（二、（1010分）計算圖示機構(gòu)的自由度，若含有復合鉸鏈、局部分）計算圖示機構(gòu)的自由度，若含有復合鉸鏈、局部 自由度或虛約束應在圖中指出，并說明該機構(gòu)具有確定運動的條件。自由度或虛約束應在圖中指出，并說明該機構(gòu)具有確定運動的條件。 解：解：O O、N N復合鉸，復合鉸，EFEF桿虛約束，桿虛約束，DD處滾子局部自由度。處滾子局部自由度。 11) 11142(103)2(3FPPPnF HL 或：或： 111128323 HL ppnF

2、 具有確定運動的條件：給定一個原動件具有確定運動的條件：給定一個原動件( (凸輪凸輪) ) 機械原理考試題機械原理考試題 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 二、（二、（1010分）計算圖示機構(gòu)的自由度。若有復合鉸鏈、局部自由度分）計算圖示機構(gòu)的自由度。若有復合鉸鏈、局部自由度 或虛約束，必須指出。并說明該機構(gòu)具有確定運動的條件或虛約束，必須指出。并說明該機構(gòu)具有確定運動的條件 ( (已知已知 BCBC= =DE=FGDE=FG，且相互平行，且相互平行) )。 解：解：A A、H H處為局部自由度處為局部自由度 C C、G G處為復合鉸鏈處為復合鉸鏈 DEDE為虛約束為虛約束 2, 9

3、, 7 hl ppn 12927323 hl ppnF 或：或： 1, 2, 2,13,10pFppn hl 112213210323pFppnF hl 機構(gòu)具有確定運動的條件是取凸輪構(gòu)件為原動件。機構(gòu)具有確定運動的條件是取凸輪構(gòu)件為原動件。 機械原理考試題機械原理考試題 考點二：考點二： 機構(gòu)的運動分析機構(gòu)的運動分析 機械原理考試題機械原理考試題 K EE a 45 2 2在機構(gòu)圖上畫出在機構(gòu)圖上畫出 的方向并寫出其大小的計算表達式。的方向并寫出其大小的計算表達式。 3 3 若取構(gòu)件若取構(gòu)件1 1為等效構(gòu)件，為等效構(gòu)件， 寫出機構(gòu)的等效力矩寫出機構(gòu)的等效力矩MMe1 e1的表達式 的表達式

4、（各構(gòu)件的重力忽略不計）；（各構(gòu)件的重力忽略不計）； 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 三、（三、（1414分）機構(gòu)如圖分）機構(gòu)如圖a a）所示，）所示，BC=BE=ECBC=BE=EC，力矩，力矩MM1 1、MM5 5分別分別 作用在構(gòu)件作用在構(gòu)件1 1、5 5上。上。 1 1在在b b) )圖矢量圖矢量 的基礎(chǔ)上，用相對運動圖解法求構(gòu)件的基礎(chǔ)上，用相對運動圖解法求構(gòu)件5 5 的角速度的角速度5，（要求：寫出矢量方程，并分析大小和方向，寫出（要求：寫出矢量方程，并分析大小和方向，寫出 5大小的表達式）；大小的表達式）； VB Vpb 機械原理考試題機械原理考試題 Ef AC ？ ？

5、 ？ ? 4545 DEBC VVVVVV EEEECBBC 1 5 511 MMM e 45445 5 5 2 . EE k EE DE v va l ep 解：解： 機械原理考試題機械原理考試題 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 三、（三、（1010分）圖示機構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸及分）圖示機構(gòu)中，已知各構(gòu)件尺寸及v v1 1 ( (為常數(shù)為常數(shù)) )。 試用相對運動圖解法求構(gòu)件試用相對運動圖解法求構(gòu)件5 5的角速度的角速度 5 5及哥氏加速度及哥氏加速度 的大小和方向的大小和方向 ( (要求列出矢量方程，并分析大小、方向，在要求列出矢量方程，并分析大小、方向，在v v1 1的基的

6、基 礎(chǔ)上畫出速度圖，寫出表達式礎(chǔ)上畫出速度圖，寫出表達式) ) 。 K EEa34 機械原理考試題機械原理考試題 1 v 1 2 3 4 5 6 A B C D E 1 v p a 90 v b 2 e 54,e e K EEa34 3 5 BAAB vvv 用速度影像求出用速度影像求出e e3 3點。點。 3434EEEE vvv ED v ED E l pe l v 55 5 BC v BC B l pb l v 43 vEE K EE eeva 43434434 22 解：解： 機械原理考試題機械原理考試題 考點三：考點三： 機構(gòu)的力分析機構(gòu)的力分析 機械原理考試題機械原理考試題 200

7、6級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 五、（五、（1010分）圖示曲柄滑塊機構(gòu)中，設已知機構(gòu)尺寸，圖中分）圖示曲柄滑塊機構(gòu)中，設已知機構(gòu)尺寸，圖中 虛線圓為摩擦圓，滑塊與導路的摩擦角為虛線圓為摩擦圓，滑塊與導路的摩擦角為 ，驅(qū)動力矩為，驅(qū)動力矩為MMd d， 阻力為阻力為F Fr r。試在下面機構(gòu)位置簡圖中畫出各運動副中反力方向。試在下面機構(gòu)位置簡圖中畫出各運動副中反力方向 （必須注明力矢量的腳標）。（必須注明力矢量的腳標）。 機械原理考試題機械原理考試題 解：解： 23 23 21 21 14 v34 機械原理考試題機械原理考試題 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 四、（四、（8

8、8分）圖示機構(gòu)，已知轉(zhuǎn)動副分）圖示機構(gòu)，已知轉(zhuǎn)動副C C處的摩擦圓及處的摩擦圓及A A、B B運動副運動副 兩處的摩擦角兩處的摩擦角 如圖所示，作用原動件如圖所示，作用原動件1 1上的驅(qū)動力為上的驅(qū)動力為P P，QQ為為 生產(chǎn)阻力。試用圖解法畫出各運動副的反力（注明各力的下標）。生產(chǎn)阻力。試用圖解法畫出各運動副的反力（注明各力的下標）。 機械原理考試題機械原理考試題 解：解： B C n 1 2 3 n P Q A 21 R F 31 R F 32 R F v13 23FR12 v12 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 2 2（3 3分）圖示軸頸分）圖示

9、軸頸1 1在軸承在軸承2 2中沿中沿 方向轉(zhuǎn)動，方向轉(zhuǎn)動，F(xiàn) F為驅(qū)動力，為驅(qū)動力， 為摩擦圓半徑。為摩擦圓半徑。 (1)(1)試判斷圖試判斷圖A A、B B、C C中哪個圖的總反力中哪個圖的總反力R R21 21是正確的？ 是正確的？ (2)(2)針對正確圖形，說明軸頸是勻速、加速、減速運動還是自鎖？針對正確圖形，說明軸頸是勻速、加速、減速運動還是自鎖？ 解：（解：（1 1）A A （2 2）加速）加速 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 考點五：考點五： 轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)子的平衡 機械原理考試題機械原理考試題 4、(5分) 圖示一轉(zhuǎn)子，已知兩個不平衡質(zhì)量，

10、m1=m2=m ， 的位置如圖，求在兩個平衡基面I、II上需加的平衡質(zhì) 徑積 和 的大小和方位(表示在圖上)。 bb rm bb rm 21rr 2 5 . 0rrrmmm bbbb 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 5. 5. （6 6分）分） 圖示回轉(zhuǎn)構(gòu)件是否靜平衡？是否動平衡？為什么圖示回轉(zhuǎn)構(gòu)件是否靜平衡？是否動平衡？為什么 ( (寫出計算過程寫出計算過程) ) ？ 解：解： 靜平衡靜平衡 動平衡動平衡 0 2 33 2 11 2 22 rmrmrmF 0 2 2 331 2 11 lrmlrmM B 機

11、械原理考試題機械原理考試題 考點六：調(diào)速考點六：調(diào)速 機械原理考試題機械原理考試題 5 5、 (6(6分分) )某機械等效構(gòu)件穩(wěn)定運轉(zhuǎn)一個周期的等效驅(qū)動力矩和等某機械等效構(gòu)件穩(wěn)定運轉(zhuǎn)一個周期的等效驅(qū)動力矩和等 效阻力矩變化情況如圖所示，并已計算出曲線包圍的各塊面積所效阻力矩變化情況如圖所示，并已計算出曲線包圍的各塊面積所 代表的盈虧功值代表的盈虧功值( (圖中所標數(shù)值圖中所標數(shù)值) )。試畫出功能增量指示圖，計算出。試畫出功能增量指示圖，計算出 最大盈虧功最大盈虧功Wmax,Wmax,并指出等效構(gòu)件角速度并指出等效構(gòu)件角速度 max max與 與 min min的位置。 的位置。 45 max

12、 W b e min max 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 4 4（3 3分）圖示傳動系統(tǒng)中，已知分）圖示傳動系統(tǒng)中，已知z z1 1=20=20，z z2 2=60=60，z z3 3=20=20， z z4 4=80=80，齒輪，齒輪1 1的轉(zhuǎn)動慣量為的轉(zhuǎn)動慣量為J J1 1，如以齒輪，如以齒輪4 4為等效構(gòu)件，則機構(gòu)為等效構(gòu)件，則機構(gòu) 的等效轉(zhuǎn)動慣量的等效轉(zhuǎn)動慣量J Je e為多少（其它構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量忽略不計）？為多少（其它構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量忽略不計）？ 11 2 1 2 3 4 1 2 4 1 144)()(JJ z z z z JJ e 200

13、6級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 考點七：平面連桿機構(gòu)考點七：平面連桿機構(gòu) 機械原理考試題機械原理考試題 四、（四、（1010分）分）a a）圖示為一飛機起落架機構(gòu)。實線表示降落時的）圖示為一飛機起落架機構(gòu)。實線表示降落時的 位置，虛線表示飛行時的位置。試在位置，虛線表示飛行時的位置。試在b b）圖的基礎(chǔ)上設計該機構(gòu)）圖的基礎(chǔ)上設計該機構(gòu) （注：（注： 角由示意圖中量取，保留作圖過程線）。角由示意圖中量取，保留作圖過程線）。 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 四、（四、（1010分）分）a a）圖示為一飛機起落架機構(gòu)。實

14、線表示降落時的）圖示為一飛機起落架機構(gòu)。實線表示降落時的 位置，虛線表示飛行時的位置。試在位置，虛線表示飛行時的位置。試在b b）圖的基礎(chǔ)上設計該機構(gòu)）圖的基礎(chǔ)上設計該機構(gòu) （注：（注： 角由示意圖中量取，保留作圖過程線）。角由示意圖中量取，保留作圖過程線）。 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 六、（六、（1010分）已知鉸鏈四桿機構(gòu)的機架和曲柄長度，曲柄為原分）已知鉸鏈四桿機構(gòu)的機架和曲柄長度，曲柄為原 動件，曲柄和搖桿的兩組對應位置如圖所示，搖桿在位置動件，曲柄和搖桿的兩組對應位置如圖所示，搖桿在位置 為極為極 限位置。試設計此曲柄搖桿機構(gòu)，并在圖上

15、標出其最小傳動角限位置。試設計此曲柄搖桿機構(gòu)，并在圖上標出其最小傳動角 min min。 。 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 A 1 B D 2 B 1 B 2 C min2 1 六、（六、（1010分）已知鉸鏈四桿機構(gòu)的機架和曲柄長度，曲柄為原分）已知鉸鏈四桿機構(gòu)的機架和曲柄長度，曲柄為原 動件，曲柄和搖桿的兩組對應位置如圖所示，搖桿在位置動件，曲柄和搖桿的兩組對應位置如圖所示，搖桿在位置 為極為極 限位置。試設計此曲柄搖桿機構(gòu)，并在圖上標出其最小傳動角限位置。試設計此曲柄搖桿機構(gòu)，并在圖上標出其最小傳動角 min min。 。 2006級機械類各專

16、業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 考點九：齒輪機構(gòu)考點九：齒輪機構(gòu) 機械原理考試題機械原理考試題 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 六、（六、（1313分）已知一對漸開線圓柱齒輪傳動，安裝中心距分）已知一對漸開線圓柱齒輪傳動，安裝中心距 a a =67=67mmmm，傳動比，傳動比i i12 12=6/5 , m=4mm =6/5 , m=4mm， =20=20 ， h ha a* *=1=1， c c* *=0.25=0.25。1 1、采用直齒輪，試設計該對齒輪傳動（要求：、采用直齒輪，試設計該對齒輪傳動（要求：計算計算 出齒輪出齒輪1 1的齒頂圓半徑的齒頂圓半

17、徑 即可；即可；齒輪齒輪2 2的變位系數(shù)取：的變位系數(shù)?。簒 x2 2=0=0）。）。 2 2、若采用斜齒圓柱齒輪傳動，試確定出該對齒輪的基本參數(shù)值、若采用斜齒圓柱齒輪傳動，試確定出該對齒輪的基本參數(shù)值 （不計算具體的幾何尺寸）。（不計算具體的幾何尺寸）。 （注：（注： ） 1a r inv zz xx inv invinv tan 2 014904. 020tan 21 21 0 ）（ 解：解： 0 21 *00 21 1 * 1 1 21 21 21 o 21 21 11221121 912. 9 18 15 25. 0 1 20 4912. 9 )( cos2 67 . 2 35)( 2

18、 0136. 0 25. 0 4 6667 2636. 0)( 2 22.23 2 cos)( cos 18 15 ： 27.18 227.15 )1 (5 . 0 . 1 zz chmmmzz m a mmyxhm mz r yxxy m aa y invinv tg zz xx a zzm zz zizzimza nannn n aa 取 機械原理考試題機械原理考試題 七、（七、（8 8分）齒輪與齒條無側(cè)隙嚙合如圖，試在圖上畫出：分）齒輪與齒條無側(cè)隙嚙合如圖，試在圖上畫出： 1. 1. 齒條節(jié)線、齒輪節(jié)圓齒條節(jié)線、齒輪節(jié)圓 ； 2. 2. 嚙合角嚙合角 ； 1 r 3. 3. 實際嚙合線實

19、際嚙合線 ； 12B B 4. 4. 齒輪齒輪1 1齒廓上與齒條齒廓上與齒條2 2齒廓上點齒廓上點a a2 2相嚙合（共軛）的點相嚙合（共軛）的點a a1 1 ； 5. 5. 若以該齒條為刀具范成加工齒輪，由圖判斷這樣加工出來的若以該齒條為刀具范成加工齒輪，由圖判斷這樣加工出來的 齒輪是否產(chǎn)生根切？并說明理由。齒輪是否產(chǎn)生根切？并說明理由。 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 刀具齒頂線未超過極限嚙合點，不會根切。 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)A卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 八、（八、（8 8分）如圖所示，漸開線直齒圓柱標準齒輪分）如圖所示，

20、漸開線直齒圓柱標準齒輪1 1與標準齒條與標準齒條2 2 作無齒側(cè)間隙的嚙合傳動。如齒條為主動件，運動方向如圖所示。作無齒側(cè)間隙的嚙合傳動。如齒條為主動件，運動方向如圖所示。 試：試：1. 1. 畫出輪畫出輪1 1的分度圓和節(jié)圓，的分度圓和節(jié)圓， 并標出其半徑并標出其半徑r r1 1和和r r1 1 ； 2. 2. 畫出理論嚙合線畫出理論嚙合線N N1 1N N2 2、 起始嚙合點起始嚙合點B B1 1、終止嚙合點、終止嚙合點B B2 2； 3. 3. 根據(jù)圖上所量得的長度，根據(jù)圖上所量得的長度， 計算該齒條齒輪傳動的重合度計算該齒條齒輪傳動的重合度 。 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷

21、卷 機械原理考試題機械原理考試題 2 2 v 1 O 1 1 N 2 N P 11 rr 2 B 1 B b p 試：試：1. 1. 畫出輪畫出輪1 1的分度圓和節(jié)圓，的分度圓和節(jié)圓， 并標出其半徑并標出其半徑r r1 1和和r r1 1 ； 2. 2. 畫出理論嚙合線畫出理論嚙合線N N1 1N N2 2、 起始嚙合點起始嚙合點B B1 1、終止嚙合點、終止嚙合點B B2 2； 3. 3. 根據(jù)圖上所量得的長度，根據(jù)圖上所量得的長度， 計算該齒條齒輪傳動的重合度計算該齒條齒輪傳動的重合度 。 機械原理考試題機械原理考試題 九、九、(13(13分分) )圖示減速器，同一中心距上裝有兩對漸開線直

22、齒圓柱圖示減速器，同一中心距上裝有兩對漸開線直齒圓柱 齒輪，已知各輪齒數(shù)齒輪，已知各輪齒數(shù)z z1 1=15=15，z z2 2=51=51，mm12 12=4 =4mmmm，z z3 3=12=12，z z4 4=40=40， mm34 34=5 =5mmmm， =20=20 ，h ha a* *=1=1，c c* *=0.25=0.25。若齒輪。若齒輪1 1和齒輪和齒輪2 2已采用已采用 等移距變位齒輪傳動時，要求齒輪等移距變位齒輪傳動時，要求齒輪3 3和和4 4設計成變位齒輪傳動設計成變位齒輪傳動( (兩對兩對 齒輪均要求不根切，保證無側(cè)隙嚙合和標準頂隙齒輪均要求不根切，保證無側(cè)隙嚙合和

23、標準頂隙) )： 1. 1. 確定齒輪確定齒輪3 3和和4 4的傳動類型。若的傳動類型。若x x4 4=0=0，試計算，試計算x x3 3； 2. 2. 計算齒輪計算齒輪1 1（剛好不根切時）的齒頂圓半徑（剛好不根切時）的齒頂圓半徑r ra1 a1和齒輪 和齒輪4 4的齒頂圓的齒頂圓 半徑半徑r ra4 a4。注：提示： 。注：提示： 1 z 2 z 3 z 4 z 解：解：1.1. mmzza ammzza m m 130)( 132)( 43234 21212 34 12 3 3、4 4采用正傳動。采用正傳動。 263.22)cos(cos 34 1 a a 4221. 0)( tan2

24、43 43 invinv xx xx 4221. 0, 0 34 xx 014904. 020 tan tan )(2 21 21 inv inv inv zz xx inv KKK 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 2. 2. 齒輪齒輪1 1剛好不根切剛好不根切1176. 0 17 1517 1 x mmyxh z mr yxxy m aa y mmxh z mr aa aa 3895.104) 2 ( 1221. 0 4 . 0 4704.34) 2 ( 344 * 4 344 344334 34 34 1 * 1 121 九、九、(13(13分分)

25、 )圖示減速器，同一中心距上裝有兩對漸開線直齒圓柱圖示減速器，同一中心距上裝有兩對漸開線直齒圓柱 齒輪，已知各輪齒數(shù)齒輪，已知各輪齒數(shù)z z1 1=15=15，z z2 2=51=51，mm12 12=4 =4mmmm，z z3 3=12=12，z z4 4=40=40， mm34 34=5 =5mmmm， =20=20 ，h ha a* *=1=1，c c* *=0.25=0.25。若齒輪。若齒輪1 1和齒輪和齒輪2 2已采用已采用 等移距變位齒輪傳動時，要求齒輪等移距變位齒輪傳動時，要求齒輪3 3和和4 4設計成變位齒輪傳動設計成變位齒輪傳動( (兩對兩對 齒輪均要求不根切，保證無側(cè)隙嚙合和標準頂隙齒輪均要求不根切，保證無側(cè)隙嚙合和標準頂隙) )： 1. 1. 確定齒輪確定齒輪3 3和和4 4的傳動類型。若的傳動類型。若x x4 4=0=0，試計算，試計算x x3 3； 2. 2. 計算齒輪計算齒輪1 1（剛好不根切時）的齒頂圓半徑（剛好不根切時）的齒頂圓半徑r ra1 a1和齒輪 和齒輪4 4的齒頂圓的齒頂圓 半徑半徑r ra4 a4。 。 1 z 2 z 3 z 4 z 2006級機械類各專業(yè)級機械類各專業(yè)B卷卷 機械原理考試題機械原理考試題 考點十：考點十： 混合輪系傳動比計算混合輪系傳動比計算 機械原理考試題機械原理考試題